DE1203701B

DE1203701B - Verfahren und Vorrichtung zum Entwaessern von Schlaemmen

Info

Publication number: DE1203701B
Application number: DEH52187A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Rudolf Von Der Gathen; Dipl-Ing Ferdinand Freisinger
Original assignee: Harpener Bergbau AG
Current assignee: Harpener Bergbau AG
Priority date: 1964-03-28
Filing date: 1964-03-28
Publication date: 1965-10-28
Also published as: GB1096164A; BE661419A; NL6503109A

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Entwässern von Schlämmen Zusatz zur Anmeldung: H 49191 VI a/1 a -Auslegeschrift 1 177572 Gegenstand der Patentanmeldung H 49191 VIa/1 a (deutsche Auslegeschrift 1 177572) ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entwässern von Kohlenschlämmen mit Vakuumtrommelffltern oder Vakuumscheibenfiltern, bei dem der Filterkuchen mit Wasserdampf bestimmter Temperatur und bestimmten Drukkes behandelt wird. Die Besonderheit des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung liegt darin, daß man den Wasserdampf auf einen Kuchen einwirken läßt, der auf dem Filter bereits vorentwässert ist, und daß man bestimmte Temperaturbereiche für den zugeführten Wasserdampf und den innerhalb des Filters aufrechterhaltenen Wasserdampfdruck wählt; die Temperatur des zugeführten Wasserdampfes soll zwischen 120 und 1350 C liegen. Der Kondensationspunkt des in den vorentwässerten Filterkuchen eindringenden Dampfes soll unmittelbar über dem Filter liegen, dabei liegt der Eintrittsdruck des Wasserdampfes vorzugsweise zwischen 1,2 und 1,5 ata, während der Druck des Wasserdampfes innerhalb des Filterkuchens zwischen 0,6 und 0,9 ata liegt. Die Wirkung des neuen Verfahrens besteht darin, daß durch die Erhöhung der Temperatur die Viskosität des Wassers erhöht und dadurch das Entwässern der Poren des Schlammes gefördert wird. Bei einer besonders zweckmäßigen Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens wird über einem Vakuumtrommelfilter oder Vakuumscheibenfilter eine mit einem Einführungsstutzen für den Wasserdampf versehene Haube so angebracht, daß ein Teil der außerhalb der Filtertrübe liegenden Trommel außerhalb des Einwirkungsbereiches des Wasserdampfes liegt und eine Vorentwässerungszone bildet. Diese Vorentwässerungszone kann etwa das erste Drittel des aus der Filtertrübe austretenden Teiles des Filters bilden.
Es bildet Gegenstand der parallellaufenden Zusatz-Patentanmeldung H 51802 VIa/la (deutsche Auslegeschrift 1 200222) ein derartiges Entwässerungsverfahren und eine entsprechende Vorrichtung auch für andere Schlämme als Kohlenschlämme, nämlich insbesondere für Flotationskonzentrate, anzuwenden, z. B. solche, wie sie bei der Aufbereitung von Kali, der Erzaufbereitung und der Aufbereitung keramischer Mineralstoffe anfallen. Die Anwendung ist auch gegeben für die Entwässerung organischer Rückstände, die in Emulsionsform, wie dies bei Anlagen zur Verarbeitung von Erdöl und Erdölprodukten der Fall ist, und den verschiedenen Verfahren zur Aufbereitung von Müll anfallen.
Beim Betrieb von Vakuumtrommelfiltern oder Vakuumscheibenfiltern wurde festgestellt, daß die optimalen Temperaturen und Drücke für den zugeführten Dampf von dem Körnungsaufbau und dem Feststoffgehalt der als Filterkuchen aufgebrachten Masse abhängen. Diese Eigenschaften des Filterkuchens sind von entscheidendem Einfluß für die Stärke, in welcher sich der Filterkuchen bildet, und mit der Stärke des Kuchens schwankt auch der erreichte Entwässerungsgrad. Nun sind im Betrieb Schwankungen der Zusammensetzung des Filterkuchens oft unvermeidbar. Auch setzt sich das Filter im Laufe des Betriebes teilweise zu, und daraus ergeben sich wiederum Unterschiede in der Stärke des Filterkuchens und in seiner Durchlässigkeit. Es ist aber erwünscht, daß bei der Verarbeitung eines zu entwässernden Produktes der Entwässerungsgrad über Stunden und Tage möglichst den gleichen Wert behält, weil sonst Störungen in den den Filtern nachgeschalteten Betrieben auftreten, in denen das entwässerte Produkt weiter verarbeitet wird.
Grundlage der Erfindung bildet die Erkenntnis, daß die Wirksamkeit des Filters abhängig ist von der Differenz zwischen derjenigen Temperatur, die oberhalb des Filterkuchens herrscht, und derjenigen Temperatur, die innerhalb der Filtertrommel vorliegt. Gemäß der Erfindung läßt sich ein einigermaßen gleichmäßiges Arbeiten des Filters auch bei schwankender Zusammensetzung des zu entwässernden Stoffes und anderen Vorgängen, welche die Stärke des Filterkuchens beeinflussen, dadurch erzielen, daß beim Entwässern der Schlämme mittels Vakuumtrommelfiltern oder Vakuumscheibenfiltern unter Behandlung des bereits vorentwässerten Kuchens mit Wasserdampf in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der oberhalb des Filterkuchens und der imerhalb der Filtertrommel herrschenden Tcmperatur die Menge und/oder die Temperatur des zugeführten Dampfes derart geregelt wird, daß ein annähernd gleicher Entwässerungsgrad des Filters laufend erhalten bleibt. In manchen Fällen hat sich als ausreichend erwiesen, als Regelgröße ausschließlich die innerhalb der Filtertrommel herrschende Temperatur zu benutzen.
Eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung der Erfindung sieht Temperaturmeßeinrichtungen innerhalb der Filtertrommel, gegebenenfalls auch unmittelbar oberhalb des Filterkuchens, vor, wobei diese Temperaturmeßeinrichtungen an ein Regelgerät angeschlossen sind, das ein Ventil zur Regelung der zugeführten Dampfmenge und/oder einen Dämpfekühler, der die Temperatur des zugeführten Druckdampfes beeinflußt, steuert.
In den Zeichnungen gibt Fig. 1 in einem senkrechten, durch die Achse einer Filtertrommel gehenden Schnitt die Anordnung der Thermometer wieder, während F i g. 2 schematisch eine Regel- und Steuereinrichtung für ein derartiges Dampfhaubenfilter darstellt.
Mit 10 ist die Filtertrommel bezeichnet, mit 11 der Spiegel der Filtertrübe. Auf der im Sinne des Pfeiles 12 sich drehenden Trommel bildet sich der Filterkuchen 13, der kurz nach seinem Eintritt in die Dampfhaube 14 in den Wirkungsbereich des bei 15 zugeführten Dampfes gelangt. Die gestrichelte Linie 16 soll die Grenze der Dampfeinwirkungszone andeuten. Mit 17 sind die innerhalb der Filtertrommel, mit 18 die oberhalb des Filterkuchens 13 angeordneten Widerstandsthermometer bezeichnet. Die mit den Thermometern 17 gemessene Temperatur hat den Wert T.,. Die mit den Thermometern 18 gemessene Temperatur hat den Wert T3. Die Differenz Ts-T2 bildet ein Maß für die Entwässerungswirkung der Filtertrommel.
Bei einem Wassergehalt des von der Trommel abgestreiften Filterkuchens von 12 bis 130/0 lag in einem speziellen Fall die Temperatur T1 bei 120 bis 135° C. Die Temperatur T2 lag bei 32 bis 350 C. Der Filterkuchen hatte hierbei einen Feinstkornanteil unter 0,1 mm von 25 bis 35 O/o. Die Stärke des Filterkuchens wechselt zwischen 18 und 25 mm.
Erhöhte sich der Feinstkornanteil oder die Filterkuchenstärke über die genannten Werte hinaus, was eine Verringerung des Porendurchmessers und damit eine Verringerung der Durchlässigkeit zur Folge hatte, so verminderte sich bei gleicher Dampftemperatur und gleiche Dampfmenge die Temperatur innerhalb der Filtertrommel auf 20 bis 250 C. Der Wasser- gehalt im Filterkuchen stieg entsprechend auf 16 bis 17°/o Wasser an.
Durch eine Steigerung der Dampftemperatur auf etwa 150 bis 1600 C und durch eine Erhöhung der Dampfmenge konnte die Temperatur innerhalb der Filtertrommel wieder auf 30 bis 350 C gesteigert werden, so daß der Wassergehalt im Filterkuchen wieder auf 12 bis 13e/o Wasser abnahm.
Mit der Regelschaltung nach F i g. 2 läßt sich auch bei wechselnden Verhältnissen ein einigermaßen gleichbleibender Wassergehalt des vom Filterkuchen abgezogenen Gutes erhalten. Hierbei wird mittels der Widerstandsthermometer 17 nur die innerhalb der Filtertrommel herrschende Temperatur T2 gemessen und auf die Meßinstrumente 18 übertragen. Der Temperaturmittelwert beeinflußt einen Regler 19. Dieser regelt einerseits das Ventil 20, das in der Dampfzuführung 21 liegt, die über die einstellbaren Ventile 22 an die Dampfhaube 14 angeschlossen ist. Andererseits beeinflußt der Regler 19 das Ventil 23, welches in der Zuführungsleitung 24 des Kühlwassers zum Dämpfekühler 25 liegt. Mit 26 ist ein Dampfmengenmesser bezeichnet.
Mittels der beschriebenen Regeleinrichtungen läßt sich ein gleichmäßiger Entwässerungsgrad über längere Betriebszeiten erreichen.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Entwässern von Schlämmen mittels Vakuumtrommel- oder Vakuumscheibenfiltern unter Behandlung des bereits vorentwässerten Kuchens mit Wasserdampf, wobei der Kondensationspunkt des in den vorentwässerten Kuchen eindringenden Dampfes unmittelbar über dem Filter liegt, nach Patentanmeldung H 49191 VI all a (deutsche Auslegeschrift 1 177 572), d adurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der oberhalb des Filterkuchens und der innerhalb der Filtertrommel herrschenden Temperatur die Menge undloder die Temperatur des zugeführten Dampfes derart geregelt wird, daß ein annähernd gleicher Entwässerungsgrad des Filters laufend erhalten bleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Regelgröße nur die innerhalb der Filtertrommel herrschende Temperatur dient.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Filtertrommel (10), gegebenenfalls auch unmittelbar oberhalb des Filterkuchens (13), Temperaturmeßeinrichtungen (17, 18) angeordnet und an ein Regelgerät (19) angeschlossen sind, das mit einem Ventil (20) zur Regelung der zugeführten Dampfmenge und oder einen Dämpfekühler (25) verbunden ist.