DE19703353A1 - Filterzentrifuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Filterzentrifuge gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 5.

Bei der Trennung von Suspensionen in einen Feststoffanteil und in einen Filtrat-Flüssigkeitsanteil ist es erwünscht, den Zentrifugenbetrieb ergebnisabhängig zu steuern, d. h. es soll vermieden werden, daß die Zentrifuge nach Erreichen einer bestimmten Restfeuchte unter Verur­ sachung unnötiger Energiekosten weiterbetrieben wird. Es wird ange­ strebt, den Zeitpunkt des Erreichens der bestimmten Restfeuchte des Feststoffanteils möglichst genau zu ermitteln, um sodann unmittelbar nachfolgende Verfahrensschritte durchzuführen, wie z. B. Nachfüllen von Suspension, Einleiten von Waschflüssigkeit oder Austragen des Feststoff­ anteils aus der Zentrifugentrommel mittels Ausschälen.

Aus der DE 37 26 227 C2 ist es bekannt, den Zeitpunkt des Erreichens einer bestimmten Restfeuchte des Feststoffanteils dadurch zu ermitteln, daß der Zeitpunkt des Eintauchens der Flüssigkeitsoberfläche in den Filterkuchen aus Feststoff festgestellt wird. Auf diese Weise ist es zwar möglich, den Zentrifugenbetrieb ergebnisabhängig zu steuern, es ist jedoch ein hoher gerätetechnischer Aufwand im Inneren der Zentrifugen­ trommel erforderlich, zudem ist dieses System verschleißanfällig, da ein Meßfühler mit einer Thermoelementmeßstelle ständig in Reibungskontakt mit der Füllungsoberfläche steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Filterzentrifuge, die mit Druckgasüberlagerung betrieben wird, den Zeitpunkt des Er­ reichens einer bestimmten Restfeuchte ohne nennenswerten zusätzlichen gerätetechnischen Aufwand und vollkommen verschleißfrei ermitteln zu können.

Diese Aufgabe wird beim Verfahren durch die im Kennzeichen des Patentan­ spruchs 1 bzw. bei der Vorrichtung durch die im Kennzeichen des Patent­ anspruchs 5 angegebenen Merkmale gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 4 betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß sich bei Erreichen einer bestimmten Restfeuchte die Zwischenräume zwischen den Feststoff­ partikeln entwässert haben und gasdurchlässig geworden sind. Der im Innenraum der Zentrifugentrommel aufgebaute Druck kann sich nicht mehr halten und fällt ab. Der Druckabfall und/oder die zum Halten des Druck­ niveaus nachgeförderte erhöhte Volumenmenge repräsentieren den Zeitpunkt des Erreichens der bestimmten Restfeuchte.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher er­ läutert.

Die schematisch im Schnitt dargestellte Filterzentrifuge besteht aus einer aus einer zylindrischen Filterfläche 1, einem Trommelboden 2 und einer Trommelwelle 3 aufgebauten Filtertrommel 4, die mit einem mitro­ tierenden Trommeldeckel 5 verschlossen ist. Der Trommeldeckel 5 wird von einem Ansatzkopf 6 durchsetzt, der mit dem Trommeldeckel 5 rotiert und an ein drehfestes Gaszuleitungsrohr 7 angeschlossen ist.

Die Filtertrommel 4 wird von einem Zentrifugengehäuse 8 umschlossen, das einen Filtratsammelraum 9 und einen Feststoffsammelraum 10 enthält und in dem die Trommelwelle 3 gelagert ist.

Im Zentrifugengehäuse 8 ist ferner das Gaszuleitungsrohr 7 längsver­ schieblich gelagert, mit dem Gas, vorzugsweise Stickstoff, aus einer Druckgasquelle über den Ansatzkopf 6 in den Innenraum der Filtertrommel 4 leitbar ist. Im Gaszuleitungsrohr 7 befindet sich ein einstellbares Konstantdruckventil 11 und ein Volumenmeßgerät 12.

Im Betrieb der Zentrifuge wird die in die Zentrifugentrommel eingegebene Suspension in eine Feststoffschicht 13 und in eine Filtrat-Flüssigkeits­ schicht 14 getrennt, die die Feststoffschicht 13 und die Filterfläche 1 durchdringt und in den Filtratsammelraum 9 abgeschleudert wird. Die Filterwirkung wird dabei durch Überlagerung mit einem Druckgas, vorzugs­ weise Stickstoff, gesteigert, das über das Gaszuleitungsrohr 7 in den Innenraum der Filtertrommel geleitet wird.

Nach einer bestimmten Betriebszeit ist nahezu das gesamte Filtrat abgeschleudert, so daß nur noch die Feststoffschicht 13 in Form eines Feststoffkuchens verbleibt. Wenn auch die restlichen, im Feststoffkuchen noch vorhandenen Filtratmengen abgeschleudert sind, verschwinden die zwischen den Feststoffpartikeln als Gassperre funktionierenden Flüssig­ keitsmengen, so daß das Druckgas durch den Feststoffkuchen strömen kann.

Der Beginn des Durchtretens des Druckgases durch den Feststoffkuchen, der sich in einem Druckabfall und/oder in einem Anstieg des in die Filtertrommel 4 zu fördernden Druckgases registriert wird, wird als Zeitpunkt erfaßt, in dem der Feststoffkuchen die vorgegebene Restfeuchte erreicht hat. Es können danach unmittelbar, d. h. ohne unnötige energie­ aufwendige Schleuderzeiten weitere Arbeitsschritte folgen, wie ein Nachfüllen von Suspension oder ein Waschen des Feststoffkuchens oder, wenn die Filtertrommel die maximale Feststoffüllmenge erreicht hat, ein Austragen des Feststoffkuchens aus der Trommel in den Feststoffsammel­ raum 10.

Das Erfassen des Zeitpunktes des Durchtretens des Druckgases durch den Feststoffkuchen kann gekoppelt werden mit einer Registrierung einer abnehmenden Filtratmenge, wodurch Störeinflüsse, bei denen es zu einem kurzzeitigen Druckabfall in der Zentrifugentrommel kommt, ausgeschlossen werden können.

Claims (5)

1. Verfahren zum Betrieb einer Filterzentrifuge mit sich wiederho­ lenden Filtrationszyklen, wobei jeder Zyklus das mindestens einmalige Füllen der Zentrifugentrommel mit Suspension, das Trennen der Suspension in einen Feststoffanteil und eine Filtratflüssigkeit unter Überlagerung des Zentrifugiervorganges durch ein in das Innere der geschlossenen Zentrifugentrommel eingebrachtes Druckgas, das anschließende Trocken­ schleudern des Feststoffanteils und das Austragen des nach dem Trocken­ schleudern verbleibenden Feststoffanteils umfaßt, dadurch gekennzeich­ net, daß ein in der Zentrifugentrommel eintretender Druckverlust als Zeitpunkt für die Beendigung des Trockenschleuderns gewertet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zeitpunkt für die Beendigung des Trockenschleuderns das Ansteigen des in das Innere der Zentrifugentrommel eingebrachten Gasvolumens gewertet wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Bestimmung des Zeitpunktes des Trockenschleuderns zu­ sätzlich die Abnahme des Filtrat-Flüssigkeitsstromes gewertet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Füllhöhenstand in der Zentrifugentrommel erfaßt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Zentrifugentrommel umschlos­ sene Innenraum mit Ausnahme der Filterflächen als ein im wesentlichen druckdichter Raum ausgebildet ist, der an eine Druckgasquelle ange­ schlossen ist.