DE2321653C3

DE2321653C3 - Vollmantel-Schneckenzentrifuge zum Trennen von Suspensionen mit aufschwimmendem Feststoff

Info

Publication number: DE2321653C3
Application number: DE19732321653
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr. 5673 Burscheid Bender; Ernst Dipl.-Ing. 5110 Alsdorf Borgmann
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1973-04-28
Filing date: 1973-04-28
Publication date: 1980-03-27
Also published as: DE2321653B2; FR2227031B1; LU69941A1; GB1441190A; NL7405600A; DE2321653A1; BE814232A; CH586063A5; FR2227031A1; IT1010141B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge zum Trennen von Suspensionen mit aufschwimmendem Feststoff, bestehend aus einer drehbar gelagerten, konisch oder teils konisch, teils zylindrisch geformten Trommel, einer drehbar gelagerten, ein- oder mehrgängigen Schnecke, die konisch oder teils konisch, teils zylindrisch und mit der Trommel einen schmalen Spalt bildet, wobei sich an der Seite mit dem größten Trommeldurchmesser eine Tauchscheibe befindet und in der Trommel hinter der Tauchscheibe öffnungen zum Austritt der Flüssigkeit oder eine Schälvorrichtung zum Abziehen der Flüssigkeit angebracht sind, während am anderen Ende der Trommel öffnungen zum Austritt des Feststoffes vorhanden sind und der Spalt zwischen Schnecke und Trommel im Klärteil größer ist als im Entfeuchtungsteil.

Mit einer derartigen Zentrifuge (DE-GM 17 60 883) ist es grundsätzlich möglich, aus einer Suspension mit aufschwimmenden Feststoffen diese Feststoffe abzutrennen.

Die Aufgabe, aus einer Flüssigkeit aufschwimmende, also spezifisch leichtere Feststoffe mechanisch abzutrennen, erhält dann besondere Bedeutung, wenn diese Feststoffe durch Filtration nicht oder nur schwer abzuscheiden sind.

In den Fällen, in denen eine genügend große Aufschwimmgeschwindigkeit der Teilchen vorhanden ist, behilft man sich mit verhältnismäßig einfachen Trennbehältern, die einen taktweisen oder auch kontinuierlichen Abzug der schwereren flüssigen oder auch der leichteren Feststoffphase erlauben. Diese Trennung ist nicht sehr vollständig, weil höchstens ein mit Flüssigkeit gesättigter Kuchen abgezogen werden kann. Dieser muß in der Regel nachbehandclt werden.

Zur Erhöhung der Aufschwimmgeschwindigkeit wird auch versucht, Gas an die Feststoffteilchen anzulagern (Flotation). Dies gelingt in einigen Fällen, oft ist jedoch die Trennung unvollständig, weil sich die Gasbläschen nur an einem Teil der Feststoffteilchen anlagern, zum anderen wird auch hierbei nur ein weitgehend mit Flüssigkeit gesättigter Feststoff erhaltsn. Bei vielen chemischen Produkten ist diese Methode nicht anwendbar.

Bekannt ist die Methode, in einer einfachen Trommeizentrifuge ein zusätzliches Ringwehr vor dem Flüssigkeitsüberlauf anzuordnen, mit einem Spalt zwischen Trommelwand und Wehr. Durch diesen Spalt fließt die geklärte Flüssigkeit ab, der leichtere Feststoff wird vom Wehr zurückgehalten und muß mit einem Schälrohr o. ä. ausgetragen werden.

Dieses Verfahren läßt sich nur in einigen Fällen anwenden, da die aufschwimmende Feststoffschicht meist nicht von selbst zum Austragsorgan hinfließt oder weil das Austragsorgan verstopft. Ein dann notwendiger diskontinuierlicher Feststoffaustrag ist — insbesondere bei größerem Feststoffgehalt — technisch und wegen der hohen Bedienungskosten völlig unbefriedigend. Der Feststoff kann auch hier nur zusammen mit viel Flüssigkeit gewonnen werden.

In Vollmantel-Schneckenzentrifugen lassen sich spezifisch schwere Feststoffe aus Suspensionen trennen und kontinuierlich austragen. Bei spezifisch leichteren Feststoffen ist dies jedoch nicht oder nur sehr unvollständig möglich, selbst dann, wenn eine Tauchscheibe am Flüssigkeitsüberlauf eingebaut ist. Bei einer größeren Wehrhöhe, die eine größere Flüssigkeitshöhe in der Trommel bewirkt, wie sie für eine gute Trennung notwendig ist, schwimmt der Feststoff auf und rotiert mit der Schnecke, ohne weiterbefördert zu werden. Die Zentrifuge verstopft nach kurzer Zeit.

Wird die Wehrhöhe sehr niedrig gehalten, so wird Feststoff zum Feststoffaustrag hin gefördert, doch die in entgegengesetzter Richtung strömende Flüssigkeit nimmt den größten Teil des Feststoffes mit zum Flüssigkeitsauslaß. Dieser Effekt tritt besonders stark bei sehr feinkörnigen Feststoffen auf.

Eine Verbesserung des Trenneffektes bei Suspensionen mit aufschwimmendem Feststoff kann erreicht werden, wenn dafür gesorgt wird, daß der Spalt zwischen den Schneckenflanken und der Trommel-Innenwand im Klärteil größer ist als im Entfeuchtungsteil. Derartige Zentrifugen werden in dem deutschen Gebrauchsmuster 17 60 883 und der US-PS 32 85 507 beschrieben.

Gemäß dem DE-GM 17 60 883 ist die Steilheit (Konizität) des Trommelmantels im Entfeuchtungsteil (Trockenraum) geringer als im Klärteil (Absetzraum). Hierdurch wird die Trennung von Flüssigkeit und Feststoff im Klärteil und der Abtransport der aufschwimmenden Feststoffschicht zum Feststoffaustrag hin begünstigt.

Die Vollmantelzentrifuge gemäß der US-PS 32 85 507 weist ebenfalls eine veränderliche Spaltweite zwischen Trommelinnenwand und Schneckenkern auf. Dieser Besonderheit wird allerdings in der Beschreibung an keiner Stelle Rechnung getragen. Die technische Lehre dieser Patentschrift betrifft in erster Linie den Einbau von achsenparallelen Stegen am Innenumfang der Trommel. Die Stege sorgen dafür, daß der aufschwimmende Feststoff mit der Trommel mitrotiert, so daß in der Regel seine Förderung zum Feststoffaustrag hin erfolgt.

Vollmantelzentrifugen der ersteren Bauart funktionieren nur dann einwandfrei, wenn es sich um Feststoffteilchen handelt, die relativ grob sind und daher eine Schwimmschicht bilden, die wenig zum Haften neigt. Sobald jedoch auch feinere Partikel vorhanden sind, neigt der mit Flüssigkeit fast gesättigte Kuchen zum Haften an den Schneckenflanken, er bildet um den

Schneckenkern herum eine geschlossene Schicht, die nicht mehr gefördert wird.

Vollmantelzentrifugen gemäß der US PS 32 85 507 werden zwar den Feststoff in der Regel austragen, die Nachteile der Konstruktion bestehen jedoch darin, daß sie konstruktiv aufwendig ist, daß darch die nicht zu vermeidende ungleiche Füllung der Räume zwischen den Stegen die Abscheidung verschlechtert wird oder sogar Unwuchten auftreten können, und daß dann, wenn in der zu trennenden Suspension auch spezifisch schwerere Feststoffteilchen vorhanden sind, ein rasches und ungleichmäßiges Auffüllen der Räume zwischen den Stegen ebenfalls zu verschlechteter Abscheidung und Unwuchtbildi-ng führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Vollmantel-Schneckenzentrifuge so zu verbessern, daß auch die Abtrennung von kohäsiven Feststoffen ohne die erwähnten Schwierigkeiten gelingt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schneckenwendel im Käärteilbereich mit erhöhter Steigung ausgebildet ist. Diese Maßnahme gewährleistet in Verbindung mit dem vergrößerten Spalt zwischen Schnecke und Trommel im Klärteilbereich eine einwandfreie axiale Förderung des Feststoffes zum Entfeuchtungsteil hin. Der Spalt zwischen Trommelinnenwand und Schneckenkern im Klärteil soll möglichst so groß sein, daß bei Schwankungen in der Produktzufuhr ein Anstoßen der schwimmenden Feststoffschicht an den Schneckenkern vermieden wird.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert Bei der dargestellten Vollmantelzentrifuge wird eine Suspension durch den Produkteinlaß 1 zugeführt und tritt bei 2 (an der Grenze zwischen Klärteil und Entfeuchtungsteil) in die Trommel ein. Zweckmäßig erfolgt der Suspensionszulauf zwischen der aufschwimmenden Feststoffschicht 3 und der Flüssigkeit 4. Dadurch wird

.-. ein Aufreißen der aufschwimmenden Feststoffschicht vermieden und ein sicherer Austrag des Feststoffes gewährleistet Trommel 5 und Schnecke 6 drehen sich mit hoher Drehzahl, so daß infolge der Zentrifugalkraft die schwerere Flüssigkeit an die Innenwand der

: Trommel 5 geschleudert und durch den Spalt zwischen Trommel 5 und Tauchscheibe 7 über den Flüssigkeitsablauf 8 ablaufen kann.

Im Klärteil ist die Schnecke 6a mit erhöhter Steigung gegenüber dem Entfeuchtungsteil ausgebildet. Auf-

■'. grund der erhöhten Steigung erfolgt die Förderung der Schwimmschicht zum konischen Trommelteil hin mit relativ kleinen Förderflächen, wodurch eine Mitnahme der Schwimmschicht in Umfangsrichtung vermieden wird. Die Trommel 5 ist ebenso wie die Schnecke 6 im

>·. Entfeuchtungsteil konisch ausgeführt. Der Schneckenkörper im Klärteil ist dagegen zylindrisch ausgebildet. Der verbleibende Spalt zwischen Schneckenwendel 6a und Innenwand der Trommel 5 ist im Klärteil wesentlich größer als im Entfeuchtungsteil.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zum Trennen von Suspensionen mit aufschwimmendem Feststoff, bestehend aus einer drehbar gelagerten, konisch oder teils konisch, teils zylindrisch geformten Trommel, einer drehbar gelagerten ein- oder mehrgängigen Schnecke, die konisch oder teils konisch, teils zylindrisch ausgebildet ist und sich innerhalb der Trommel befindet und mit der Trommel einen schmalen Spalt bildet, wobei sich an der Seite mit dem größten Trommeldurchmesser eine Tauchscheibe befindet und in der Trommel hinter der Tauchscheibe öffnungen zum Austritt der Flüssigkeit oder eine Schälvorrichtung zum Abziehen der Flüssigkeit angebracht sind, während am anderen Ende der Trommel öffnungen zum Austritt des Feststoffes vorhanden sind und der Spalt zwischen Schnecke und Trommel im Klärteil größer ist als im Entfeuchtungsteil, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenwendel (6a) im Klärteilbereich mit erhöhter Steigung ausgebildet ist.