DE2425344C2 - METHOD AND DEVICE FOR SEPARATING PARTICLES FROM LIQUIDS WITH DIFFERENT DEGREES OF HEAT - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR SEPARATING PARTICLES FROM LIQUIDS WITH DIFFERENT DEGREES OF HEATInfo
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Description
η der Praxis sind häufig Verfahren anzutreffen, bei ien Flüssigkeiten aus verschiedenen Einsatzberein unterschiedlich erwärmt oder gekühlt mit Verunreinigungen einem gemeinsamen Reinigurigspnvcß zugeführt werden müssen. Die Verunreinigung kann aus flüssigen oder festen Teilen mit anderem spezifischem Gewicht als das der Grundflüssigkeil bestehen.η in practice procedures are often to be found in ien liquids from different service units heated or cooled differently with impurities fed to a common cleaning unit Need to become. The contamination can consist of liquid or solid parts with other specific Weight as that of the base fluid wedge exist.
Dieser Abscheidungsvorgnng wird vielfach durch H>drozyklone durchgeführt oder durch Flachklärbekken mn großen, freien Wasserspiegeln.This Abscheidungsvorgnng is often through H> drocyclones carried out or by shallow clarifying tanks mn large, free water levels.
Flachabsetzbecken weisen große freie Wasserspiegel auf. sie sind unwirtschaftlich, wenn die vcrunreinig'en Flüssigkeiten sehr tief unter der Oberfläche anfallen, da die Baukörper nicht nur viel überbaute Fläche, sondern auch hohe Baukosten verursachen, so daß diese Becken oft wegen der nient zur Verfügung stehenden Grundfläche nicht ausgeführt werden können.Flat sedimentation basins have large free water levels. they are uneconomical if they are polluted Liquids accumulate very deep below the surface, as the structure not only has a lot of built-up area, but also cause high construction costs, so that these basins often because of the nient available floor space cannot be executed.
Bei stark erwärmten Flüssigkeiten ergeben sich wegen des großen freien Wasserspiegels große schädliche Ausdünstungen. Hinzu kommt, daß die durch die Atmosphäre bestehende Luftbewegung die Flüssigkeitsströme unkontrollierbar beeinflußt und bei radialsymmetrischen Überläufen dio Becken nur einseitig beaufschlagt werden, so daß diese Becken nur einseilig und damit unwirtschaftlich genutzt werden.In the case of strongly heated liquids, there are due to of the large free water level, large harmful vapors. In addition, the atmosphere Existing air movement affects the flow of liquids in an uncontrollable manner and in the case of radially symmetrical Overflows the basin are only acted upon on one side, so that these basins are only single-rope and thus be used uneconomically.
Flachbecken können auch wegen der notwendigen Verteilerrinnen nicht gleichzeitig Schwerstoffteile mit mehreren Dezimetern Durchmesser bis zu wenigen Tausendstel Millimetern im Verhältnis > I : 100 000 in einem Absetzraum ausscheiden. Hier sind vorgeschaltete »Grobfänger« unter anderem notwendig, wodurch sich die Anlagen räumlich vergrößern und verteuern.Because of the necessary distribution channels, shallow pools cannot contain heavy parts at the same time several decimeters in diameter up to a few thousandths of a millimeter in relation > I: excrete 100,000 in a weaning room. Here are upstream “Coarse catcher” is necessary, among other things, which increases the size of the facilities and makes them more expensive.
Auch H>drozyklone weisen gegenüber der Erfindung unter anderem folgende Nachteile auf:Hydrocyclones also have the following disadvantages compared to the invention:
1. Fiüssigkcitsrotation muß mit hoher Geschwindigkeit erfolgen. Hier sind Drucksiufen von mehreren Atmosphären Überdruck notwendig. Dies setzt eine besondere, oft zusätzliche Pumpstufe mit erheblichem Energieverbrauch voraus. Die verunreinigte. Flüssigkeit bewirkt in den Pumpen einen erheblichen Verschleiß und Erhaltungsaufwand.1. Liquid rotation must be done at high speed. Here are printouts of several Atmospheric overpressure necessary. This sets a special, often additional pumping stage with a considerable Energy consumption ahead. The polluted. Liquid causes a considerable amount in the pumps Wear and tear and maintenance effort.
2. Die notwendigen hohen Rotationsgeschwindigkeiten verursachen einen starken Verschleiß der Oberfläche der Zyklone, wodurch teure Verschleißschichten zur Auskleidung notwendig werden. 2. The necessary high rotation speeds cause the Surface of the cyclones, which means that expensive wear layers are necessary for the lining.
3. Das gleichzeitige Ausscheiden von schweren und leichten Stoffen ist nur mit erheblichen Kosten möglich, bzw. macht zwei getrennte hintereinander geschaltete Zyklone notwendig.3. The simultaneous elimination of heavy and light substances is only at considerable cost possible or requires two separate cyclones connected in series.
4. Hydrozyklone erfordern eine gleichmäßige Beaufschlagung, aus diesem Grunde werden meist mehrere Zyklone parallel gefahren und bei stark wechselndem Flüssigkeitsanfall entsprechend zu und abgeschaltet.4. Hydrocyclones require uniform application, for this reason there are usually several Cyclones run in parallel and, in the case of strongly changing amounts of liquid, to and accordingly switched off.
Neben den Hydrozyklonen gibt es noch zwei Sonderformen von Separierbecken, wie sie in den Patentschriften In addition to the hydrocyclones, there are two special types of separation basins, as described in the patents
1. DT-AS 10 19 6441. DT-AS 10 19 644
2. GB-PS 25 644/1908
beschrieben werden.2. GB-PS 25 644/1908
to be discribed.
Der wesentliche Unterschied gegenüber der Erfindung besteht in folgenden Merkmalen:The main difference compared to the invention consists in the following features:
1. Sowohl (1) als auch (2) haben im Separierbecker mehrere Einbauten und Unterteilungen, in denen die Flüssigkeit in der Fließrichtung umgelenkt, teilweise horizontal oder sogar nach oben geführ! wird. Dies erschwert das Abscheiden von leichter wie schweren Partikeln.1. Both (1) and (2) have several internals and subdivisions in the separating tank in which the liquid is diverted in the direction of flow, partly horizontally or even upwards! will. This makes it difficult to separate out both light and heavy particles.
2. Bei Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Temperaturen wird bei (2) der größte Teil des Separierbek-2. For liquids with different temperatures at (2) the largest part of the separating
kens überhaupt mehl in seiner Rauhe genutzt, da eine vorgegebene Flüssigkeitsströmung fehlt, du· den gesamten Beckenraum abdeckt. Bei (I) breiier sich die heißere Flüssigkeit an dor Oberfläche sehr schnell aus, so daß ebenfalls das gesamte Becken s nur unvollständig für das Separieren genut/i wird.Ken used flour in its rough at all, there a given liquid flow is missing, you covers the entire pelvic area. At (I) brier the hotter liquid on the surface quickly, so that the entire basin s is only partially grooved for the separation.
3. Bei (!) ist der freie Flüssigkeitsspiegel so groß vm: der gesamte Querschnitt des Sepanerbeckens mn all den Nachteilen der bekannten Flachklärbecken. Bei (2) existiert überhaupt kein freier Flüssigkeilsspiegel, sondern der Separierpro/eß findet in einem geschlossenen Behältnis unter Überdruck statt.3. At (!) The free liquid level is so large vm: the entire cross-section of the Sepan basin with all the disadvantages of the known flat clarifiers. In (2) there is no free liquid wedge level at all, Instead, the separation process takes place in a closed container under overpressure instead of.
4. Sowohl (1) als auch (2) kennen keinen sich frei einstellenden Flüssigkeitsspiegel. Bei unterschied!!- ,5 chen Flüssigkeitsmengen muß durch Regel- und Absperrventile der Flüssigkeitsspiegel ständig angepaßt werden.4. Both (1) and (2) do not know a freely adjusting liquid level. In different !! - 5 chen quantities of liquid must be continuously adjusted by regulating and shut-off valves of the liquid level.
Dies bedeutet jedoch, daß durch die Drossel- und Absperrorgane nur Partikel von sehr kleinen Größe:i. und nicht wie bei der vorliegenden Erfindung im Größenverhältnis 1 :100 000 eis zur Dezimetergröße. abgeschieden werden kennen.However, this means that only particles of very small size due to the throttle and shut-off devices: i. and not, as in the present invention, in the size ratio 1: 100,000 cis to the decimeter size. to be separated.
5. Die auszuscheidenden Partikel können bei (1) und (2) auch nicht von fester Form sein, denn sonst 2S würde der Verschleiß an den Armaturen so hoch, daß deren Funktion in Frage gestellt würde.5. The particles to be separated out in (1) and (2) cannot be of a solid form either, because otherwise 2S the wear on the fittings would be so high that their function would be called into question.
b. Bei ruhendem Beirieb würden sich sowohl bei (1) wie auch bei (2) Armaturen und Rohrleitungen zusetzen, w.as bei der Erfindung nicht der Fall ist. da ρ keine beweglichen Armaturen vorhanden sind und Rohrleitungen nur dort vorliegen, wo sie sich wegen ihrer überwiegend lotrechten Anordnung ,auch bei ruhendem Betrieb von Partikeln freihalten. Vorgenannte Nachteile der bis jetzt bestehenden Systerne sollen erfindungsgemäß vermieden werden.b. During idle operation, both (1) as in (2) add fittings and pipelines, w.as not the case with the invention. since ρ there are no moving fittings and Pipelines only exist where they are because of their predominantly vertical arrangement, too Keep free of particles during idle operation. The aforementioned disadvantages of the systems that have existed up to now should be avoided according to the invention.
Die Erfindung wird nunmehr an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert:The invention is now based on several exemplary embodiments explained in more detail:
A b b. 1 ein rechteckiges Becken mit schrägem oberen Abschlußkörper.A b b. 1 a rectangular basin with a sloping upper body.
A b b. 2 ein rundes Becken mit Kühlflächen im schrägen oberen Abschlußkörper,A b b. 2 a round basin with cooling surfaces in the sloping upper body,
Das notwendige Separierbecken 1 ist völlig ungeteilt und hat weder besondere Druckrohre, Prallwände und besondere Verteilerkonstruktionen. Wesentlich ist nur. daß die Flüssigkeit während des Absetzprozesses ständig eine zum Erdschwerpunkt geneigte Fließkomponente erhält. Damit sollen Flüssigkeitsstöße mit höheren Temperaturen als der Temperatur des Behälters und die den Behälter umgebende Temperatur sowie der bereits enthaltenen Temperatur der Behälterfüllung nicht an deren Oberfläche direkt zum Ablauf gelangen. The necessary separation basin 1 is completely undivided and has neither special pressure pipes, baffles and special distributor constructions. It is only essential. that the liquid is constant during the settling process receives a flow component inclined to the earth's center of gravity. This is intended to be a surge of fluids with higher Temperatures as the temperature of the container and the temperature surrounding the container as well the temperature already contained in the container filling does not reach the drain directly on the surface.
Im Gegensatz zu anderen Erfindunger befindet sich ein freier Wasserspiegel nur im Bereich des rinnen- oder rohrförmigen Ein- und Auslaufes. Der überwiegende Teil des Beckens hat keine freien Wasserspiegel, wie dies bei normalen Schwerkraft-Absetzbecken der Fall ist.In contrast to other inventors, there is a free water level only in the area of the channel or tubular inlet and outlet. The majority of the basin has no free water level, as is the case with normal gravity settling tanks.
Da es bei dem Verfahren nicht auf eine kinetische Energie ankommt, können in einer Vorrichtung stark wechselnde Flüssigkeitsmengen sowie Leicht- und Schwerstoffteilchen in beliebigem Verhältnis bis größer : 100 000 in einer Verfahrensstufe ausgeschieden werden. Wesentlich für die Bemessung des Niitzvolumetis ft5 des Beckens ist der Rauminhalt zwischen Einlaufhöhe 2 und Auslaufhöhe .3. Dieser Raum muß größer sein als Hpr maximale Rauminhalt des Flüssigkeitssioßes mit erhöhter Temperatur (Abb. 1) Die Dunkeitönung in den Abbildungen zeigt den Grad der Warmeinhalte der Flüssigkeit.Since the method does not depend on kinetic energy, strong in a device changing amounts of liquid as well as light and heavy particles in any ratio up to larger : 100,000 will be eliminated in one procedural stage. Essential for the dimensioning of the Niitzvolumetis ft5 of the basin is the volume between inlet height 2 and outlet height .3. This space must be larger than Hpr maximum volume of the liquid with increased Temperature (Fig. 1) The shade of darkness in the figures shows the degree of warmth in the Liquid.
Die Umlaufgeschwindigkeit ir. das Becken ist nur vor. der Schleppkraft bedingt, d. h. vo;i der Kraft, welche die im Verfahren größten Schwerteile noch mit ausreichender Schleppkraft ohne vorheriges Abscheiden in du Vorrichtung befördert. Der Eintritt der Flüssigkeit kann sowohl horizontal als auch vertikal erfolgen sowie bei allen beliebigen Neigungen geschehen, die ein vorzeitiges Abscheiden der Emulsion oder Suspension verhindert. The speed of rotation ir. The pool is only in front. due to the towing force, d. H. vo; i the force which the largest heavy parts in the process with sufficient drag force without prior separation in you device promoted. Entry of the liquid can be done both horizontally and vertically as well as at any inclination that a premature Prevents the emulsion or suspension from separating.
Der Einlauf kann ohne hydraulischen Überdruck erfolgen. 1st ein freier Flüssigkeitsspiegel vorhanden, so kann je nach Überwiegen von Leichtieilen der Einlauf oberflächennah oder bei Überwiegen von Schwerteilen auch geringfügig unterhalb des Freispiegels erfolgen.The inlet can take place without hydraulic overpressure. If there is a free liquid level, then so Depending on the predominance of light parts, the enema can be close to the surface or, if heavy parts predominate, also slightly below the open surface.
Der Abscheidungsprozeß kann noch dadurch verbessert werden, daß die erwärmte, ungereinigte Flüssigkeit durch die kältere Flüssigkeit von oben im Bereich des nicht freien Flüssigkeitsspiegels gekühlt wird. Hierdurch werden die an der oberen Schrägwand befindlichen verunreinigten Flüssigkeitsteilchen zum Absinken gebracht, wodurch sich die Abscheidung wesentlich verbessert.The separation process can be further improved in that the heated, uncleaned liquid is cooled by the colder liquid from above in the area of the non-free liquid level. This causes the contaminated liquid particles located on the upper sloping wall to sink, which significantly improves the separation.
Im Normalfal! genügt es. Kühlung durch die bereits vorn Absetz.raum 5 gekühlte Auslaufmenge vorzunehmen. Die Kühlung dieser Auslauf menge kann dadurch vergrößert werden, daß dieses Becken entweder einen freien Flüssigkeitsspiegel besitzt, der sich abkühlt oder daß dieser Teil das Auffangbecken 14 eines Kühlturmes darstellt (A b b. 1). Die Funktion eines Wärmetauschers kann auch durch angeordnete Rohre oder Plattenkörper 7 mit niedriger Flüssigkeitsiemperatur erreicht werden (A b b. 2).Normally! is it enough. Cooling by the already to carry out the cooled discharge quantity in front of the settling room 5. The cooling of this outflow amount can thereby be increased so that this basin either has a free liquid level that cools or that this part represents the catch basin 14 of a cooling tower (A b b. 1). The function of a heat exchanger can also be achieved by arranged pipes or plate bodies 7 with a low liquid temperature (A b b. 2).
Während bei normalen rechteckigen Beckenformen für die Schwerstoffe eine unter Wasser arbeitende Räumerbrücke notwendig ist, falls die Sohle des Bekkens nicht so geneigt werden kann, daß ein Abrutschen der Schwerstoffe zu einer Seite möglich ist, wo die Schv.erstoffe durch Saugrohre. Elevatoren oder Greifbagger abgezogen werden, ergibt die Lösung eines radialsymmetrischen Beckens eine optimale Raumgestaltung ohne Unterwasserräumer. A b b. 2 zeigt dies beispielhaft. While in normal rectangular pool shapes for the heavy materials one that works under water Räumerbrücke is necessary if the bottom of the pool cannot be inclined so that it slips off the heavy solids is possible to one side, where the heavy solids through suction pipes. Elevators or grab excavators subtracted, the solution is a radially symmetric one Pool an optimal room design without underwater scrapers. A b b. 2 shows this as an example.
Die äußere Brunnenform ermöglicht nicht nur ein wirtschaftlicheres Bauverfahren als Brunnen oder Caisson mit relativ dünnen Außenwänden. Sie ermöglicht auch eine gleichmäßige Durchströmung des Beckens.The outer shape of the fountain not only enables a more economical construction method than a fountain or caisson with relatively thin outer walls. It also enables an even flow through the pool.
Bei größeren Becken und sehr unterschiedlich hohen Flüssigkeitsiemperaturen ist es notwendig, die Flüssigkeit zu vermischen, damit nicht Zonen mit unterschiedlichen Temperaturen bestehen bleiben. Außerdem üeeinflußt eine senkrecht zur Durchströmung gerichtete Flüssigkeitsbewegung nicht den Absetzeffekt, sondern bewirkt eine zusätzliche Kühlwirkung an den Beckenw änden. da der Wärmeübergang durch höhere Strömungsgeschwindigkeit verbessert wird.With larger pools and very different liquid temperatures, it is necessary to add the liquid to mix so that zones with different temperatures do not remain. Also influenced a liquid movement directed perpendicular to the flow does not affect the settling effect, but creates an additional cooling effect on the pool walls. because the heat transfer through higher flow velocity is improved.
Eine Kreisspiralbewegung wird erzeugt, indem die Auslaufrohre keine lotrecnte, sondern eine tangential^ Komponente 8 erhalten (A b b. 3). Auch der Einlauf kann zur weiteren Unterstützung der Bewegung exzentrisch ungeordnet werden. Dies ermöglicht auch in Einlauf durch Anordnung eines feststehenden oder aus stellbaren Schwenkarmes das Abziehen von auf schwimmenden Leichtstoffen zu einer Abzugsöffnung mit Kippiinne oder Absenkschieber 13. da durch dit Kreisströmung die Leichtstoffe auf die Rückseite deA circular spiral movement is created in that the outlet pipes are not perpendicular, but rather tangential Component 8 received (A b b. 3). The enema can also be eccentric to further support the movement become disordered. This also enables in Inlet by arranging a fixed or adjustable swivel arm pulling on floating light materials to a vent with tilting channel or lowering slide 13. because of the circular flow, the light materials are transferred to the rear
Einströmöffnung gefördert werden (Λ b b. 4).Inflow opening are promoted (Λ b b. 4).
Die Kreisströmung hat keine Zyklonwirkung. Ihre Strömungsgeschwindigkeit ist so klein, daß die Radialbeschleunigung kleiner als 2% der F.rdbeschleunigung ist und somit gegenüber dieser vernachlässigt werden kann.The circular flow has no cyclone effect. Your flow velocity is so small that the radial acceleration is less than 2% of the forward acceleration and is therefore neglected in relation to this can.
Ein weiterer Vorteil einer Kreisströniung liegt darin. daß neben der Vermischung der Wärmezonen und des besseren Temperaturtausches durch eine punktförmige Zuleitung 15 zur vollständigen Behandlung des Beckenquerschnittes Dosierungsmittel (Flockungsmittel) beigegeben werden können, da diese Dosierungsmittel bei der radialsymmetrischen, kreisförmig nach außen wirkenden Strömung gemäß A b b. 5 den gesamten Bekkenraum beaufschlagen.Another advantage of circular flow is that. that in addition to the mixing of the heat zones and the better temperature exchange through a punctiform Feed line 15 for the complete treatment of the pelvic cross-section Dosing agents (flocculants) can be added as these are dosing agents the radially symmetrical, circular outwardly acting flow according to A b b. 5 the entire pool area apply.
Während im Gegensat? zu anderen Beckenkonstruktionen das Dosiermittel der einströmenden Flüssigkeit möglichst vollständig und gleichmäßig zugegeben wird, kann hier erheblich an Dosiermittel eingespart werden, da das Dosiermittel nur dem oberen Flüssigkeitsstrom zugesetzt werden muß. Die untenliegenden Flüssigkeiisströme brauchen kein Flockungsmittel, da die in diesem Beckenteil befindlichen Schwerstoffe rechtzeitig den Absetzraum 10 erreichen, in dem keine Flüssigkeitsströmung zum Auslauf besteht. Die oberen Zonen 2J jedoch, wo die vertikale Absetzbewegung wesentlich langer dauert und somit die Gefahr des Ausschwemmens aus dem Becken gegeben ist, werden durch Flokkungsmittel zu größeren, schneller absetzbaren Körpern zusammengefaßt.While on the contrary? in other basin constructions the dosing agent is added as completely and uniformly as possible to the inflowing liquid, a considerable saving in dosing agent can be made here, since the dosing agent only has to be added to the upper liquid flow. The liquid flows below do not need a flocculant, since the heavy solids in this part of the basin reach the settling space 10 in good time, in which there is no flow of liquid to the outlet. The upper zones 2 J, however, where the vertical withdrawal movement takes considerably long, and hence the risk of Ausschwemmens is given from the basin are summarized by flocculating into larger, faster settleable bodies.
Entgegen den bekannten Verfahren bn'uehl das Flockungsmittel nur auf etwa 30 bis 1JO1Vo der gesamten Flüssigkeitsmenge beschränkt zu werden, wodurch sich die Betriebskosten mehr als halbieren und d.irübcr hinaus das Becken besonders klein gehalten weiden kann.Contrary to the known methods, the flocculant can only be limited to about 30 to 1 JO 1 Vo of the total amount of liquid, which cuts operating costs by more than half and also allows the basin to be kept particularly small.
In den Fällen, bei denen die Leichtstoffabscheidung im Einlaufteil nicht oder wegen der geringe:) Platzverhältnisse nur teilweise möglich ist, kann auch auf der Auslaufseite eine l.eichtsloffabseheidung ausgeführt werden. Dies geschieht dadurch, daß zwischen dem Auslaufteil die an der Oberfläche austretende Flüssigkeit in ein Zwischenbecken 11 geleitet wird, aus dessen Sohle die Flüssigkeil über eine Öffnung 12 zum Pumpensumpf 6 abgezogen wird. Die aus der kreisförmigen Strömung im Leichtstoffbecken wandernden l.eichtstoffc kann man an einer Stelle mittels Überstromwehr oder Absenkwehr bzw. Kipprinne 13 abziehen.In those cases in which the light material separation in the inlet section is not possible or because of the limited space available is only partially possible, a light cloth separation can also be implemented on the outlet side will. This is done in that the liquid emerging on the surface between the outlet part is passed into an intermediate basin 11, from which At the bottom the liquid wedge is drawn off through an opening 12 to the pump sump 6. The one from the circular Current in the light material basin migrating l.eichtstoffc can be withdrawn at one point by means of an overflow weir or lowering weir or tipping channel 13.
Vorgenanntes Verfahren kann auch gemäß Abh.f umgekehrt verlaufen. Einlauf außen. Ablauf innen. De ι obere Beckenabschluß muß wie vorher in Richtung de Ablaufes nach unten geneigt sein.The aforementioned process can also proceed in reverse according to Dep. Inlet outside. Process inside. De ι As before, the top of the pool must be inclined downwards in the direction of the drain.
Hierzu 6 Blatt ZeichnungenIn addition 6 sheets of drawings
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- 1974-05-25 DE DE19742425344 patent/DE2425344C2/en not_active Expired
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Legal Events
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |