DE3716035C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abschei­ den von Feststoffen aus einer Produktflüssigkeit in einer Schleudertrommel, wobei eine Hilfsflüssigkeit mit durch die Schleudertrommel geführt und derart in die Schleuder­ trommel eingeleitet wird, daß mindestens zwei Flüssig­ keitsschichten in der Schleudertrommel erzeugt werden, die aus der radial äußeren Hilfsflüssigkeit und der radial in­ neren Produktflüssigkeit bestehen.

Ein derartiges Verfahren ist bekannt aus der Veröffentli­ chung des Steinkohlebergbauvereins Essen, September 1954, R. Teuteberg: "Die Schwerflüssigkeitsaufbereitung von Fein- und Feinstkorn im Schleuderscheider". Das bekannte Verfahren dient zur Trennung von Feststoffen unterschied­ lichen Gewichtes, insbesondere zur Trennung von Kohle und Berge. Die Produktflüssigkeit, mit der die Kohle zugeführt wird, muß dabei schwerer sein als die Kohle und die Hilfs­ flüssigkeit leichter als die Berge, aber schwerer als die Produktflüssigkeit, damit der gewünschte Effekt erzielt wird. Dieses Verfahren eignet sich nicht zur Trennung von Feststoffen gleicher Wichte, aber unterschiedlicher Größe.

In der DE-PS 3 93 993 ist ein Verfahren beschrieben zum Ab­ trennen von Feststoffen gleicher Wichte aus einer Produkt­ flüssigkeit unter Verwendung einer Hilfsflüssigkeit, deren Wichte größer ist als die der Feststoffe. Die Hilfsflüs­ sigkeit durchströmt die Schleudertrommel in einer kreis­ ringförmigen Schicht, die die ebenfalls als kreisringför­ mige Schicht die Schleudertrommel durchströmende Produkt­ flüssigkeit konzentrisch umgibt. Ausgeschiedene Feststoffe sammeln sich an der Trennzone dieser beiden Schichten und können mit der Hilfsflüssigkeit aus der Schleudertrommel herausgeführt werden. Mit diesem Verfahren sollen die Feststoffe unabhängig von ihrer Größe möglichst vollstän­ dig aus der Produktflüssigkeit abgeschieden werden.

Beim Klären von Produktflüssigkeiten, die Feststoffe glei­ cher Wichte aber unterschiedlicher Größe enthalten, wird jedoch häufig die Forderung gestellt, daß Feststoffe einer bestimmten Größenordnung nach dem Klärvorgang nicht mehr in der Produktflüssigkeit enthalten sein dürfen. Die Durchsatzleistung der Schleudertrommel ist dann so einzu­ stellen, daß die Strömungsgeschwindigkeit in der Produkt­ flüssigkeitsschicht nur so groß ist, daß auch unter ungün­ stigsten Voraussetzungen Feststoffteilchen, die die ge­ nannte Größe überschreiten, mit Sicherheit noch abgesetzt werden. Dies ist nur dann der Fall, wenn ein am Innen­ durchmesser der Produktflüssigkeitsschicht aufgegebenes Feststoffteilchen den Außendurchmesser der Produktflüssig­ keitsschicht noch erreicht, bevor diese die Schleudertrom­ mel wieder verläßt und damit als abgeschieden angesehen werden kann.

Die Partikel, die unter den beschriebenen Voraussetzungen gerade noch abgeschieden werden, bezeichnet man als Trenn­ korngröße. Es werden aber auch viele Feststoffteilchen noch abgeschieden, deren Größe unterhalb dieser Trennkorn­ größe liegt, weil ihr Aufgabeort in die Produktflüssig­ keitsschicht nicht der Innendurchmesser der Produktflüs­ sigkeitsschicht war, sondern an beliebiger Stelle zwischen deren Innen- und Außendurchmesser. Je näher sich diese Feststoffteilchen schon im Bereich des Außendurchmessers befinden, desto größer ist ihre Chance, noch abgesetzt zu werden, obwohl sie wesentlich kleiner sind als die Trenn­ korngröße. Die Ursache hierfür wurde weiter oben schon er­ läutert.

Im abgeschleuderten Feststoff befinden sich daher nicht nur Feststoffteilchen, deren Größe mindestens der Trenn­ korngröße entspricht, sondern es ist auch eine große An­ zahl kleinerer Feststoffteilchen darin enthalten.

Es wird jedoch auch häufig gewünscht, beim Abtrennen von Feststoffen mit Hilfe von Schleudertrommeln einen Klas­ siereffekt zu erzeugen. In diesem Fall sollen nur die Feststoffteilchen abgeschleudert werden, die gleich oder größer als die Trennkorngröße sind. Aus den beschriebenen Gründen ist das mit den bekannten Verfahren nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, bei dem Feststoffteilchen, deren Größe kleiner ist als die gewünschte Trennkorngröße, nicht mehr abge­ schieden werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das spezifische Ge­ wicht der Hilfsflüssigkeit kleiner als das der Feststoffe und mindestens ebenso groß wie das der Produktflüssigkeit ist, die Hilfsflüssigkeit zusammen mit der Produktflüssig­ keit aus der Schleudertrommel abgeleitet wird und die Schichtdicke der die Schleudertrommel durchströmenden Hilfsflüssigkeit ein Vielfaches der Schichtdicke der Pro­ duktflüssigkeit beträgt.

Die aus der Produktflüssigkeit abgeschiedenen Feststoff­ teilchen müssen die kreisringförmige Schicht der Hilfs­ flüssigkeit ebenfalls durchwandern, bevor sie als abge­ schieden betrachtet werden können. Die Schichtdicke der Hilfsflüssigkeit verhindert somit, daß Feststoffe, die sich im Bereich des Außendurchmessers der Produktflüssig­ keitsschicht befinden, unmittelbar abgeschieden werden.

Je größer die Schichtdicke der Hilfsflüssigkeit im Ver­ gleich zur Schichtdicke der Produktflüssigkeit ist, desto weniger wirkt sich der Aufgabeort der Feststoffteilchen in der Produktflüssigkeit aus.

Als Hilfsflüssigkeit wird bevorzugt feststofffreie Pro­ duktflüssigkeit verwendet, die durch Nachschaltung einer Klärzentrifuge erhalten wird. Die Hilfsflüssigkeit kann dadurch ständig im Kreislauf gefahren werden.

Es ist aber auch möglich, eine Hilfsflüssigkeit zu verwen­ den, deren spezifisches Gewicht zwischen dem der Produkt­ flüssigkeit und dem der Feststoffe liegt. In diesem Fall wird in der Schleudertrommel eine stabilere Schichtung der beiden Produktflüssigkeitsströme erreicht. Die anschlie­ ßende Trennung der beiden Produktflüssigkeiten und der Feststoffe könnte dann mit einer nachgeschalteten Trenn­ zentrifuge erfolgen.

Die Schleudertrommel zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß in der Schleudertrommel ein Tellereinsatz vorgesehen ist, dessen kegelförmige Teller eine Vielzahl von Abstandsleisten aufweisen, die zwischen den Tellern eine der Zahl der Abstandsleisten entsprechen­ de Anzahl Abflußkanäle für das Schleudergut erzeugen, und die Teller Steigelöcher aufweisen, die mit Abweiselementen versehen sind, deren Dicke geringer ist als die Dicke der Abstandsleisten, wobei der erste Zuführkanal für die Pro­ duktflüssigkeit mit den Steigelöchern und der zweite Zu­ führkanal für die Hilfsflüssigkeit mit einer zusätzlichen Einspeisestelle in den Tellereinsatz verbunden ist.

Die Verwendung von Schleudertrommeln mit Tellereinsätzen, die aus konischen Einzeltellern gebildet werden, ist all­ gemein bekannt. Der Tellereinsatz unterteilt den Trennraum der Schleudertrommel in eine Vielzahl paralleler Abflußka­ näle, in denen der eigentliche Trennvorgang stattfindet. Die Produktflüssigkeit wird dem Tellereinsatz entweder über dessen Außendurchmesser zugeführt oder durch Steige­ löcher, die im Tellereinsatz vorgesehen sind.

In der Produktflüssigkeit enthaltene Feststoffe werden in den Abflußkanälen zur jeweiligen Unterseite eines Tellers ausgeschleudert, gleiten dann zum Außenrand dieses Tellers und werden anschließend im peripheren Teil der Schleuder­ trommel aufgefangen. Voraussetzung für das Abtrennen der Feststoffe ist, daß deren spezifisches Gewicht größer ist als das der Produktflüssigkeit.

Die Absetzgeschwindigkeit der Feststoffe ist u. a. abhän­ gig von deren Größe und von der auf sie einwirkenden Fliehkraft. Größere Feststoffteilchen setzen sich schnel­ ler ab als kleinere Feststoffteilchen.

Während bei den bekannten Schleudertrommeln mit Tellerein­ sätzen der Aufgabeort der Feststoffteilchen in den Abfluß­ kanal zufällig und nicht beeinflußbar ist, werden bei ei­ ner Schleudertrommel gemäß der Erfindung alle Feststoff­ teilchen an der innenliegenden Wand des Abflußkanales auf­ gegeben, so daß sie alle einen gleich langen Absetzweg ha­ ben. Dadurch können nur noch die Partikel abgeschieden werden, deren Sinkgeschwindigkeit groß genug ist, den er­ forderlichen Absetzweg zurückzulegen. Alle Partikel, die kleiner sind, erreichen die äußere Wand des Abflußkanals nicht mehr und werden mit der Produktflüssigkeit ausgetra­ gen.

Im Abflußkanal bildet sich eine Schichtströmung aus. Die feststoffbeladene Produktflüssigkeit fließt jeweils an der inneren Wandung des Abflußkanals radial einwärts, während die feststofffreie Hilfsflüssigkeit an der äußeren Wandung des Abflußkanals strömt. Zur Erzielung einer optimalen Klassierwirkung sind die Abweiselemente und die Abstands­ leisten in ihrer Dicke so zu wählen, daß die Schichtdicke der Hilfsflüssigkeit erheblich größer ist als die der feststoffhaltigen Produktflüssigkeit.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den restlichen Unteran­ sprüchen zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher erläutert.

Mit 1 ist der Tellereinsatz bezeichnet, dessen einzelne Teller 2 mit Abstandsleisten 3 versehen sind, die zwischen den Tellern Abflußkanäle 4 erzeugen. Die einzelnen Teller 2 können mit Steigelöchern 5 versehen sein, über die die Produktflüssigkeit in den Tellereinsatz 1 eingeführt wird.

In der Schleudertrommel 6 ist ein erster Zuführkanal 7 für die Zuführung einer feststoffhaltigen Produktflüssigkeit vorgesehen und ein zweiter Zuführkanal 8 für die Zuführung einer Hilfsflüssigkeit. Die Steigelöcher 5 der Teller 2 sind mit Abweiselementen 9 versehen, die die feststoffhal­ tige Produktflüssigkeit zwingen, an der inneren Wandung der Abflußkanäle 4 entlangzuströmen.

Die über den Zuführkanal 8 geführte feststofffreie Hilfs­ flüssigkeit wird über die Einspeisestelle 10 am Außenum­ fang des Tellereinsatzes 1 in die Abflußkanäle 4 einge­ speist. Sie strömt dabei an den Abweiselementen 9 vorbei und fließt radial einwärts an den äußeren Wandungen der Abflußkanäle 4 entlang. Die Schichtdicke der feststoffhal­ tigen Produktflüssigkeit ist dabei wesentlich geringer als die Schichtdicke der Hilfsflüssigkeit. Dadurch wird eine gute Klassierwirkung erzielt, da alle Feststoffteilchen annähernd den gleichen Absetzweg haben, um aus der Pro­ duktflüssigkeitsschicht des Schleudergutes durch die Hilfsflüssigkeitsschicht hindurch an die äußere Wandung des Abflußkanales zu gelangen.

Die gewünschte Trennkorngröße kann sowohl erreicht werden durch Veränderung der zugeführten Produktflüssigkeitsmenge als auch der Hilfsflüssigkeitsmenge, wobei letzteres vor­ zuziehen ist, da sich dadurch für alle aus der Produkt­ flüssigkeit ausgeschiedenen Feststoffteilchen die gleichen Bedingungen für das Durchwandern der Hilfsflüssigkeits­ schicht ergeben.

Sind die Feststoffpartikel leichter als die Produktflüs­ sigkeit, so müssen die Abweiselemente 9 an den inneren Wandungen der Abflußkanäle 4 angeordnet und die Steigelö­ cher 5 radial einwärts vorgesehen sein, um einen analogen Klassiervorgang zu erzielen.

Claims (7)

1. Verfahren zum Abscheiden von Feststoffen aus einer Pro­ duktflüssigkeit in einer Schleudertrommel, wobei eine Hilfsflüssigkeit mit durch die Schleudertrommel geführt und derart in die Schleudertrommel eingeleitet wird, daß mindestens zwei Flüssigkeitsschichten in der Schleuder­ trommel erzeugt werden, die aus der radial äußeren Hilfs­ flüssigkeit und der radial inneren Produktflüssigkeit be­ stehen, dadurch gekennzeichnet, daß das spezifische Ge­ wicht der Hilfsflüssigkeit kleiner als das der Feststoffe und mindestens ebenso groß wie das der Produktflüssigkeit ist, die Hilfsflüssigkeit zusammen mit der Produktflüssig­ keit aus der Schleudertrommel abgeleitet wird und die Schichtdicke der die Schleudertrommel durchströmenden Hilfsflüssigkeit ein Vielfaches der Schichtdicke der Pro­ duktflüssigkeit beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsflüssigkeit die von Feststoffen befreite Produkt­ flüssigkeit verwendet wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Produktflüssigkeit und die Hilfs­ flüssigkeit die Schleudertrommel in einer Vielzahl paral­ leler Schichten durchströmen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hilfsflüssigkeit einer der Schleu­ dertrommel nachgeschalteten Klärzentrifuge zwecks Abschei­ dung der Feststoffe zugeführt wird, um sie anschließend der Schleudertrommel erneut zuzuführen.

5. Schleudertrommel zur Durchführung des Verfahrens, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Schleudertrommel (6) ein Tellereinsatz (1) vorgesehen ist, dessen kegelförmige Tel­ ler (2) eine Vielzahl von Abstandsleisten (3) aufweisen, die zwischen den Tellern eine der Zahl der Abstandsleisten (3) entsprechende Anzahl Abflußkanäle (4) für das Schleu­ dergut erzeugen, und die Teller (2) Steigelöcher (5) auf­ weisen, die mit Abweiselementen (9) versehen sind, deren Dicke geringer ist als die Dicke der Abstandsleisten (3), wobei der erste Zuführkanal (7) für die Produktflüssigkeit mit den Steigelöchern (5) und der zweite Zuführkanal (8) für die Hilfsflüssigkeit mit einer zusätzlichen Einspeisestelle (10) in den Tellereinsatz (2) verbunden ist.

6. Schleudertrommel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einspeisestelle (10) mit dem äußeren Umfang des Tellereinsatzes (2) in Verbindung steht.

7. Schleudertrommel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einspeisestelle (10) mit ihr zugeordneten Steigekanälen (11) im Tellereinsatz (2) in Verbindung steht.