DE4100255A1 - Maintaining constant solid to liq. ratio in moving sludge - by computer-controlled injection of corrective mixt. of same materials - Google Patents
Maintaining constant solid to liq. ratio in moving sludge - by computer-controlled injection of corrective mixt. of same materialsInfo
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- G05D11/13—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means
- G05D11/131—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means by measuring the values related to the quantity of the individual components
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und Konstanthaltung eines vorwählbaren qualifizierten Fest stoff-/Flüssigkeitsverhältnisses in einem nicht fließfähigen, schwer pumpfähigen, pasteusen und/oder klebrigen Massenstrom od. dgl. mit permanentvariablen Mengenverhältnissen von Flüssigkeitskomponente zu Feststoffkomponente, vorzugsweise Klärschlamm.The invention relates to a method for producing and Maintaining a pre-selectable qualified festival substance / liquid ratio in a non-flowable, difficult to pump, paste and / or sticky mass flow or the like. With permanently variable proportions of Liquid component to solid component, preferably Sewage sludge.
Insbesondere in der Aufbereitungstechnik ist es manchmal er forderlich, derartige Massenströme in einen Aggregatzustand zu überführen, der dem eines schüttfähigen Feststoffes äh nelt. Ein Zentrifugieren oder sonstige mechanische Entwässe rungsschritte, die Massenströmen der eingangs genannten Art lediglich einen bestimmten Flüssigkeitsanteil entziehen, ge nügen dazu im allgemeinen nicht, zumal dabei unerwünschte Nebenerscheinungen wie Verdichtungen, Konglomerationen, Kuchen- und Klumpenbildung od. dgl. auftreten können. Eine Aufbereitung zu schüttfähiger Konsistenz dient beispielsweise dazu, die Stoffe silieren oder aufhalden zu können, es zu ermöglichen, die Stoffe in herkömmlichen Fördergeräten kostengünstig zu transportieren oder sie für weiter verarbeitende Geräte förderfähig zu machen. It is sometimes he, especially in processing technology required such mass flows in an aggregate state to be transferred to that of a pourable solid nelt. A centrifugation or other mechanical dewatering steps, the mass flows of the type mentioned only withdraw a certain amount of liquid, ge are generally not sufficient, especially since they are undesirable Side effects such as densifications, conglomerations, Cake and lump formation or the like can occur. A Preparation for pourable consistency is used, for example to be able to silage the materials or keep them there enable the substances in conventional conveyors inexpensive to transport or use for further to make processing equipment eligible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchem ein Ein gangsmassenstrom der vorstehend beschriebenen Art in einen ausgehenden Massenstrom mit vorwählbarem qualifiziertem Feststoff-Flüssigkeitsverhältnis umgewandelt werden kann, so daß mit dem ausgehenden Massenstrom die Herstellung eines konstanten, statischen oder dynamischen Böschungswinkels mög lich ist, welcher ein konstantes Schütt- bzw. Fließverhalten gewährleistet.The invention has for its object a method of to create the type mentioned, by means of which an gangsmassenstrom of the type described above in one outgoing mass flow with selectable qualified Solid-liquid ratio can be converted, so that with the outgoing mass flow the production of a constant, static or dynamic slope angle possible Lich, which is a constant bulk or flow behavior guaranteed.
Für die Behandlung von Kohleschlamm ist es aus der DE-OS 33 03 977 bekannt, einem Eingangs-Kohleschlamm mit variablen Feststoff-/Flüssigkeitsanteilen zur Verminderung des relati ven Flüssiganteils Feststoff in derartigen Mengen zuzuführen, daß die Feststoff-/Flüssigkeitsanteile des Ausgangsproduktes einem vorgewählten Verhältnis entsprechen. Dieses Verfahren ist aber für die Behandlung eines nicht fließfähigen, schwer pumpfähigen, pasteusen und/oder klebrigen Massenstroms, wie beispielsweise Klärschlamm, nicht anwendbar, da es bei einem derartigen Massenstrom praktisch unmöglich ist, zuverlässige und unverfälschte Sofortmessungen der jeweiligen Feststoff- und Flüssigkeitsanteile als relative Werte oder Absolutwerte zu erhalten. Bei dem bekannten Verfahren erfolgt die Zudosierung von Feststoff aufgrund von Messungen des Fest stoff-/Flüssigkeitsanteils des Eingangsproduktes. Da derar tige Messungen bei Massenströmen der hier in Rede stehenden Art nicht vorgenommen werden können, ist das bekannte Verfahren zur Herstellung eines vorwählbaren qualifizierten Feststoff-/Flüssigkeitsverhältnisses für Massenströme der hier in Rede stehenden Art nicht geeignet.For the treatment of coal sludge it is from DE-OS 33 03 977 known, an input coal sludge with variable Solid / liquid proportions to reduce the relati to supply solid liquid in such quantities, that the solid / liquid proportions of the starting product correspond to a preselected ratio. This method but is difficult for the treatment of a non-flowable pumpable, pasteous and / or sticky mass flow, such as for example sewage sludge, not applicable because it such mass flow is practically impossible, reliable and undistorted immediate measurements of the respective solid and liquid fractions as relative values or absolute values to obtain. In the known method, the Solid addition based on measurements of the solid Substance / liquid portion of the input product. Because derar measurements at mass flows of the ones in question Art can not be made is the known Process for making a preselectable qualified Solid / liquid ratio for mass flows of not suitable here.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, ohne daß eine kontinuierliche Feststoff- oder Feuchtemessung in dem Eingangsmassenstrom erforderlich ist. The invention has for its object a method of to create the type mentioned without a continuous solid or moisture measurement in the Input mass flow is required.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Massenstrom permanent volumenmäßig und massenmäßig fest gesetzt wird, und daß diesem Eingangsmassenstrom zur Bildung eines das gewünschte Feststoff-/Flüssigkeitsverhältnis auf weisenden ausgehenden Massenstroms ein zweiter Massenstrom mit hohem Feststoffanteil dosiert zugeführt wird, wobei das Feststoff-/Flüssigkeitsverhältnis des zweiten Massenstroms bekannt bzw. leicht meßbar ist und wobei die Feststoffzusam mensetzung des zweiten Massenstroms derjenigen des Eingangs massenstroms entspricht, und daß das Feststoff-/Flüssig keitsverhältnis des ausgehenden Massenstroms kontinuierlich gemessen wird und daß dieser Meßwert gemeinsam mit dem Mengenwert des Eingangsmassenstroms und der bekannten Wichte des Feststoff- und des Flüssigkeitsanteils des Ein gangsmassenstroms zur rechnerischen Ermittlung der zuzufüh renden Menge des zweiten Massenstroms verwendet wird, und daß die Menge des zudosierten zweiten Massenstroms durch ein Rechnerausgangssignal bestimmt wird.To solve this problem, the invention provides that the mass flow is permanently fixed in volume and mass is set, and that this input mass flow for formation one to the desired solid / liquid ratio pointing outgoing mass flow a second mass flow is metered with a high solids content, the Solid / liquid ratio of the second mass flow is known or easily measurable and the solid together The second mass flow rate is that of the input mass flow corresponds, and that the solid / liquid ratio of the outgoing mass flow continuously is measured and that this measured value together with the Quantity value of the input mass flow and the known weights of the solid and the liquid portion of the one aisle mass flow for the mathematical determination of the supply amount of the second mass flow is used, and that the amount of the second mass flow metered in Computer output signal is determined.
In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann weiterhin vorgesehen sein, daß der zweite Massenstrom aus einem exter nen Vorrat und/oder aus dem ausgehenden Massenstrom entnommen und zugeführt wird.In an advantageous embodiment of the invention can continue be provided that the second mass flow from an external NEN stock and / or taken from the outgoing mass flow and is fed.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann jedem Feuchtegehalt im Eingangsmassenstrom sofort ein zuzudosierender zweiter Massenstrom zugeordnet werden, um ein gewünschtes, vorgewähltes Feststoff-/Flüssigkeitsverhältnis im ausgehenden Massenstrom zu erreichen. Dieses Ergebnis wird erzielt, ohne daß eine kontinuierliche Feststoff- oder Feuchtemessung in dem Eingangsmassenstrom durchgeführt wird. Die infinitesimale Rechengeschwindigkeit des Rechners stellt bei Durchführung des Verfahrens kontinuierlich die gewünschten Mengenver hältnisse her.In the method according to the invention, any moisture content can a second to be added immediately in the input mass flow Mass flow can be assigned to a desired Preselected solid / liquid ratio in the outgoing To achieve mass flow. This result is achieved without that a continuous solid or moisture measurement in the input mass flow is carried out. The infinitesimal Computing speed of the computer represents when it is carried out of the process continuously the desired quantitative relations here.
Vorteilhaft ist weiterhin, daß die kontinuierliche, maschi nelle, rechnerische Auswertung der Meßergebnisse und deren Umsetzung auf Regelgeräte beliebig viele prozeßrelevante Produktkennwerte als Konstanten verarbeiten kann. Die gewünschten Mengenverhältnisse Feststoff/Flüssigkeit im Endprodukt können beliebig eingestellt werden. Nachkorrek turen hinsichtlich der Art der rechnerischen Auswertung der Meßergebnisse und deren Umsetzung auf Regelgeräte sind jederzeit möglich.It is also advantageous that the continuous, machi Fast, arithmetical evaluation of the measurement results and their Implementation on control devices any number of process-relevant Can process product parameters as constants. The desired proportions of solid / liquid in End product can be set arbitrarily. Correction with regard to the type of computational evaluation of the Measurement results and their implementation on control devices are anytime possible.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben.An exemplary embodiment is described below.
Ein nicht fließfähiger, schwer pumpfähiger pasteuser und/oder klebriger Klärschlamm wird mit unregelmäßigen Anteilen an Feststoff (X) und Feuchte (Y) herangeführt. Es ist praktisch unmöglich, in einem derartigen Massenstrom zuverlässige und unverfälschte Sofortmessungen der jeweiligen Feststoff- und Flüssigkeitsanteile durchzuführen. Derartige Messungen sind erst dann möglich, wenn ein konstantes Fließverhalten in diesem Fall die Schüttfähigkeit, hergestellt ist. Gemäß der Erfindung wird eine Messung der variablen Anteile Feststoff (X) und Feuchte (Y) im Eingangsmassenstrom Q org durch eine Rechenoperation in einem Mikroprozessor ersetzt. Hierbei sind bekannt: Die mit c1 bezeichnete Wichte der Feststoffkompo nente und die mit c2 bezeichnete Wichte der Feuchtekompo nente. Diese Werte werden als Konstante in das Rechenprogramm eingegeben.A non-flowable, difficult to pump pasteuser and / or sticky sewage sludge is mixed with irregular proportions Solid (X) and moisture (Y) introduced. It is practical impossible, reliable and in such a mass flow undistorted immediate measurements of the respective solid and Perform liquid proportions. Such measurements are only possible if a constant flow behavior in in this case the pourability is established. According to the Invention is a measurement of the variable proportions of solid (X) and humidity (Y) in the input mass flow Q org by a Computing operation replaced in a microprocessor. Here are known: The weight of the solid compo designated c1 and the c2 weight of the moisture compo nente. These values are used as a constant in the computer program entered.
Der Massenstrom Q org wird hinsichtlich seiner Masse und
seines Volumens auf einem vorwählbaren Wert konstant
gehalten. Volumenmäßig kann dies beispielsweise durch die
geregelte Leistung einer Schlammpumpe und massenmäßig
beispielsweise durch eine kontinuierliche Wiegung über eine
nachgeschaltete Bandwaage erfolgen. Der Eingangsmassenstrom Q
org berechnet aus der Gleichung
Q org = X × c1 + Y × c2 = const. Volumen bei bekanntem Oe
wicht.
The mass flow Q org is kept constant with respect to its mass and volume at a preselectable value. In terms of volume, this can be done, for example, by the regulated output of a slurry pump and in terms of volume, for example, by means of continuous weighing via a downstream belt scale. The input mass flow Q org is calculated from the equation
Q org = X × c1 + Y × c2 = const. Volume with known Oe important.
Als Variable verbleiben dabei die Größen X und Y (z. B. in %) im Massenstrom Q org.The variables X and Y remain as variables (e.g. in%) in mass flow Q org.
Der ausgehende Massenstrom wird nachfolgend mit Q Tr ein bzw. Q ges aus bezeichnet. Q Tr ein ist der ausgehende Massenstrom nach der Beimischung eines zweiten Massenstroms, welcher ei nem Trockner zugeführt wird. Q ges aus ist der ausgehende Massenstrom nach dem Verarbeitungsvorgang, also der Trock nung. Die Massenströme Q Tr ein und Q ges aus sind schüttfä hig, und es ist somit eine kontinuierliche Messung des Feuchtegehaltes, z. B. durch Isotopenmessung, möglich.The outgoing mass flow is subsequently entered with Q Tr or Q tot out designated. Q Tr on is the outgoing mass flow after admixing a second mass flow, which is egg nem dryer is supplied. Q tot out is the outgoing Mass flow after the processing process, i.e. the dry nung. The mass flows Q Tr on and Q total off are bulk hig, and it is thus a continuous measurement of the Moisture content, e.g. B. by isotope measurement possible.
Die Zuführung eines zweiten Massenstroms mit hohem Feststoffanteil in den Eingangsmassenstrom kann mengenmäßig oder volumenmäßig geregelt werden. Eine mengenmäßige Regelung kann beispielsweise durch kontinuierliche Wiegung mit Konstanthaltung der Fördermenge über ein regelbares Förderorgan vor einer Waage erfolgen. Eine volumenmäßige Regelung kann durch ein kalibriertes Förderorgan (z. B. Dosierschnecke) erfolgen. Die Menge des zugeführten zweiten Massenstroms wird über eine von einem Rechner ermittelte Regelgröße "r" geregelt. Der zweite Massenstrom entspricht in seiner Zusammensetzung (Feststoffanteil a = const., Feuchteanteil b = const. = gemessen) exakt dem ausgehenden Massenstrom Q ges aus.The supply of a second high mass flow Solid content in the input mass flow can be quantitative or regulated by volume. A quantitative regulation can for example by continuous weighing with Keeping the flow rate constant via a controllable Conveyor body in front of a scale. A volume Regulation can be carried out by a calibrated funding body (e.g. Dosing screw). The amount of the second fed Mass flow is determined by a computer Controlled variable "r" regulated. The second mass flow corresponds to its composition (solid content a = const., Moisture content b = const. = measured) exactly the outgoing Mass flow Q tot out.
Der Massenstrom Q ges aus wird z. B. in t/h über eine kontinuierliche Wiegung (Bandwaage) ermittelt. Der ausgehende Massenstrom Q Tr ein wird z. B. über eine kontinuierliche Wiegung (Bandwaage) ermittelt.The mass flow Q ges is z. B. in t / h over a continuous weighing (belt scale) determined. The outgoing Mass flow Q Tr is z. B. over a continuous Weighing (belt scale) determined.
Der Feuchteanteil b im ausgehenden Massenstrom Q ges aus wird z. B. über eine Isotopenmessung kontinuierlich ermittelt.The moisture content b in the outgoing mass flow Q tot is made e.g. B. continuously determined via an isotope measurement.
Das Rechenprogramm des Rechners ermittelt nun den Feststoff gehalt a im Massenstrom Q ges aus über die Gleichung: Q ges aus (gemessen in z. B. t/h = c1 (bekannt) x a + c2 (be kannt) × b (gemessen).The computer's computer program now determines the solids content a in the mass flow Q tot from the equation: Q tot out (measured in e.g. t / h = c1 (known) x a + c2 (be knows) × b (measured).
Somit ist der ausgehende Massenstrom Q ges aus vollständig definiert: Der Anteil a an Feststoffen ist errechnet.The outgoing mass flow Q tot is thus complete Are defined: The proportion a of solids is calculated.
Der Anteil b (Feuchte) ist gemessen.The proportion b (moisture) is measured.
c1 und c2 sind bekannte Materialkonstanten.c1 and c2 are known material constants.
Die Gesamtmenge wird gemessen.The total amount is measured.
Dem Rechenprogramm ist es möglich, über die Regelgröße "r" konstante und definierte Verhältnisse im Massenstrom Q Tr ein herzustellen. Dies erfolgt über die Lösung der Gleichungssy steme: MassenströmeThe computer program can use the controlled variable "r" constant and defined conditions in the mass flow Q Tr to manufacture. This is done by solving the equation system systems: Mass flows
Q org (t/h) + Q ges aus x r (t/h) = Q Tr ein (t/h)Q org (t / h) + Q tot out x r (t / h) = Q Tr on (t / h)
und Feststoffkomponentenand Solid components
(a x c1) x r + X x c1 = a x c1.(a x c1) x r + X x c1 = a x c1.
Als Ergebnis kann jedem Wert X (variabler Feststoffanteil in Q org) ein Regelwert "r" zugeordnet werden. Diese Zuordnung erfolgt mit infinitesimaler Rechnergeschwindigkeit.As a result, each value X (variable solids content in Q org) a control value "r" can be assigned. This assignment takes place at infinitesimal computer speed.
Da der Massenstrom Q org (t/h bekannt durch Messung) auf ei nem konstanten Volumen gehalten wird, ergibt sich über Sub traktion und Lösung der Gleichungssysteme Massenströme:Since the mass flow Q org (t / h known from measurement) on ei n is kept constant, results from Sub traction and solution of the systems of equations Mass flows:
a1) Q org (m³/h) = const = X x c1 + Y x c2 und
a2) Q org (t/h) = bekannt = X x c1 + Y x c2a1) Q org (m³ / h) = const = X x c1 + Y x c2 and
a2) Q org (t / h) = known = X x c1 + Y x c2
und die Komponentenbeziehungenand the component relationships
b) X x c1 + r (a x c1) = a x c1 und
c) X x c1 + Y x c2 + r (Q ges aus) = a x c1 + b x c2 - (Y - b) x c2b) X x c1 + r (ax c1) = ax c1 and
c) X x c1 + Y x c2 + r (Q tot off) = ax c1 + bx c2 - (Y - b) x c2
eine eindeutige Lösung der Beziehung Y zu r in z. B. %. Es sind drei Gleichungssysteme a1/2, b, c und drei Variable X, Y und r mit definiertem Verhältnis X/r vorhanden. Dieses Glei chungssystem ist bestimmt.a clear solution of the relationship Y to r in z. B.%. It are three systems of equations a1 / 2, b, c and three variables X, Y and r with a defined ratio X / r. That glide system is determined.
Um ein gewünschtes, vorgewähltes und qualifiziertes Fest stoff-/Flüssigkeitsverhältnis im ausgehenden Massenstrom Q ges aus zu erreichen, kann somit jedem Feuchtegehalt Y im Eingangsmassenstrom Q org sofort eine Zugabemenge "r" für den zweiten Massenstrom in z. B. t/h zugeordnet werden. Dieses Ergebnis wird erzielt, ohne eine kontinuierliche Feststoff- oder Feuchtemessung im Eingangsmassenstrom durchführen zu müssen.A desired, pre-selected and qualified festival Substance / liquid ratio in the outgoing mass flow Q total moisture content can thus reach any moisture content Y im Inlet mass flow Q org immediately adds "r" for the second mass flow in z. B. t / h can be assigned. This Result is achieved without a continuous solids or perform moisture measurement in the input mass flow have to.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5462672A (en) * | 1992-08-13 | 1995-10-31 | Chemical Grouting Co., Ltd. | Process for treating sludge and system for the same |
EP0989476A2 (en) * | 1998-09-21 | 2000-03-29 | Neles Controls Oy | Balance based mixing control device and control method |
-
1991
- 1991-01-07 DE DE19914100255 patent/DE4100255A1/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5624550A (en) * | 1992-08-13 | 1997-04-29 | Chemical Grouting Co., Ltd. | Process for treating sludge and system for the same |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: NEHRING, CHRISTOPH, 45136 ESSEN, DE HARTMANN, GEB. |
|
8181 | Inventor (new situation) |
Free format text: HARTMANN, HELMUT, DR., 67595 BECHTHEIM, DE NEHRING, CHRISTOPH, 45136 ESSEN, DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |