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Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von feinkörnigem Gut, insbesondere
Kohlenschlamm Die Erfindung bezieht sich auf die Behandlung von feinkörnigem Gut
und betrifft insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, die Behandlung von Kohlenschlamm.
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Bekanntlich bietet die Behandlung derartiger Stoffe zur Gewinnung
der in ihnen enthaltenen wertvollen Teilchen Schwierigkeiten gerade wegen der Feinheit
der Teilchen, welche die Trennung dem spezifischen Gewicht nach in einem flüssigen
Mittel ungenau macht und gewisse Komplikationen mit sich bringt.
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Die Erfindung bezweckt, diesen Übelständen abzuhelfen, und hat ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzielung einer bequemeren Trennung und von wertvollen
Erzeugnissen in größerer Menge und in besserer Qualität zum Gegenstand.
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Entsprechend einem Kennzeichen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird
das Gut nach einer sorgfältigen Ausscheidung der in dem Ausgangsgut enthaltenen
tonhaltigen Teilchen einer Konditionierung unterworfen, welche ein in der Zusammensetzung
und mengenmäßig sehr gleichmäßiges Erzeugnis liefert, aus welchem vor der Vornahme
einer Trennung in Klassen die dichten Teilchen ausgeschieden werden.
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Infolge der Gleichmäßigkeit des Erzeugnisses ist diese Abscheidung
bequemer und vollständiger, und die schließliche Trennung kann ihrerseits wirksamer
vorgenommen werden, so daß eine größere Ausbeute an wertvollen Erzeugnissen erhalten
wird. ` Gemäß einem weiteren Kennzeichen des Verfahrens umfaßt die Konditionierung
des von dem Ton befreiten Gutes die mechanische Homogenisierung desselben mit Kontrolle
seiner Dichte und gegebenenfalls Berichtigung derselben durch Eincerleibung
eines
Zusatzstoffes sowie die gesteuerte Abfuhr des resultierenden Erzeugnisses, wobei
der Zusatzstoff, wenn er feste Teilchen enthält, vorzugsweise durch ein mittleres
Erzeugnis gebildet wird, welches bei der späteren Trennung erhalten wird.
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Die Abscheidung der spezifisch schweren Teilchen erfolgt zweckmäßig
auf einem Filterbett mit Hilfe von Flüssigkeitsströmen, die vorzugsweise pulsierend
sind, wobei die Pulsationsbewegung langsam abnimmt oder sehr gemildert ist, während
die spätere Trennung durch Schwemmen und/oder Absetzen vorgenommen wird.
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Die Apparatur zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt
wesentlich einen Klärbehälter für das zu behandelnde Gut oder den zu behandelnden
Schlamm, Mittel zur Leitung des an der Spitze des Behälters abgeführten Breies in
einen Konditionierapparat, welcher vorzugsweise durch einen Behälter gebildet wird,
der mit Vorrichtungen zum Mischen und Homogenisieren dieses Breies ausgerüstet ist,
sowie Vorrichtungen zur Kontrolle und Abfuhr des Breies sowie gegebenenfalls zur
Beimischung eines Zusatzstoffes, einen oder mehrere Apparate zur Aufnahme des aus
dem Konditionierapparat abgeführten Gutes und zur Ausscheidung der spezifisch schwersten
Teilchen aus diesem und eine oder mehrere Rinnen, welche mit Abscheidern zur Trennung
der resultierenden Masse in Klassen von Erzeugnissen ausgerüstet sind.
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Der 'Klärbehälter ist zweckmäßig mit Vorrichtungen ausgerüstet, welche
seine wirksame Zone vergrößern können, und weist außerdem eine unsymmetrische Form
oder Spitze auf, während zur Ausscheidung der spezifisch schweren Teilchen des aus
dem -Konditionierapparat abgeführten Erzeugnisses zweckmäßig Setzmaschinen mit Ausgleich
der Saugwirkung benutzt werden.
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Weitere Kennzeichen der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung
hervorgehen, welche auf die Zeichnungen Bezug nimmt, welche bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung zeigen.
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Fi.g i.ist eine Gesamtansicht einer ersten Anlage; Fig.2 ist eine
ähnliche Ansicht einer Abwandlung; Fig. 3 zeigt in größerem Maßstab den Schnitt
eines Abscheiders.
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In Fig. i bezeichnet i die Gesamtheit eines Klärbehälters, dessen
unterer Teil 2 unsymmetrisch geformt ist und ein Regelventil 3 sowie eine Abgangsleitung
4 und ein Verschlußorgan 5 aufweist, welches vorzugsweise @doppeltpilzförmig ausgebildet
ist, wie im einzelnen in Fig. 3 dargestellt.
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In dem oberen Teil des Behälters ist außer dem üblichen zentralen
konischen Ring 6 ein konischer Teil 7 vorgesehen, dessen Konizität weniger ausgesprochen
ist und welcher mehr oder weniger tief in den Behälter eintritt und an seinem unteren
Ende durch einen Stöpsel 8 .mehr .öder weniger verschlossen werden kann, dessen
Stellung in der Öffnung g mit Hilfe eines geeigneten Mechanismus regelbar ist, z.
B. mittels des außen bei i i betätigbaren Hebels 1o.
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12 bezeichnet eine obere Überlaufrinne, der zweckmäßig eine Zwischenabflußrinne
13 zugeordnet sein kann, wobei diese beiden Rinnen mit Abflußleitungen 14 und 15
versehen sind.
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Wenigstens die Abfuhrleitung 15 ist mit einem Verschlußorgan 1!6 ausgerüstet,
und diese beiden Abflußleitungen führen zu einem allgemeinen Vorratsbehälter der
Anlage, wobei sie gegebenenfalls Becken oder andere nicht dargestellte Klärvorrichtungen
durchlaufen.
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In der oberen Öffnung des Kegels 7 ist eine Zufuhrleitung 17 angeordnet,
die zweckmäßig mit einem Sieb oder Gitter 18 zur Abscheidung der Fremdkörper oder
der großen Teilchen ausgerüstet ist.
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Wenn ein feste Teilchen mit sich führender Flüssigkeitsstrom in einen
solchen Apparat geleitet und in den mittleren Kegel ? eingeführt wird, ist infolge
des Vorhandenseins dieses Kegels wenigstens ein Teil des Stromes gezwungen, in den
Behälter durch die Öffnung 9 auf der Höhe derselben einzutreten, und muß zu seinem
Abfluß in die Überlauf rinne 12 oder die Rinne 13 gelangen, wobei er mitgeführte
Teilchen abgibt.
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Der Teil des Stromes, der nicht die Öffnung 9 durchströmen oder erreichen
kann, fließt über den oberen Rand des Kegels 7 in den zwischen den Kegelq 7 und
.6 gebildeten Ringraum und gelangt in den Behälter unter Vorbeigang unter dem unteren
Rand dieses letzten Kegels, um in die Rinne 12 und gegebenenfalls in die Rinne 13
zu gelangen, wobei er mitgeführte Teilchen abgibt.
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Es ist klar, daß auf diese Weise der zwischen der Höhe der Öffnung
9 und der Höhe des unteren Randes des Kegels liegende Teil des Behälters für die
Klärarbeit wirksam oder wirksamer gemacht wird, wobei diese Arbeit besser ausgeführt
wird.
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Es ist ferner klar, daß durch geeignete Einstellung der Lage des Stöpsels
8 die gegenseitigen Werte der die Öffnung 9 durchströmenden und unter dem unteren
Rand des Kegels 6 vorbeiströmenden Teilströmungen geändert werden können, während
andererseits eine Regelung des Ventils 16 die Ausdehnung der in dem Behälter von
diesen Teilströmungen durchlaufenen Wege zu beeinflussen gestattet.
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Es ist infolgedessen möglich, eine Kontrolle über die in dem Behälter
erfolgende Klärung und in gewissem :Maße auf die Konsistenz der in diesem gebildeten
Ablagerung auszuüben.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der bei 17 aus einem Speisebehälter
1g mit Hilfe der Pumpe 2o zugeführte Schlamm sorgfältig von den tonhaltigen Teilchen
befreit und in dem unteren Teil und der Spitze 2 des Behälters i in einen Brei der
gewünschten Konsistenz verwandelt werden.
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Von dieser Spitze aus wird der Brei unter der Kontrolle durch das
Ventil 3 durch die als Siphon oder anders ausgebildete Abflußleitung 4 in einen
in seiner Gesamtheit mit 21 bezeichneten Konditionierapparat geleitet.
Dieser
Apparat umfaßt einen Behälter 22, dessen Boden als eine einfache oder vielfache
Spitze ausgebildet ist, wobei jede Spitze einen durch ein regelbares Verschlußorgan
23, welches z. B. doppeltpilzförmig sein kann wie das Verschlußorgan 5 des Behälters
i, gesteuerten Abfluß aufweist.
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An seinem oberen Teil ist der Behälter 22 mit einer trl>erlaufrinne
24 versehen, deren Abfluß 25 in den Speisebehälter i9 geleitet wird, sowie mit einer
z. 13. zylindrischen mittleren Wand 26, innerhalb welcher die Einführung des durch
den Apparat zu behandelnden Gutes erfolgt.
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Dem Behälter 22 sind Mittel zugeordnet, um seinen Inhalt in einen
praktisch homogenen Zustand zu versetzen und in diesem zu erhalten, wofür beispielshalber
Stutzen 27 vorgesehen sind, welche in den unteren Teil des Behälters münden und
durch eine nicht dargestellte Leitung mit einer nicht dargestellten Quelle eines
Strömungsmittels, insbesondere Druckluft, verbunden sind.
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Dem Behälter sind ferner Mittel zugeordnet, um die Dichte seines Inhalts
zu kontrollieren und im Bedarfsfalle zu verändern. Diese Mittel werden hier einerseits
durch ein regelbares belastetes Organ 28 gebildet, welches durch eine Stange 29
mit einem an einer festen Konsole3i schwenkbar befestigten Hebel 30 verbunden
ist, sowie ferner durch ein Paar von Behältern 32 und 33, deren jeder einen Zusatzstoff
enthält, der durch seinen Zusatz zu dem in dem Behälter befindlichen Brei die mittlere
Dichte dieses Breies in verschiedenem Sinn verändern kann. Einer der Behälter, z.
B. der Behälter 32, enthält eine Flüssigkeit, deren Dichte kleiner als die des Breies
ist, wobei diese Flüssigkeit zweckmäßig dieselbe ist wie die Flüssigkeit des Breies,
insbesondere Wasser, während der andere Behälter 33 einen festen Stoff oder einen
verhältnismäßig dichten Brei enthält, z. B. die gleiche Flüssigkeit, der feste Teilchen
zugesetzt sind, insbesondere ein in der späteren Phase der Behandlung des Schlammes
erhaltenes Erzeugnis, wie weiter unten ausgeführt ist. Jeder der Behälter steht
mit dem Behälter 212 durch eine mit einem Verschlußorgan versehene Leitung in Verbindung,
und zwar der Behälter 32 durch die mit einem Hahn 35 versehene, in den unteren Teil
des Behälters 22 mündende Leitung 34 und der Behälter 33 durch die mit einem Zweiwegehahn
37 versehene, in den oberen Teil des Behälters 22 mündende Leitung 36. Die Betätigungshebel
38 und 39 der Verschlußorgane sind beide mit dem Schwenkhebe13o verbunden, wobei
die Ausbildung so getroffen ist, daß die Schwenkbewegung des Hebels entgegengesetzte
Verstellungen der Verschlußorgane zur Folge hat, d. h. eine Öffnungsbewegung des
einen und eine Schließungsbewegung des anderen.
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Wenn dies gewünscht ist, kann in der Leitung zur Zufuhr des zu behandelnden
Breies zu dem Behälter 22 ein Sieb 4o zur Ausscheidung -der Fremdkörper aus diesem
Brei angeordnet werden.
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Unter diesen Bedingungen kann,der von dem Behälter i kommende Brei
mechanisch homogenisiert und durch einen von dem Behälter 32 oder 33 kommenden Zusatz
auf eine gewünschte mittlere Dichte gebracht werden, wobei jedoch das bevorzugte
Verfahren darin besteht, an der Spitze des Behälters i einen Brei abzuführen, der
verhältnismäßig dichter als der gewünschte ist, und diesen durch Zusatz der Flüssigkeit
aus dem Behälter 32 auf die gewünschte Dichte zu bringen.
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Dieser homogenisierte und eine kontrollierte Dichte aufweisende Brei
wird in einer kontrollierten, zweckmäßig konstanten Menge aus dem Apparat 22 iii
Apparate zur Abscheidung der in ihm enthaltenen dichten Teilchen oder Schiefer abgeführt,
wobei die Verschlußorgane 23 entsprechend eingestellt sind, und zwar .grundsätzlich
so, daß ein kleiner Teil des Inhalts des Apparates 22 dauernd durch 24 und 25 in
den Behälter i9 gelangt.
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Die Apparate zur Abscheidung der Schiefer werden hier durch Setzmaschinen
gebildet, von denen vorzugsweise zwei vorhanden sind, nämlich 41 und 42, welche
hintereinandergeschaltet sind und ein Filterbett sowie Mittel zur Abschwächung oder
Verhinderung der Saugwirkungen, welche von dem Rückhub der die Flüssigkeitspulsationen
durch dieses Bett erzeugenden Kolben herrühren, aufweisen. Derartige der Klarheit
wegen nicht dargestellte Mittel können z. B. durch eine Flüssigkeit gebildet werden,
welche in dem über dem Kolben liegenden Raum des Zylinders des Kolbens der Setzmaschine
aufgespeichert ist und in kontrollierter Weise während des unwirksamen Hubes des
Kolbens in den Behälter der Setzmaschine eingeführt wird.
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Da diese Setzmaschinen gleichmäßig mit einem Gut beschickt werden,
welches ebenfalls sehr gleichmäßig gemacht ist, können sie leicht so eingestellt
werden, daß die wirksame Ausscheidung,des größten Teiles der in dem von dem Konditionierapparat
22 kommenden Gut enthaltenen Schiefer gewährleistet ist, so daß am Ausgang der Setzmaschine
42 der Ausgangsschlamm weitgehend einerseits von den tonhaltigen Teilchen und andererseits
von den Schiefern befreit ist, was seine verhältnismäßig leichte Teilung in Klassen
von Erzeugnissen gestattet. Die Rückstände der Setzmaschinen werden als unbrauchbar
angesehen und bei 43 abgeführt.
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Die obige Unterteilung erfolgt dadurch, daß das aus der Setzmaschine
42 austretende Erzeugnis einer Schichtung in einer Rinne 44 unterworfen wird, auf
welche ein Rinnenabschnitt 45 folgt, der mit mit Absetzern arbeitenden Abscheidern
der bei 46 in Fig. i und in größerem Maßstab in Fig.3 dargestellten Art ausgerüstet
ist.
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Derartige Apparate umfassen (Fig. 3) einen im allgemeinen konischen
Mantel 47, dessen Innenraum mit der Rinne durch Öffnungen 48 in Verbindung steht,
an deren Ränder sich nach unten konvergierende Wände 49 anschließen, von denen gewisse
durch Teile des Mantels 47 gebildet werden können. An seinem unteren Ende ist der
Mantel 47 mit einem regelbaren Verschlußorgan 5o versehen, welches, wie dargestellt,
einen konvergierenden
Stutzen 51 aufweist, dem ein geformter Stöpsel
52 zugeordnet ist, dessen Stellung gegenüber der Ausgangsöffnung des Stutzens regelbar
ist, wobei senkrecht unter dieser ersten Anordnung ein zweiter konvergierender Stutzen
53 und ein Stöpsel 54 regelbarer Stellung liegen, wobei dieAnordnung so getroffen
ist, daß durch eine Regelung des Stöpsels 52 der Treibdruck des austretenden Strömungsmittels
verringert wird, dessen Durchflußmenge schließlich durch den mit dem Stutzen 53
zusammenwirkenden Stöpsel 54 geregelt wird, wobei diese Anordnung unter Beibehaltung
von Austrittsquerschnitten der Stutzen 51 urnd 53, die genügend groß sind,
um jede Verstopfung zu verhindern, gestattet, die Durchflußmenge des Strömungsmittels
in Grenzen zu halten, welche mit der Abscheidung der Erzeugnisse aus der Rinne bei
gleichzeitiger Vermeidung eines unnützen Ausflusses vereinbar sind.
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Bei der dargestellten Ausführungsform bewirkt eine erste Gruppe von
Apparaten 46, von denen in dem dargestellten Beispiel drei vorhanden sind, die Abscheidung
der spezifisch schwersten Teilchen, welche durch 55 mit den aus den Setzmaschinen
4i und 42 abgeführten Schiefern vereinigt werden, während eine zweite Gruppe von
Apparaten 46 aus der Rinne ein Mischerzeugnis abscheidet, welches zweckmäßig für
die Konditionierung des dem Apparat 22 zugeführten Schlammes benutzt wird.
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Hierfür wird das aus dieser Gruppe von Apparaten 46 abgeführte Gut
durch 56 in den Behälter 57 geleitet, von wo das Erzeugnis durch eine Pumpe 58 und
eine Leitung 59 in den Behälter 33 gebracht wird. Wie oben angegeben, ist der Abfluß
36 dieses Behälters mit einem Zweiwegehahn 37 ausgerüstet, wobei einer dieser Wege
benutzt wird, um das Erzeugnis unter der Kontrolle der Vorrichtung zur Regelung
der Dichte des Mittels des Apparates 22 in diesen Apparat zu bringen, während der
andere Weg dazu dient, um das Erzeugnis auf differentialem Weg an einen geeigneten
Punkt des Kreislaufes zurückzuführen, insbesondere an den Kopf der Rinne 44.
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Das an dem Ende des Riemenabschnitts 45 abgeführte Gut wird durch
ein verhältnismäßig sehr sauberes wertvolles Erzeugnis gebildet. Aus diesem wird
das Wasser auf den Sieben 61 und 62 ausgeschieden, von denen eines mit einer Spülvorrichtung
versehen sein kann, und das Erzeugnis wird schließlich hei 63 auf einem Förderer
od. dgl. aufgefangen.
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Die Anordnung der Fig. 2 entspricht der der Fig. i. Sie unterscheidet
sich von dieser durch eine zusätzliche Reinigungsbehandlung des aus der zweiten
Gruppe von Apparaten 46 des Binnenabschnitts 45 kommenden Erzeugnisses, wobei diese
Gruppe übrigens eine kleinere Zahl von Apparaten enthalten 'kann als die erste Gruppe
von Ausscheidern 46.
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Für diese Zusatzbehandlung ist ein Binnenabschnitt 65 vorgesehen,
an dessen Kopf das zu behandelnde Erzeugnis gebracht wird, wobei seine Reinigung
durch eine Setzmaschine66 mit Filterbett und Ausgleich der Saugwirkung erfolgt,
welche den Setzmaschinen 41 und 42 ähnlich ist, sowie, falls nötig,durch einen oder
mehrere Abscheider67, welche den Abscheidern 46 ähnlich sind, wobei das aus diesen
Apparaten abgeführte Gut als unbrauchbar angesehen und bei 68 abgeführt wird.
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Das am Ende der Rinne aufgefangene Erzeugnis bildet ein an sich benutzbares
Mischerzeugnis, welches jedoch zweckmäßig für die Konditionierung des Schlammes
in dem Apparat 22 verwendet wird und hierfür durch 69 in den Behälter 57 geleitet
wird, von wo es durch die Pumpe 58 in den Behälter 33 gefördert wird.
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Wie bei den Setzmaschinen 41 und 42 gestattet die große mengenmäßige
und zusammensetzungsmäßige Gleichmäßigkeit des der Rinne 44 und den auf diese folgenden
Apparaten gelieferten Gutes, diese in wirksamer Weise arbeiten zu lassen und eine
gute Ausbeute an vergüteten Erzeugnissen zu erhalten.
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Obwohl nur gewisse Ausführungsformen im einzelnen beschrieben wurden,
ist es wohlverstanden, daß die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist, sondern
auch die Abwandlungen umfaßt und daß Veränderungen an den Apparaturen vorgenommen
werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.