DE860031C

DE860031C - Verfahren und Vorrichtung zur Trennung von Staubgemischen

Info

Publication number: DE860031C
Application number: DEP43011A
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl-Chem Krueger; Willy Dr Kunze; Martin Dipl-Ing Schumacher
Original assignee: Atlas Werke AG; Steinkohlen Elektrizitat AG
Current assignee: Atlas Werke AG; Steinkohlen Elektrizitat AG
Priority date: 1949-05-17
Filing date: 1949-05-17
Publication date: 1952-12-18

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Trennung von Staubgemischen Die Trennung von Staubgemischen in die einzelnen Bestandteile, insbesondere zum Zweck der Rückgewinnung wertvoller Stoffe aus Rückständen oder Abfallprodukten in technischen Prozessen, bereitete bisher große, zum Teil unüberwindliche Schwierigkeiten. So ist bisher ein brauchbares Verfahren zur Wiedergewinnung des in: der Flugasche oder in Waschbergen enthaltenen Kohlenstaubes: nicht gelungen, obwohl die verschiedensten mechanischen, chemischen und elektrischen Verfahren zur Lösung dieses wichtigen Problems angesetzt wurden.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, zur Sichtung von Staubgemischen Erschütterungen bzw. Schwingungen nutzbar zu machen'. E-s ist zwar bekannt, Schallwellen zur Entstaubung von Gasen anzuwenden. Dabei wurde jedoch lediglich eine Ausfällung des gesamten Staubes, hingegen keine Trennung in einzelne Bestandteile beobachtet.
Wie Versuche gezeigt haben, läßt sich bei Beschallung eines bereits ausgefällten Staubgemisches unter gewissen Voraussetzungen eine Sichtung dergestalt erzielen, d@aß die Staubteilchen unter der Einwirkung der erteilten Bewegungsimpulse je nach Größe, Form 'und Gewicht verschiedene Bewegungen machen, so drall die einzelnen Bestan& teile des Staubgemisches sich in getrennten Schichten anreichern und so schichtweise entnommen werden können. Es ist vorteilhaft, das Staubgemisch in dünner Schicht der Einwirkung der Schallwellen auszusetzen, damit die Bewegungen der Staubteilchen nicht durch die darüber lastenden Staubmassen gehemmt oder verzögert werden. Die Sichtung im Schallfeld geht dabei außerordentlich schnell vor sich, so daß bei geeigneter Ausbildung insbesondere der zur Entnahme dienenden Apparatur eine wirtschaftliche Durchführung des neuen Trennungsverfahrens in großem Maßstab möglich ist. Das Abnehmen der jeweils obersten Staubschicht kann durch Abstreichen oder durch: Abblasen bzw. Absaugen geschehen.
In der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen schematisch veranschaulicht, und zwar zeigen Fig. i und 2 zwei Ausführungsbeispiele mit Schallsendern für Körperschall, Fig. 3 und 4,ein Ausführungsbeispiel mit Luftschalls:ender in Seitenansicht und Draufsicht.
Das zu sichtende Staubgemisch, z. B. Flugasche, wird in einer dünnen Schicht (Fig. i undi 2) oder in mehreren Schichten (Fig. 3 und( 4) dem Wirkbereich eines Schallsenders zugebracht.
Bei der in Fig. i dargestellten Einrichtung zur Staubtrennung wird das Staubgemisch in trockenem, lockerem Zustand in dünner Schicht i von z. B.15 mm Stärke auf ein Förderband 2 gebracht, das, dicht über die Strahlfläche eines: Körperschallsendersi 3 hüüwegläuft. Durch die Schallschwingungen wird eine Trennung des Kohlenstaubes von der Gangart herbeigeführt, dergestalt, daß sich. der Kohlenstaub, in der Zeichnung durch stärkere Schwärzung hervorgehoben, in der obersten Lage 4, die Gangart dagegen in der unteren Lage 5 ansammelt. Hinter der BeschaL lungszone wird der Kohlenstaub durch einen unilaufenden Schaber 6 abgestrichen und von einem Trichter ;7 aufgefangen, während die in der unteren Lage angesammelte Gangart vom Band 2 weiter mitgenommen und hinter einer Umkehrrolle 8 an einen Trichter g abgegeben wird.
Fig.2 zeigt eine Ausführungsform der Trennvorrichtung, bei der die endgültige Trennung nicht nach, sondern schon während der Beschallung vollzogen wird. Zur Trennung wird ferner kein Schaber, sondern ein durch einen Kanal io über die Staubschicht hinweggeführter Luftstrom L benutzt. Um die Staubschicht über die Strahlfläche i i der Beschallungseinriclhtung hinwegzuführen, ist die Strahlfläche i i derart gegen die Horizontale geneigt angeordnet, daß der durch eine steilere Rutsche 12 dem oberen Ende der Strahlfläche zugeführte Staub infolge der Schallerschütterungen wie auf einer Rüttelrutsche zum unteren Ende der Strahlfläche wandert. Dabei werden die Kohlenstäubchen durch die Schallschwingungen wiederum zur Oberfläche der Staubschicht gedrängt und, sobald sie an die Oberfläche gelangen, vom Luftstrom L mitgenmnmen. Am unteren Ende der Strahlfläche ist der Kohlenstaub im wesentlichen aus der Flugasche entfernt, so daß nur noch die Gangart übrigbleibt, die über eine Rutsche 13 abgeführt wird. Zur Schallerzeugung ist wie in Fig. i ein magnetos:triktiver Schwinger 3 vorgesehen. Während in Fig. r der Schwinger das Förderband 2 berührt, zur Schaffung einer zuverlässigen Kopplung) wird zweckmäßig ein Flüssigkeitsfilm verwendet, ist der Schwinger der Fig. 2 in einem mit Wasser gefüllten Gehäuse 14 angeordnet, so daß die Schallschwingungen durch eine Flüssigkeitskopplung auf die Strah.lfläche ii übertragen werden.
Fig. 3 und 4 zeigen eine Trennvorrichtung mit Luftschallsender in Form einer Sirene i5. Das Staubgemisch wird durch mehrere in gleichem Ab:-stand übereinanderliegende Förderbänder 16 in das Schallfeld er Sirene gebracht, wobei die Staubschichten i jedbch nicht quer zur Strahlrichtung der Schallwellen, sondern in der Strahlrichtung liegen. Die Strahlfläche der Sirene ist durch ein Gitter 17, bekannt für Zwecke der Wind-Abschirmung als sog. Falkenthalgitter, abgeschirmt. Durch diese Abschirmung wird der Sirenenluftstrom gedämpft und zum überwiegenden Teil in einen Kanal, i 8 abgelenkt. Nur ein Teil des Luftgleichstromes tritt durch das Gitter 17 in den Beschallungsraum ein, bläst über die Staubschicht auf den Förderbändern 16 hinweg und trägt dabei die infolge der Beschallung über die Gangart emporgehobenen Kohlenstaubteilchen in einen Fangraum ig mit sich fort. Der Abstand der Rückwand 2o des Fangraumes i9 von der Sirene kann zu der Wellenlänge bzw. Frequenz dies Schalles, in eine solche Beziehung gebracht werden, daß sich zwischen beiden ein System von stehenden Wellen: ausbildet. Der Staub sammelt sich dann in :den Bewegungsknoten- des Schallfeldes. Gleichzeitig damit findet eine Trennung des Kohlenstaubes von der Gangart statt, indem die Kohlenteilchen sich über die Gangart erheben und; von dem Luftstrom mitgenommen werden. Die mit dem Kohlenstaub beladene Luft wird zweckmäßig durch eine Leitung 21 abgesaugt, deren Saugdruck in Zusammenwirkung mit dem von der Sirene erzeugten Luftstrom die richtigen Strömungsr verhältnisse ergibt, um einerseits den Kohlenstaub möglichst restlos. abzuziehen, anderseits aber ein Mitreißen der Gangart zu vermeiden.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt. Da die Beschallungsduuer nur :ganz kurz zu sein braucht, wird man in der Praxis zur Erzielung eines wirtschaftlichen Bietriebes die Beschallungs@zone kurz, aber möglichst breit machen, so daß man z. B. bei einer Trennvorrichtung nach Fig. i zu einem ganz anderen Größenverhältnis von Länge und Breite der Strahlfläche, im allgemeinen: auch zu einer geringeren Stärke der Staubschicht gelangt. Ferner kann es vorteilhaft sein, das Verfahren mehrfach nacheinander anzuwenden, um zu einer, vollkommeneren Trennung der Bestandteile zu gelangen oder um eine Trennung in mehr als zwei Bestandteile durchzuführen. Zumal im letzteren Fall kann es zweckmäßig sein, in den einzelnen Verfahrensstufen verschiedene physikalische Bedingurigen dies Beschallungs- bzw. des Abfangvorganges zugrunde zu legen, welche der jeweilig abzuscheidenden Staubart angepaßt sind. Ins, besondere ist die Höhe der Schallfrequenz für die Wirksamkeit von Bedeutung. Die Wirksamkeit der Luftschallanordnnnung nach Fig. 3 und! q. kann noch dadurch gesteigert werden, daß man das, Staubgemisch auf den Förderbändern i6 vor dem Eintritt in das Feld des Luftschallsenders über Körperschallsender laufen läßt.
Zur Vermeidung von Lärmbelästigungen werden tunlichst unhörbare Schallschwingungen benutzt. Bei tiefen: und unterhalb des Hörbereiches im Gebiet des Infraschalles liegenden Frequenzen werden bei feinkörnigen Stauben im allgemeinen: keine brauchbaren Wirkungen erzielt.
Schließlich ist das neue Verfahren nicht nur auf Flugasche anwendbar, sondern kann auch zur Sichtung anderer Staubgemische; z. B. sog. Kohleberge, sowie von Erzen im- bergmännischen Sinn oder zur Gewinnung von Zink aus Zinkasche dienen. Falls das Staubgemisch nicht bereits in trockenem, lockerem Zustand anfällt, wird man es zweckmäßig zuvor entsprechend aufbereiten.
Ein Hinwegführen der Staubschicht über die Strahlfläche ist nicht erforderlich, wenn man die Strahlfläche eines oder mehrerer Schallsender unter der Zugabeeinrichtung für das Staubgemisch hinwegführt. Vorteilhaft werdet man hierzu ringförmige rotierende Sender oder Sendergruppen bzw. entsprechende Rüttelvorrichtungen an.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Trennung von Staubgemischen, insbesondere zur Trennung von Kohlenstaub aus Flugasche oder aus Waschbergen und von Erzen aus ihrer Gangart, dadurch .gekennzeichnet, daß das Staubgemisch einer Schalleinwirkung ausgesetzt wird und daß die dabei auftretende, verschiedene Verlagerung der einzelnen Staube durch: Verwemr Jung entsprechender Entnahmevorrichtungen. zur Trennung dies Gemisches benutzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch g& kennzeichnet, daß das Staubgemisch der Einwirkung von Klopf- oder Rüttelvorrichtungen ausgesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch Schalleinwirkung zunächst eine schichtförmige Scheidung der Staubbestandteile herbeigeführt und daß sodann die jeweils oberste Staubschicht entnommen wird. q.. Verfahren nach Anspruch i oder "folgenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Staubgemisch in dünner Schicht unter die Einwirkung der Erschütterungen oder Schallschwingungen gebracht wird. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder folgenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahme der getrennten Staubarten während der Beschallung erfolgt. 6. Verfahren nach Anspruch i oder folgenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahme nach der Beschallung erfolgt. 7. Verfahren nach Anspruch i oder folgen,-den: Ansprüchen, dadnrch: gekennzeichnet, daß die Entnahme durch Abstreichen der durch die Beschallung. sich jeweils in die- obersten Schicht dies Gemisches ansammelnden Staubteilchen geschieht. B. Verfahren nach Anspruch i oder folgendien Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahme durch Abblasen oder Absaugen der in der obersten Schicht des Gemisches sich ansammelnden Staubteilchen; geschieht. 9. Verfahren nach Anspruch i oder folgenden Ansprüchen; dadurch gekennzeichnet, daß das Staubgemisch der Einwirkung von Körperschall ausgesetzt wird, indem es auf die strahlende Fläche des Schallsenders oder der Rüttelvorrichtung aufgebracht oder mit dieser durch feste oder flüssiges Schallmedien gekoppelt wird. io. Verfahren nach Anspruch i oder folgenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Staubgemisch in trockenem Zustand der Schalleinwirkung ausgesetzt wird. i i. Verfahren nach Anspruch i oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, <iaß es Staubgemisch die- Einwirkung von Luftschall ausgesetzt wird. 12. Verfahren nach Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet, daß: das Staubgemisch in ein Schallfeld mit stehenden Wellen gebracht wird. 13. Verfahren nach Anspruch .2 oder folgerar den Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß :die zu beschallende Staubschicht quer zur Strahlrichtung liegend die- Einwirkung der Schallwellen ausgesetzt wird. 1q.. Verfahren nach Anspruch 2 oder dien Ansprüchen 3 bis 8 und zo bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beschallende Stauib@ schickt in der Strahlrichtung liegend der Einrwirkung der Schallwellen ausgesetzt wird. ,5. Verfahren mach Anspruch i oder folgenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch Anwendung einer die- Staubart angepaßten optimalen Schallfrequenz: 16. Verfahren nach Anspruch i oder fo:lgenr den -Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Staubgemisch eigner wiederholten Beschallung und Trennung seiner Bestandteile bei vorzugsweise wechselnden physikalischen Bedingungen des Beschallungs- bzw: des Entnahmevorganges unterworfen wird;. P7. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder folgender Ansprüchen, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Erzeugung von Schallschwingungen oder Erschütterungen, ,die mit einer Einrichtung zur Zuführung von Staubgemischensowie einer Einrichtung zur Entnahme der Staubteilchen je nach ihrer durch :die Schalleinwirkung bervo.rgerufenery Verlagerung verbunden ist. i g. Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch handförmige, das Staubgemisch in dünner Schicht durch dien Staubscheider bewegende Träger. i9. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß Glas Staubgemisch auf die geneigt angeordnete Strahlfläche eines Schallerzeugers geschüttet und von dieser selbst nach Art einer Schüttelrutsche weiterbefördert wird. 20. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlfläche eines oder mehrerer Schallerzeuger sich unter der Zugaheeinrichtung für das Staubgemisch hinwegbewegt. 21. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder folgenden Ansprüchen, gekenmzeichnet durch einen Luftschallsender mit mehreren etagenförmig übereinanderliegenden Staubträgern. 22. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder folgenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Abstreifen; der jeweils aber= sten. Staubschicht während oder nach der Beschallung. 23. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder folgenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Abblasen oder Absaugen der jeweils- obersten. Staubschicht während oder nach-der Beschallung. 2,4. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom zum Ab-])lasen der obersten Staubschicht durch den Schallsender selbst erzeugt wird, wobei als Schallsender vorzugsweise eine Sirene vorgesehen ist. 25. Vorrichtung nach Anspruch 2q., dadurch .gekennzeichnet, d;aß der Luftgleichstrom des Schallsenders. im Beschallungs.raum durch ein Gitter auf die optimale Stärke herabgesetzt wird. 26. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder folgenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch die Hinter einanderschaltung mehrerer Beschallungs- und Entnah.'mestufen, wobei der nachfolgenden Stufe jeweils einer der beiden voneinander getrennten Bestandteile der Staubgemische aus der voraufgehenden Stufe zugeführt wird. 27. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18 his 26, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Erzeugung von. Körperschall in einer ersten Stufe und eine Einrichtung zur Erzeugung von. Luftschall in der zweiten Beschallungsstufe.