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Verfahren und Vorrichtung zur Scheidung fester Stoffe verschiedenen
spezifischen Gewichtes und verschiedener Korngröße mittels einer Scheidungssuspension
in einem Hydrozyklon Es ist, bekannt, feste Stoffe verschiedenen spezifischen Gewichtes
und verschiedener Korngröße mittels einer Scheidungssuspension in einem Hydrozyklon
zu trennen; vgl. holländische Patentschrift 58482 in journal of the Institute of
Fuel vom Dezember 1,945, die Artikel von M. G. D r i e s -sen »The Use of
Centrifugal Force«. Unter der in dieser Beschreibung und in deren Ansprüchen zur
Verwendung gelangenden Bezeichnung »Hydrozyklon« soll eine Vorrichtung verstanden
werden, die sich zusammensetzt aus einem in seinem Innern glatt beschaffenen, obstruktionsfreien
Gefäß, das von einer geschlossenen Umdrehungsfläche begrenzt ist, dessen iDurchmesser
sich längs dessen Achse verringert, das an seinem geräumigsten En-de oder in der
Nähe dieses Endes ein oder mehrere Tangentialzuleitungsrohre und weiterhin in diesem
Ende eine zentral angeordnete Abfuhröffnung oder kurze Abfuhrleitung und in der
gegenüberliegenden Spitze, eine weitere Abfuhröffnung hat.
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Das zu trennende Material wird dabei, nebst der Scheidungssuspension,
auf dem Wege über einen tangentiaJen Eintritt unter Druck in einen Hydrozyklon eingebracht.
Die Scheidungssuspension hat
hierbei ein spezifisches Gewicht, das
nicht der gewünschten Dichte der Scheidungssuspension gleich ist, sondern niedriger
liegt.
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Bei richtiger Wahl der verschiedenen Bedingunglen erhält man an der
Spitze des Zyklons eine Flüssigkeit, die neben den Teilen aus dem Gernisch mit einem
spezifischen Gewicht höher als die Dichte der Scheidungssuspension sehr, viel Beschwerungssubstanz
enthält.
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An der der Spitze gegenüberliegenden Seite verläßt eine Flüssigkeit
den Zyklon, die neben den Teilen aus dem Gemisch niit einem spezifischen Gewicht
niedriger als die Scheidungsdichte die feinsten Teile von höherem spezifischem Gewicht
enthält, nämlich Teile der Beschwerungssubstanz. Diese Beschwerungssubstanz muß
aus den abgeschiedenen Produkten entfernt werden, einerseits weil deren Anwesenheit
in denselben im allgemeinen unerwünscht ist (Aschenbildung im Falle von Kohle. Verunreinigung
im Falle von E'rzen) und andererseits, weil sie wieder zur Bereitting der Scheidungssuspension
verwendet werden kann. Durch Wiedergewimiung der Beschwerungssubstanz verringert
man die Verluste und erhöht somit die Wirtschaftlichkeit der Anlage. Diese Wiedergewinnung
bedingt jedoch Schwierigkeiten, und diese Schwierigkeiten wachsen, je kleiner
die Korngröße des zu scheidenden Produktes ist, da die Trennung der Beschwerungssubstanz
von den zu gewinnenden Bestandteilen sich schwieriger gestaltet.
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Es ist mithin von Wichtigkeit, dafür zu sorgen, daß die Menge der
wiederzugewinnenden Beschwerungssubstanz auf ein Mindestmaß beschränkt wird.
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Gemäß der Erfindung kann dies dadurch erfolgen, daß die Teile, die
den Zyklon an der Spitze verlassen, unmittelbar in einen mit einer Suspension gefüllten
Raum eingeleitet -,verden.
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Die schnelle Rotations-bew--gung der Flüssigkeit, die an der Spitze
aus dem Zyklon heraustritt, wobei sich die Bewegung in der Suspension, in der die
Teile hineingeführt werden, ein Stück weit fortsetzt, hat zur Folge, daß die gröberen
Teile, das sind im allgemeinen die Teile des zu scheidenden Gemisches, nicht durch
den Widerstand, den sie in der Suspension finden, gehindert und nach außen geschleudert
werden, während demgegenüber die feineren Teile, das sind im allgemeinen die Teile
des Beschwerungsmittels, diesen Widerstand in viel größerem .Maße finden, dadurch
im Zentrum verharren und schließlich vom Aufwärtsstrom im zentralen Teil des Zyklons,
der sich ebenfalls bis in die Suspension fortsetzt, mitgesaugt werden. Infolgedessen
setzt sich die Suspension in dem Raum, dem der Zyklon angeschlossen ist, allmählich
aus in der Hauptsache gröberen Teilen des geschiedenen Produkts zusammen, während
die feineren Beschwerungspartikel hauptsächlich im Zyklon verweilen. Mithin ist
nun auch die Menge Beschwerungssubstanz, die samt dem Produkt den Raum verläßt,
erheblich geringer.
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Das Verfahren kann erfindungsgemäß derart ausgeführt werden, daß man
den Zyklon mit der Spitze in einen völlig mit Susp-ension gefüllten Raum, der zwecks
Entfernung der geschiedenen Teile mit einem Austritt versehen ist, ausmünden läßt.
Man kann gemäß der Erfindung auf diese Weise an einen gemeinschaftlichen Raum, der
völlig mit Suspension gefüllt ist, mehr als einen Zvklon anschließen, wodurch eine
-sehr eng zusaimnengedrängte und einfache Apparatur entsteht.
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Die Suspension in dem erwähnten Raum kann im allgemeinen, bei geeigneter
Wahl der Abmessungen dieses Raumes, gehalten. werden.
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Als Beschwerungssubstanz für die Suspension in dem Raum unterhalb
des Zyklons verwendet man vorzugsweise die gleiche wie für die Scheidungssuspension.
Durch Anwendung des vorliegenden Verfahrens erreicht man, daß die den Raum unterhalb
des Zvklons verlassenden Teile eine, weit geringere Menge Beschwerungssubstanx enthalten,
als wenn man das geschiedene Produkt, gleich an der Spitze entziehen würdie. 'Man
braucht daher aus diesem Teil weniger Beschwerungssubstanz wiederzugewinnen. Hierdurch
verringern sich die Verluste an Besch-,verungssubstanz und die Wieder-Crewinnun-
wird erheblich vereinfacht, wobei man L' t' nicht außer Betracht lassen darf, daß
gerade jene Teile der Beschwerungssubstanz, die den Zyklon an der Spitze verlassen,
die für die Scheidung wichtigsten sind, weil die allerfieinsten Teile der Beschwerungssubstanz,
die für die Scheidung weniger bedeutungsvoll sind, den Zyklon an der der Spitze
gegenüberliegenden Seitei verlassen. Die Wirtschaftlichkeit der Einrichtung wird
hierdurch wesentlich verbessert. Dadurch, daß weniger Beschwerungssubstanz aus dem
Zyklon und folglich aus dem System heraustritt, ist ersichtlich, daß zur Beibehaltung
der Scheidungssuspensionsdichte auch weniger Beschwerungssubstanz zugesetzt zu werden
braucht, so daß das spezifische Gewicht der Sus# pension, die dem Zyklon zugeleitet
wird, auch weit niedriger liegt.
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Ist zum Beispiel bei Benutzung eines Zyklons ohne Anwendung des erfindungsgemäß-en.
Verfahrens eine Zufuhrsuspensionsdichte- von 1,3 zur Beibehaltung einer Scheidungssuspensionsdichte
von 1,45 notwendig, dann ist bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Gleichgewichtszustand
eine Zufuhrsuspensionsdichte in Höhe von i,o,9 zur Erhaltung dieser Scheidungssuspensionsdichte
ausreichend.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin,
daß man die Öffnung an der Spitze des Zyklons größer wählen kann, ohne daß hierdurch
die Scheidungssuspensionsdichte nachteilig beeinflußt wird und ohne daß Verluste
an Beschwerungssuhstanz auftreten. Infolgedessen können Stücke, die bei Verwendung
eines einzigen Zyklons den Austritt sperren oder dermaßen verengen würden, daß Störungen
eintreten würden, nun ungehindert'h#indurchgehen. Hierdurch kann der Korngrößenbereich,
der für die- Scheidung in Betracht kommt, nach oben bedeutend erweitert werden.
Die
Entfernung der geschiedenen Teile aus dem Raum unterhalb des Zyklons kann auf jede
geeignete Weise erfolgen, z. B. mittels einer Drehschleuse, eines Lufthebers, einer
Eimerleiter oder mittels einer ähnlichen Vorrichtung. Die letztgenannte Vorrichtung
ist vor allem dann angebracht, wenn mehrere Zyklone an einen einzigen Raum angeschlossen
werden, wodurch die Gesamtkapazität der Einrichtung sich vergrößert.