DE921441C

DE921441C - Mud washer

Info

Publication number: DE921441C
Application number: DEZ2687A
Authority: DE
Inventors: Ewald A Zdansky
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-05-16
Filing date: 1952-05-16
Publication date: 1954-12-20

Description

Schlammwäscher Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Auswaschen von gelösten oder löslichen Substanzen aus Schlämmen, welche vor allem für die Verarbeitung kleiner und mittlerer Schlammengen bestimmt ist und ohne bewegliche Teile arbeitet.Sludge washer The invention relates to a device for washing out of dissolved or soluble substances from sludge, which are mainly used for processing is intended for small and medium-sized sludge volumes and works without moving parts.

Das Auswaschen schlammförmiger Substanzen wi.rd in der chemischen Industrie für Stofftrennungen der verschiedensten Art verwendet, wobei im Einzelfall sowohl der gereinigte Schlamm als auch die in der Waschflüssigkeit gelösten Stoffe das Wertprodukt oder den Abfall darstellen können. The washing out of muddy substances is in the chemical Industry used for material separation of various kinds, with in individual cases both the cleaned sludge and the substances dissolved in the washing liquid can represent the product of value or the waste.

In allen Fällen besteht jedoch das Bedürfnis, eine restlose Auswaschung mit möglichst wenig Waschflüssigkeit zu erzielen und die Waschlauge am Ende als möglichst konzentriertes Extrakt abzuziehen.In all cases, however, there is a need for a complete washout to achieve with as little washing liquid as possible and the washing liquor at the end as Remove extract as concentrated as possible.

Diesen Anforderungen genügt die alte Methode des Abfiltrierens mit wiederholtem Nachspülen nur bei Verwendung der relativ teuren und im Gebrauch zeitraubenden Filterpressen. Man benutzt daher neuerdings kolonnenartige Behälter mit mehreren schwach konischen Böden, in denen der Schlamm von Boden zu Boden durch ein Krählwerk od. dgl. abgeschoben wird und hierbei im Gegenstrom zu der aufsteigenden Waschflüssigkeit zwischen den Böden absinkt. Diese Einrichtungen sind jedoch wegen des mechanisch angetriebenen, Krählwerkes störanfällig und beeinträchtigen durch die Verwirbelung des Schlammes seine gleichmäßige Sedimentation. Außerdem eignen sie sich nur für großen Durchsatz. The old filtering method also meets these requirements repeated rinsing only when using the relatively expensive and time-consuming in use Filter presses. One has therefore recently used column-like containers with several weakly conical bottoms in which the mud moves from bottom to bottom through a rake od. The like. Is pushed off and here in countercurrent to the ascending washing liquid sinks between the floors. However, these devices are mechanical because of the driven, rake prone to failure and impaired by the turbulence of the sludge its even sedimentation. In addition, they are only suitable for large throughput.

Gemäß der Erfindung wird der auszuwaschende Schlamm in einem lotrecht aufgestellten Behälter sedimentiert, der durch konische Böden von so spitzem Trichterwinkel kolonnenartig unterteilt ist, daß der Schlamm in ihnen durch sein Eigen- gewicht zur Trichteröffnung abgleitet und über diese abfließt. Der geeignetste Trichterwinkel hängt hierbei von der jeweiligen Beschaffenheit des Schlammes und der Waschflüssigkeit ab. Man bemißt ihn zweckmäßig auf weniger als 450 Unter der Trichteröffnung jedes Bodens wird nach der Erfindung ein ruhender Schlammverteiler angeordnet, der die Gestalt eines Tellers besitzt, welcher den über seinen Rand ablaufenden Schlamm in die äußeren Zonen der aufsteigenden Flüssigkeitssäule zurückführt. Es entstehen dann innerhalb des zylindrischen Behälters aufeinanderfolgende, miteinander praktisch nicht in Diffusion stehende Konzentrationsstufen für die Waschfiüssigkeit, in denen sich die Waschflüssigkeit von Stufe zu Stufe aufsteigend mit den löslichen und flüssigen Anteilen des Schlammes schrittweise anreichert. Gleichzeitig sinkt der Schlamm im Gegenstrom von Stufe zu Stufe durch getrennte Zonen von fortschreitend reinerer Waschflüssigkeit ab und wird hierdurch schrittweise immer vollständiger ausgewaschen. According to the invention, the sludge to be washed out becomes plumb The erected container sediments through the conical bottoms of such an acute funnel angle is divided into columns, so that the mud in them by its own weight slides to the funnel opening and flows off via this. The most suitable funnel angle depends on the particular nature of the sludge and the washing liquid away. It is conveniently dimensioned to be less than 450 below the funnel opening each Bottom a stationary sludge distributor is arranged according to the invention, which the Has the shape of a plate, which has the sludge running over its edge returns to the outer zones of the ascending column of liquid. It arise then within the cylindrical container successive, practical with one another non-diffusing concentration levels for the washing liquid in which the washing liquid ascending from level to level with the soluble and liquid Portions of the sludge gradually enriched. At the same time, the mud sinks in the Countercurrent from stage to stage through separate zones of progressively cleaner Wash liquid from and is thereby gradually washed out more and more completely.

Dieser Erfolg wird jedoch auf dem e.rfindungsgemäßen Wege ohne mechanisch bewegte Teile und unter einer mehrfach wiederholten Konzentrierung und anschließenden Wiederauflösung und Einmischung des Schlammes in den vollen Querschnitt der Flüssigkeitssäule erzielt, so daß jedes Schlammpartikelchen mit Sicherheit in wiederholten, innigsten Kontakt mit Waschflüssgkeit von steigendem Reinheitsgrad kommt.However, this success is achieved in the manner according to the invention without mechanical moving parts and under a repeated concentration and subsequent Redissolving and mixing of the sludge into the full cross-section of the liquid column achieved, so that each mud particle with certainty in repeated, intimate Comes into contact with washing liquid of increasing purity.

Der vorzugsweise zylindrische Behälter mit den eingesetzten trichterförmigen Böden wird zweckmäßig so hoch bemessen, daß die Länge der zwischen den Rändern von je zwei aufeinanderfolgenden Trichtern liegenden Abschnitte größer wird als der Durchmesser des Behälters. Die Trichter können hierbei an einem eingeschobenen Gestell aufgehängt werden. Günstiger ist es jedoch, die Trichter am Rand unmittelbar mit der Wand des Behälters zu verbinden, wobei man den Behälter am besten aus einzelnen durch Flansche miteinander verbundenen Rohrabschnitten aufbaut, welche je einen Fangtrichter enthalten. Wesentlich ist jedoch, daß man den Trichterwinkel stets so spitz wählt, daß der sedimentierte Schlamm von den Trichterwänden von selbst abgleitet, so daß seine ganze Bewegung durch sein eigenes Gewicht herbeigeführt wird. Weiterhin ist es wesentlich, daß die Schlammverteiler den Schlamm hinter jeder Trichteröffnung von der Mitte her wieder nach außen führen und möglichst gleichmäßig über den Querschnitt der aufsteigenden Flüssigkeitssäule verteilen. Man bildet sie für diesen Zweck am besten als sternförmige üI>erlaufschalen aus, die am Rand mit regelmäßig verteilten Einkerbungen versehen sind, über welche der Schlamm dann gleichmäßig verteilt abläuft. The preferably cylindrical container with the funnel-shaped inserted Soils are expediently dimensioned so high that the length of the between the edges of each two successive funnels lying sections is larger than the Container diameter. The funnels can be placed on an inserted frame to be hung. However, it is cheaper to have the funnel directly at the edge to connect the wall of the container, whereby the container is best made of individual builds pipe sections connected to one another by flanges, each of which has one Collecting funnel included. It is essential, however, that you always keep the funnel angle selects so sharp that the sedimented sludge from the funnel walls by itself slides so that all of its movement is brought about by its own weight will. Furthermore, it is essential that the sludge distributors keep the sludge behind each Bring the funnel opening outwards again from the center and as evenly as possible Distribute over the cross section of the ascending column of liquid. They are formed For this purpose, it is best to use star-shaped drainage bowls on the edge are provided with regularly distributed notches, over which the mud then runs evenly distributed.

Die im Gegenstrom von unten nach oben durch die Säule strömende Waschflüssigkeit darf den Schlammstrom nicht behindern. Es wird daher zweckmäßig am oberen Trichterrand jeder Stufe ein Durchtrittskanal für die Waschflüssigkeit vorgesehen, dessen Querschnitt größer bemessen ist als die Trichteröffnung. Damit wird ein Staudruck vor der Trichtermündung vermieden, und der Schlamm kann ohne Widerstand auf den Schlammverteiler abfließen. The washing liquid flowing in countercurrent from bottom to top through the column must not obstruct the flow of sludge. It is therefore useful on the upper edge of the funnel each stage a passage channel for the washing liquid is provided, the cross section of which is larger than the funnel opening. This creates a back pressure in front of the funnel mouth avoided and the sludge can flow off onto the sludge spreader without resistance.

Der erwähnte Durchtrittskanal kann von einem Ringspalt zwischen Behälterwand und Trichterrand gebildet werden. Als zweckmäßiger erweist es sich jedoch, für diesen Zweck ein Rohrsystem zu verwenden, das vom Trichterrand zur Achse des rohrförmigen Behälters und dort in einen nach oben gerichteten Rohrstutzen mündet; denn hierdurch wird die am Trichterrand aus einer völlig abgeklärten Zone entnommene Waschflüssigkeit in die unter der Mitte des nächsten Schlammverteilers liegende zentrale Zone geführt und die Waschflüssigkeit gleichzeitig gezwungen, sich in jeder Stufe erneut von innen nach außen strömend im absinkenden Sediment zu verteilen. Man verhindert hierdurch die Entstehung merklicher Konzentrationsgefälle in der betreffenden Waschkolonne. The mentioned passage channel can be from an annular gap between the container wall and funnel edge are formed. However, it proves to be more useful for this Purpose of using a pipe system that runs from the funnel edge to the axis of the tubular Container and there opens into an upwardly directed pipe socket; because through this is the washing liquid removed from a completely clarified zone at the edge of the funnel into the central zone below the middle of the next sludge distributor and at the same time the washing liquid is forced to move again in each stage to distribute flowing inside out in the sinking sediment. This prevents it the emergence of noticeable concentration gradients in the relevant scrubbing column.

Die Erfindung sei im folgenden an Hand der Zeichnung ergänzend erläutert. Von dieser zeigt Fig. I einen schematischen Längsschnitt durch eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 2 eine Aufsicht auf einen der Fangtrichter 4 in Richtung der Schnittlinie 11-11, Fig. 3 die vergrößerte Aufsicht auf einen der Verteilersterne 5, 6 in Richtung der Schnittlinie 111-111 (Fig. 1) und Fig.4 eine Spezialausführung der Rohrmündung 8a. The invention is additionally explained below with reference to the drawing. Of this, FIG. I shows a schematic longitudinal section through a device for carrying out the method according to the invention, FIG. 2 is a plan view of a the collecting funnel 4 in the direction of the section line 11-11, FIG. 3 shows the enlarged top view onto one of the distributor stars 5, 6 in the direction of the section line 111-111 (Fig. 1) and FIG. 4 shows a special version of the muzzle 8a.

Der in Fig. I dargestellte säulenförmige Behälter ist aus einzelnen Rohrabschnitten aufgebaut von denen die Abbildung drei Rohrabschuitte A bis C zeigt. Jeder Abschnitt besteht aus dem Mantelrohr I mit den Verbindungsfianschen 2 und 3 und umschließt einen spitzwinkligen Blechtrichter 4, dessen umgebogener Rand zwischen den Flanschdichtungen eingespannt ist. Unter der Mündung jedes Trichters 4 hängt ein schalenförmigerTeller 5, dessen sternförmig angeordnete Zacken 6 am Rande mit gleichmäßig verteilten Einkerbungen 7 versehen sind. Dicht unter dem Rand jedes Trichters 4 ist als Durchtrittskanal für die Waschflüssigkeit ein Querrohr 8 in den Trichter eingeschweißt, das über den Rohrstutzen 8a in den nächsthöheren Ahschnitt der Waschsäule mündet. Der Gesamtquerschnitt dieses Kanals 8, 8a ist größer bemessen als der Querschnitt der unteren Mündung des Trichters 4. The columnar container shown in Fig. I is made of individual Pipe sections constructed of which the figure shows three pipe sections A to C. Each section consists of the jacket pipe I with the connecting flanges 2 and 3 and encloses an acute-angled sheet metal funnel 4, the bent edge of which between is clamped in the flange seals. Under the mouth of each funnel 4 hangs a bowl-shaped plate 5, whose star-shaped prongs 6 on the edge with evenly distributed notches 7 are provided. Close to the edge of each one Funnel 4 is a cross tube 8 in welded in the funnel, which is over the pipe socket 8a in the next higher section the washing column opens. The overall cross-section of this channel 8, 8a is larger than the cross section of the lower mouth of the funnel 4.

In der Praxis wird man etwa vier bis acht Rohrahschnitte der beschriebenen Art zu einer Säule zusammensetzen. Diese Säule trägt für die Zuführung des Schlammes und die Abführung der gesättigten und geklärten Waschlösung als Kopfstück ein Gefäß 9. Der Querschnitt dieses trichterförmigen Gefäßes g wird zweckmäßigerweise größer bemessen als der Querschnitt der Rohre I, damit sich die Waschflüssigkeit vor dem Ablauf völlig abklären kann. Die Waschflüssigkeit fließt über den Überlaufringkanal Io und das Abflußrohr 11 ah. Der Zulauf des Schlammes erfolgt weiter unten über das Zulaufrohr I2 und den Ringkanal 13, von dem aus eine Vielzahl von gleichmäßig über den Umfang verteilten Öffnungen 14 in den Trichter g münden. In practice you will get about four to eight pipe cuts of the described Assemble kind to a column. This column is responsible for the supply of the sludge and the discharge of the saturated and clarified washing solution as a head piece of a vessel 9. The cross section of this funnel-shaped vessel g is expediently larger dimensioned as the cross section of the tubes I, so that the washing liquid before the Can fully clarify the process. The washing liquid flows through the overflow ring channel Io and the drain pipe 11 ah. The inflow of the sludge continues below Via the inlet pipe I2 and the annular channel 13, from which a large number of evenly Openings 14 distributed over the circumference open into the funnel g.

Am unteren Ende ist die Waschsäule durch einen Trichter 15 abgeschlossen, in den das Zulaufrohr I6 der unter Druck eingeführten Waschflüssigkeit etwa in halber Höhe mündet. An der unteren Mündung des Trichters 15 wird der Schlamm über das Ablaufventil 17 ausgetragen. Letzeres kann auch durch eine rotierende Austragsschleuse od. dgl. ersetzt werden. At the lower end, the washing column is closed by a funnel 15, into the inlet pipe 16 of the washing liquid introduced under pressure about halfway Height flows out. At the lower mouth of the funnel 15, the sludge is via the drain valve 17 held. The latter can also be done by a rotating discharge lock or the like. be replaced.

Die ganze Säule wird von drei Füßen getragen, von denen Fig. I den Fuß I8 zeigt. The whole column is supported by three feet, of which Fig. I denotes Shows foot I8.

Der Waschprozeß spielt sich wie folgt ab: Durch das Rohr 12 wird der auszuwaschende Schlamm oben kontinuierlich zugeführt. Er fließt über die Öffnungen 14 von allen Seiten her in den Kopftrichter g ein und wird von dem konischen Boden, der die oberste Stufe A oben abschließt, der darunter befindlichen sternförmigen Schlammverteilerschale zugeführt, die ihn innerhalb der Waschstufe gleichmäßig in die Waschflüssigkeit ausstreut. Der ausgestreute Schlamm sedimentiert dann auf dem zur Stufe B gehörigen konischen Boden 4 und gleitet auf diesem durch die zentrale Trichteröffnung in die Schlammverteilerschale 5 der nächsten Waschstufe B. Die flüssigen und löslichen Anteile des Schlammes gehen hierbei bereits in erheblichem Umfang in das in der Waschstufe A enthaltene Konzentrat über. Dieses steigt aus der WaschstufeB über das Rohrsystem 8, 8a völlig geklärt in die Waschstufe A auf, passiert dann das entsprechende Rohrsystem am Boden 4 über der Waschstufe A, klärt sich im Kopfbehälter g vollends ab und läuft dann in den Ringkanal 10 über. The washing process takes place as follows: Through the pipe 12 is the sludge to be washed out is fed continuously at the top. It flows over the openings 14 from all sides into the head funnel g and from the conical bottom, which completes the top level A at the top, the star-shaped one below Sludge distribution tray is fed in, which distributes it evenly within the washing stage the washing liquid spreads out. The scattered mud then sediments on the for level B belonging conical bottom 4 and slides on this through the central Funnel opening in the sludge distribution tray 5 of the next washing stage B. The liquid and soluble parts of the sludge go here to a considerable extent into the concentrate contained in washing stage A. This rises from washing stage B. Via the pipe system 8, 8a completely cleared in the washing stage A, then happens the corresponding pipe system on the floor 4 above washing stage A is clarified in the head container g completely and then overflows into the annular channel 10.

Der beschriebene Vorgang wiederholt sich in den Waschstufen A bis C von Stufe zu Stufe bis zum Trichter I5, so daß der Schlamm schließlich über den Bodenauslaß I7 in völlig ausgewaschenem Zustand ausgetragen werden kann. The process described is repeated in washing stages A to C from stage to stage up to funnel I5, so that the sludge finally over the Bottom outlet I7 can be discharged in a completely washed-out state.

Die Waschflüssigkeit wird über die Leitung 10 fortlaufend unter Druck in die Säule eingeführt. The washing liquid is continuously pressurized via line 10 inserted into the column.

Sie gelangt aus der untersten Stufe C über die Rohre 8, 8a zentral in die darüberliegende Waschstufe B und so fort; sie verbreitet sich dabei jeweils radial über den ganzen Querschnitt der Flüssigkeitssäule und nimmt in langsamem Gegenstrom die im absinkenden Schlamm enthaltenen gelösten und löslichen Substanzen auf. Die Waschflüssigkeit reichert sich daher von Stufe zu Stufe immer mehr mit diesen Substanzen an und verläßt den Kopfbehälter g durch den Überlaufkanal 10 als Extrakt von höchstmöglicher Konzentration.It comes from the lowest level C via the pipes 8, 8a centrally into the washing stage B above and so on; it spreads in each case radially over the entire cross-section of the liquid column and increases slowly Countercurrent the dissolved and soluble substances contained in the sinking sludge on. The washing liquid therefore accumulates more and more from step to step these substances and leaves the head container g through the overflow channel 10 as Extract of the highest possible concentration.

Die Zusammendrängung des Schlammes in den Trichtermündungen der Böden 4 bewirkt, daß der Schlamm jeweils nur eine relativ geringe Menge Waschflüssigkeit von einer Stufe in die nächste mitschleppt. Diese Zusammendrängung kann jedoch trotz des sehr spitzen Trichterwinkels gelegentlich zu Verstopfungen der Trichtermündungen führen. The compaction of the sludge in the funnel mouths of the soil 4 causes the sludge only a relatively small amount of washing liquid dragged along from one step to the next. This crowding can, however, despite the very acute funnel angle occasionally to blockages of the funnel mouths to lead.

Man baut daher zweckmäßig in die Leitung I6 ein Rückschlagventil rg ein und rüstet die Mündungen 8a der Rohrsysteme 8 mit je einem Rückschlagventil aus; letzteres kann z. B. gemäß Fig. 4 aus einem hohlen Gummiball 20 bestehen, welcher innerhalb eines Drahtkorbes 2I über der Mündung 8a des Rohrsystems 8 schwebt. Öffnet man dann das Ventil I7, so ruft die abströmende Waschflüssigkeit eine Druckentlastung im Trichter 15 hervor, so daß die Rückschlagventile 20 die Leitungen 8, 8a in allen Waschstufen schließen und die Waschflüssigkeit durch die Trichtermündungen nach unten getrieben wird. Es genügt ein kurzes Öffnen des Ventils I7, um auf diesem Wege alle Trichteröffnungen von versetztem Schlamm zu befreien.It is therefore expedient to build a check valve rg in line I6 and equips the mouths 8a of the pipe systems 8 with a check valve each the end; the latter can e.g. B. according to FIG. 4 consist of a hollow rubber ball 20, which floats within a wire basket 2I above the mouth 8a of the pipe system 8. Opens If the valve I7 is then opened, the washing liquid flowing out calls for a pressure relief in the funnel 15 so that the check valves 20, the lines 8, 8a in all Close washing stages and the washing liquid through the funnel mouths is driven down. It is sufficient to briefly open valve I7 to access this Ways to clear any spilled sludge from all funnel openings.

Die Belastung der Säule ist natürlich so zu wählen, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Waschflüssigkeit in den Waschstufen kleiner als die Sedimentationsgeschwindigkeit der feinen Schlammbestandteile wird. Denn nur dann bleibt die Waschflüssigkeit beim Aufsteigen von Stufe zu Stufe frei von Schlammanteilen, welche der Sedimentation entgegen wieder mit nach oben geführt werden. The load on the column is of course to be chosen so that the flow rate the washing liquid in the washing stages is less than the sedimentation speed of the fine sludge components. Because only then does the washing liquid stay with it Ascending from level to level free of sludge components that could result from sedimentation opposite to be led up again.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Sludge scrubber, in which the sludge within a vertically positioned container in countercurrent to the ascending washing liquid descends downwards and at the same time from block-like successive, funnel-shaped Soils is repeatedly collected, characterized by soils (4), their funnel angle is so pointed that the sludge in them by its own weight to the funnel opening slides, and under each opening a sludge distributor in the form of a plate (5) is located, which the sludge running over its edge in the outer zones returns to the ascending column of liquid.

2. Sludge washer according to claim 1, characterized in that the The funnel angle of the floors (4) is dimensioned to be less than 450.

3. Sludge washer according to claim I, characterized in that the plates serving as sludge distributors consist of star-shaped bowls (5, 6), The mud overflows over the jagged edge.

4. sludge washer according to claim 3, characterized in that the Prongs (6) of the star-shaped shell (5, 6) with evenly distributed over its edge Notches (7) are equipped.

5. Sludge washer according to claim I, characterized by each Floor (4) assigned, its funnel mouth bypassing pipe system (8, 8a) for Guiding the ascending washing liquid, the cross-section of which is larger as the funnel mouth of the associated bottom (4).

6. sludge washer according to claim 5, characterized in that the Pipe system (8, 8a) the Washing liquid from the edge of the floor (4j returns to the axis of the container.

7. sludge washer according to claim 5, characterized in that the Pipe system (8, 8Q) is equipped with a check valve (20, 2I).

8. sludge washer according to claim 5, characterized in that the The mouth (8a) of the pipe system (8) located above the associated base (4) is so narrow is dimensioned that the flow rate of the ascending washing liquid within this mouth the sedimentation speed of the coarse sludge parts exceeds.

9. sludge washer according to claim 1, characterized in that the Length of the lying between the edges of two successive floors (4) Container piece (A, B, C) is larger than the diameter of the container.

10. slurry washer according to claim I, characterized in that the The container has an inlet vessel (g) on its head, the cross-section of which is that of the container (A to C) and in which the sludge via an annular channel (I3) with a A plurality of openings (14) evenly distributed in a circle is introduced.

II. Sludge washer according to claim 9, characterized in that the Head vessel (g) has a funnel-shaped shape and at its upper edge with a t overflow ring (IO) is equipped for the washing liquid.