NL1005685C2 - Werkwijze en inrichting voor het uit water afscheiden van vaste stof. - Google Patents

Description

Werkwijze en inrichting voor het uit water afscheiden van vaste stof.

De uitvinding betreft een werkwijze en inrichting voor het uit water, in het bijzonder afvalwater, afscheiden van vaste stof.

Aangezien met vaste stof verontreinigd afvalwa-5 ter op zeer veel plaatsen vrijkomt, bijvoorbeeld in de industrie, waaronder in het bijzonder de voedingsmiddelenindustrie en veehouderij, zijn dergelijke werkwijzen en inrichtingen algemeen bekend. Behalve voor het reinigen van afvalwaterstromen worden werkwijzen van deze 10 soort ook gebruikt voor het drogen van productstromen, zoals koolslurries.

De basis van de nieuwe werkwijze en inrichting is een inrichting zoals bekend uit de internationale octrooiaanvrage WO 96/04045, die hier in de beschrijving 15 opgenomen moet worden geacht.

Deze inrichting is sterk vereenvoudigd in figuur 1 weergegeven.

Deze bekende inrichting omvat een drogings- en scheidingsinrichting 1 die een afgeknot kegelvormige 20 kamer 2 omvat, waaraan lucht wordt toegevoerd via een leiding 3 die tangentiaal op een grote diameter van de kamer 2 uitmondt. De lucht wordt met behulp van een door een verbrandingsmotor 7 aangedreven luchtpomp of -compressor 6 toegevoerd.

25 In de kamer 2 steekt een buis 4 uit, waarvan een open einde vlak nabij het gedeelte met kleine diameter van de kamer 2 ligt. De via de leiding 3 toegevoerde lucht stroomt, in figuur 1 gezien, met een toenemende werveling naar links in de kamer 2 en treedt het einde 30 van de buis 4 binnen, alwaar het een zeer sterke werveling zal vertonen.

1005685 2

Nabij de ingang van de buis 4 steekt een toe-voerleiding 5 voor het te scheiden resp. drogen mengsel in de inrichting 1 uit. Het mengsel komt uit een voorraa-dreservoir 8 en wordt via een doseerinrichting 9 gedo-5 seerd in de leiding 5 toegevoerd.

De toegevoerde hoeveelheid lucht is zeer veel groter dan de toegevoerde hoeveelheid mengsel. Bij een verwerkingscapaciteit van het waterige mengsel dat via de leiding 5 wordt toegevoerd van 1 m3 per uur wordt een 10 luchthoeveelheid toegevoerd van 15.000 a 20.000 m3 per uur.

Door de sterke werveling in de buis 4 wordt het water van het mengsel in de lucht opgenomen en de vaste stof afgescheiden. Aldus resulteert een in een onverza-15 digde waterdampstroom opgenomen hoeveelheid droge stof. Deze droge stof wordt in de nageschakelde cycloon 10 afgescheiden en komt daar via de leiding 11 vrij. De lucht met daarin opgenomen het water verlaat de cycloon bij 12.

20 De inrichting volgens de uitvinding betreft in de eerste plaats de wervelinrichting 1. De uit de genoemde internationale octrooiaanvrage bekende wervelinrich-ting is gecompliceerd van opbouw en ter plaatse van de overgang van de conische wervelkamer naar de buis 4 25 treden stromingsverliezen op die de doelmatigheid van de totale inrichting ongunstig beïnvloeden.

Bij de inrichting volgens de uitvinding wordt een scheidingsinrichting gebruikt waar geen omkering van de stromingsrichting van de lucht plaatsvindt.

30 Bij de uitvoeringsvorm van figuur 2 omvat de inrichting 15 een wervelkamer 17 waaraan weer op een grote diameter via een leiding 18 tangentiaal lucht met een groot debiet wordt toegevoerd. Op de smalle diameter van de conische wervelkamer 17 sluit de wervelbuis 16 35 aan, zodat de nabij de kleine diameter sterk wervelende toegevoerde lucht zonder stromingsrichting-omkering in deze wervelbuis 16 terechtkomt. Aan het begin van de buis 16 mondt de mengseltoevoerleiding 19 uit. Door de bekende 1005685 3 venturiwerking zal het mengsel uit de leiding 19 aangezogen worden in de door de wervelbuis 16 stromende luchtstroom. In plaats van dat de leiding 19 zich zijdelings door een wand van de buis 16 uitstrekt, is het uiteraard 5 ook mogelijk om de leiding 19 vanaf het tegenoverliggende einde van de wervelkamer coaxiaal daarmee tot in de wervelbuis 16 te laten uitsteken. Dit heeft het voordeel, dat het radiale gedeelte van de leiding 19 de luchtstroming niet kan verstoren.

10 Figuur 3 toont een gedeeltelijke doorsnede van een verdere uitvoeringsvariant. Hierbij is niet een afzonderlijke conische wervelkamer toegepast, doch wordt de lucht uit de pomp of compressor toegevoerd aan één zijde 21 van een buis 22 met constante diameter. In het 15 aan de toevoerzijde 21 aansluitende gedeelte zijn zich schroeflijnvormig uitstrekkende platen 23 aangebracht die ervoor zorgen dat de toevoer voor de lucht in een sterke schroeflijnvormige werveling wordt gebracht.

In het gedeelte van de buis 22 dat aansluit op 20 het gedeelte waarin de schroeflijnvormige platen 23 zijn aangebracht, is een vernauwing 24 gevormd die een venturi vormt. Even voorbij de venturi mondt een mengseltoevoer-leiding 25 uit, waarmee het waterige mengsel in de sterk wervelende luchtstroom wordt gebracht, waarbij op de 25 eerder beschreven wijze het water in de lucht wordt opgenomen en de vaste stof als relatief droge stof vrijkomt in een na te schakelen cycloon.

Figuur 4 toont een verder ontwikkeld systeem waarin de werkwijze volgens de uitvinding wordt toege-30 past.

Het centrale deel is wederom de wervelinrich-ting 31, die hier schematisch getoond is in de uitvoeringsvorm van figuur 2, maar waarin ook een andere uitvoeringsvorm kan worden toegepast.

35 Aan de wervelinrichting 31 wordt op de eerder beschreven wijze lucht toegevoerd die door middel van een luchtpomp 32 met een hoog debiet wordt verschaft. De pomp 1005685 4 32 wordt aangedreven met een verbrandingsmotor, in het bijzonder een dieselmotor 33.

De lucht uit de luchtpomp 32 wordt via een warmtewisselaar 36 geleid, waarin deze, door de compres-5 sie reeds in temperatuur verhoogde lucht verder wordt verhit met koelwater uit het koelwatercircuit 34 van de motor 33. Ook de hete uitlaatgassen uit de uitlaatleiding 35 geven hun warmte af aan de vloeistof in de kringloop 34 in de warmtewisselaar 46. In plaats van het direct 10 laten circuleren van de koelvloeistof van de motor 33 kan uiteraard een additioneel circuit worden opgebouwd, waaraan de warmte uit het koelwater van de motor 33 en de uitlaatgassen hun warmte afgeven.

In plaats van koelwaterwarmte en uitlaatgas-15 warmte, kan ook slechts één van beide bronnen worden gebruikt.

De verhitte lucht komt, zoals eerder opgemerkt, in de wervelinrichting 31 waar deze wordt gemengd met het waterige mengsel. Door de hogere temperatuur van de 20 toegevoerde lucht kan deze meer water bevatten, waardoor het rendement van de inrichting 30 toeneemt.

De in de lucht opgenomen vaste stof wordt via de leiding 38 naar de cycloon 39 gevoerd, alwaar de vaste stof bij 40 wordt afgescheiden en de het water bevattende 25 lucht via de leiding 41 verder wordt getransporteerd.

De lucht uit de cycloon 39 kan nog een aanzienlijke restwarmte bezitten die bij de hier getoonde voorkeursuitvoeringsvorm benut wordt om een biologische reinigingsinrichting 42, die hier schematisch is weerge-30 geven, door middel van een bellenleiding 43 met warmte en lucht te voeden. De werking van de biologische reinigingsinrichting 42 wordt doelmatiger en doeltreffender door de toegevoerde warmte. Het via de leiding 44 toegevoerde afvalwater wordt in de biologische reiniger 42 35 voorgezuiverd en verlaat de biologische reinigingsinrichting 42 door leiding 45, die het afvalwater met daarin opgenomen vaste stoffen naar de wervelinrichting 31 voert.

1005685 5

In de leiding 45 is een verdere warmtewisselaar 37 opgenomen waarin van de motor 33 afkomstige warmte eveneens aan het mengsel wordt toegevoerd. Door de verkregen temperatuurverhoging van het mengsel zal de wer-5 king van de wervelinrichting 31 verder verbeteren.

Met de hier beschreven inrichting kan het droge-stof-gehalte van de (afval)waterstroom in de beschreven enkele procesgang verhoogd worden van 1% naar 95%. De bij 40 vrijkomende droge stof kan hierdoor op 10 zeer geschikte wijze verder worden verwerkt. Wanneer de vaste stof bijvoorbeeld een organisch materiaal betreft kan deze nuttig worden gebruikt of bijvoorbeeld verder worden verwerkt in een verbrandingsoven. Eventueel kan de vrijkomende warmte weer worden benut voor het opwarmen 15 van de lucht- en mengselstromen.

Doordat de uit de cycloon 39 vrijkomende verbruikte lucht bij de getoonde uitvoeringsvorm door het bad van de biologische reinigingsinrichting 42 wordt geleid, worden eventuele in deze lucht aanwezige schade-20 lijke stoffen uit de lucht uitgewassen, zodat in het milieu slechts schone lucht wordt afgevoerd.

Zoals opgemerkt is de in figuur 4 weergegeven inrichting een voorkeursuitvoeringsvorm. Wanneer geen biologische zuiveringsinrichting in de omgeving aanwezig 25 is, kan uiteraard de lucht uit de leiding 41 direct worden afgevoerd. Desalniettemin heeft de inrichting dan toch een hoog rendement, door de benutting van de van de motor 33 afgegeven warmte.

In dit verband wordt opgemerkt dat bij een 30 verbrandingsmotor ruwweg tweederde van de energie-inhoud van de daaraan toegevoerde brandstof vrijkomt in de vorm van warmte en slechts eenderde in de vorm van mechanische energie waarmee de pomp 32 wordt aangedreven.

Met de inrichting volgens de uitvinding kan dus 35 tegen geringe kosten een stroom van in water opgenomen vaste stoffen op een milieuvriendelijke wijze worden verwerkt.

1005885

Claims (3)

5 é

1. Werkwijze voor het uit water afscheiden van vaste stof omvattende het verschaffen van een omsloten ruimte, het in de ruimte toevoeren van een luchtstroom, 10 het genereren van een sterke werveling in de luchtstroom, het gedoseerd in de luchtstroom toevoeren van een mengsel van water en vaste stof, het in de luchtstroom laten verdampen van het water uit het mengsel en het uit de ruimte afvoeren van de vaste stof en van de lucht, waar- 15 bij de luchtstroom in de ruimte van de toevoer naar de afvoer in één hoofdrichting wordt geleid.

2. Inrichting voor het uitvoeren van de werk-wijze volgens conclusie 1, omvattende een conische kamer, een tangentiaal op een grote diameter van de kamer in 20 deze uitmondende luchttoevoerleiding en een op een kleine diameter van de kamer aansluitend langwerpig kanaal, dat aan een tegenoverliggend einde van een luchtafvoeraan-sluiting is voorzien, waarbij het kanaal zich van de kamer weg uitstrekt.

3. Inrichting voor het uitvoeren van de werk wijze volgens conclusie 1, omvattende een langwerpig kanaal met aan een einde-een luchttoevoer en een tegenoverliggend einde een luchtafvoer, in het kanaal aangebrachte wervelorganen en op een tussenliggende positie 30 een een venturie vormende vernauwing, waarbij ter plaatse van de vernauwing een mengseltoevoerleiding is aangebracht .