WO1998023380A1 - Stülpfilterzentrifuge - Google Patents

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WO1998023380A1
WO1998023380A1 PCT/EP1997/005937 EP9705937W WO9823380A1 WO 1998023380 A1 WO1998023380 A1 WO 1998023380A1 EP 9705937 W EP9705937 W EP 9705937W WO 9823380 A1 WO9823380 A1 WO 9823380A1
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WO
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filter centrifuge
inverting filter
dryer
solid
gas
Prior art date
Application number
PCT/EP1997/005937
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hans Gerteis
Gerd Mayer
Original Assignee
Heinkel Industriezentrifugen Gmbh & Co.
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Publication date
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Priority to AT97948818T priority Critical patent/ATE198430T1/de
Priority to EP97948818A priority patent/EP0939677B1/de
Priority to JP52418998A priority patent/JP2001509068A/ja
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Priority to US09/301,407 priority patent/US6159360A/en

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B3/00—Centrifuges with rotary bowls in which solid particles or bodies become separated by centrifugal force and simultaneous sifting or filtering
    • B04B3/02—Centrifuges with rotary bowls in which solid particles or bodies become separated by centrifugal force and simultaneous sifting or filtering discharging solid particles from the bowl by means coaxial with the bowl axis and moving to and fro, i.e. push-type centrifuges
    • B04B3/025—Centrifuges with rotary bowls in which solid particles or bodies become separated by centrifugal force and simultaneous sifting or filtering discharging solid particles from the bowl by means coaxial with the bowl axis and moving to and fro, i.e. push-type centrifuges with a reversible filtering device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B13/00—Control arrangements specially designed for centrifuges; Programme control of centrifuges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B15/00—Other accessories for centrifuges
    • B04B15/12—Other accessories for centrifuges for drying or washing the separated solid particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B5/00—Other centrifuges
    • B04B5/10—Centrifuges combined with other apparatus, e.g. electrostatic separators; Sets or systems of several centrifuges
    • B04B2005/105—Centrifuges combined with other apparatus, e.g. electrostatic separators; Sets or systems of several centrifuges being a grinding mill

Definitions

  • the invention relates to an inverting filter centrifuge for separating a solid-liquid mixture with a downstream solid dryer, wherein in the inverting filter centrifuge by centrifugation, compressed gas presses and heat convection with the aid of a flowing dry gas and in the solid dryer by heat convection with the aid of a flowing dry gas, dehumidification and drying of the solid matter takes place.
  • Inverting filter centrifuges are known (DE 43 16 081 Cl), in which mechanical dehumidification and drying of the filter cake adhering to the drum wall takes place in the rotating centrifugal drum and the filter cake is flowed through with dry gas for further dehumidification, the efficiency of the dehumidification and drying naturally being of depends on the temperature and speed of the gas flowing through. It is also known in such invertible filter centrifuges to blow the capillaries of the filter cake with a gas under relatively high pressure before flowing through the filter cake with dry gas so as to open the way for the dry gas.
  • Air or another, in particular an inert gas can be used as the dry gas.
  • the drying gas If the drying gas is contaminated with pollutants during the dehumidification and drying process both in the inverting filter centrifuge and in the solids dryer, it must either be disposed of or treated in a treatment plant so that the cleaned dry gas in the circuit for dehumidification and drying in the inverting filter centrifuge and can be reused in the solids dryer and fresh gas consumption is reduced to a minimum.
  • each of these devices is designed for the product result to be dimensioned and controlled for itself.
  • the size of each apparatus must be aligned in accordance with the worst results that may have to be taken into account, the residence time in the inverting filter centrifuge or in the solids dryer, for example due to incorrect batches to be calculated, becoming too long.
  • the units consisting of an inverting filter centrifuge and solids dryer often work inefficiently as a result of waiting or downtimes.
  • Such units are also often designed with too high a certainty with regard to the fulfillment of certain production expectations, which has a direct negative impact on the production costs of the units and their operating costs.
  • the degree of dehumidification that can be achieved in the inverting filter centrifuge by mechanical spinning can also be limited, so that e.g. due to a thixotropic behavior of the separated solid, it can stick or "bake on" at undesired points and make further transport of the product into the solid dryer difficult. This can also lead to undesirable downtimes. In addition, additional equipment may be required, which also drive up the necessary investments.
  • Fig. 1 shows schematically an inverting filter centrifuge with a downstream solid dryer with a closed centrifugal drum and
  • the inverting filter centrifuge 1 shown in the drawing comprises in a machine housing 2 a rotatably mounted hollow shaft 3, which can be put into rapid circulation by means of a motor (not shown).
  • the hollow shaft 3 extends beyond a partition wall 4 that closes the machine housing 2 on its front side and has one (Also not shown) axially extending keyway, in which a wedge piece 5 is axially displaceable.
  • This wedge piece 5 is rigidly connected to a shaft 6 which is displaceable inside the hollow shaft 3 and which thus rotates together with the hollow shaft 3, but is axially displaceable in the latter.
  • a pot-shaped centrifugal drum 7 is flanged in a rotationally fixed manner.
  • the centrifugal drum 7 has radially extending passage openings on its circular cylindrical side wall.
  • the drum 7 is closed on one side by a base 8 and is open on its end face opposite the base 8.
  • An essentially circular cylindrical filter cloth 9 is tightly clamped on the edge surrounding the open end face, the opposite edge of which is tightly connected to a base piece 11.
  • the base piece 11 is rigidly connected to the displaceable shaft 6, which freely penetrates the base 8.
  • a centrifugal chamber cover 13 is rigidly attached to the base piece 11 by means of stud bolts 12, leaving a space free, which tightly closes the interior of the centrifugal drum 7 in FIG. 1 and in FIG. 2 together with the base piece 11 by axially pushing the shaft 6 out of the hollow shaft 3 is lifted freely from the centrifugal drum 7.
  • the filter cloth 9 is turned inside to the centrifugal drum 7, in Fig. 2 this cloth is turned inside out.
  • the closed centrifugal drum 7 rotates in a certain section of the machine housing 2. Liquid (filtrate), which comes out of the centrifugal drum 7 is pressed, passes into a discharge line 14 which is flexibly connected to the machine housing 2 via a bellows 15. The discharge line 14 can be closed by a shut-off valve 16.
  • a further section of the machine housing 2 which - cf. Fig. 2 - the upturned filter cloth 9 and the centrifugal chamber cover 13, the solid material separated from the liquid is thrown off the filter cloth 9.
  • This section of the machine housing 2 is flexibly connected to a solids dryer 10 via a bellows 17.
  • the solids dryer 10 can be sealed off from the machine housing 2 by a shut-off valve 18.
  • a deagglomerator 19 is also arranged between the machine housing 2 and the solids dryer 10 (above the shut-off valve 18) and serves for the previous comminution of the solids 20 entering the solids dryer. This deagglomerator is not absolutely necessary.
  • the actual solids dryer 10 which receives the centrifuged and optionally comminuted solid 20 comprises a container 21 which is separated by a e.g. Electric heater 22 is heated. The heat is transferred to the solid 20 by thermal contact, as a result of which the solid 20 is subjected to drying.
  • the container 21 can be closed on its underside by a pivotable flap 23 which is provided with continuous perforations 24.
  • the flap 23 When the flap 23 is open, the dried solid 20 passes into a further container 25, the outlet of which can optionally be tightly closed by a shut-off valve 26.
  • a product receptacle can be connected to the outlet of the container 25, in which When the shut-off valve 26 is open, the completely dried solid 20 is poured in.
  • the container 25 has an inlet port 27 for dry gas, which flows through the perforations 24 of the flap 23 through the solid 20 in the container 21 and flows out via a line 28.
  • the inverting filter centrifuge 1 is further provided with a filling tube 29 which serves to supply a suspension to be broken down into its solid and liquid components into the interior of the centrifugal drum 7 (FIG. 1) and into the bore 31 in the operating state shown in FIG. 2 displaceable shaft 6 penetrates, the displacement of the shaft 6 and thus the opening and closing of the centrifugal drum 7 via (not shown, on the drawing on the right) drive motors, for example hydraulic, done.
  • a filling tube 29 which serves to supply a suspension to be broken down into its solid and liquid components into the interior of the centrifugal drum 7 (FIG. 1) and into the bore 31 in the operating state shown in FIG. 2 displaceable shaft 6 penetrates, the displacement of the shaft 6 and thus the opening and closing of the centrifugal drum 7 via (not shown, on the drawing on the right) drive motors, for example hydraulic, done.
  • the inverting filter centrifuge 1 assumes the position shown in FIG. 1.
  • the displaceable shaft 6 is retracted into the hollow shaft 3, as a result of which the filter cloth 9 is slipped into the centrifugal drum in such a way that it covers the passage openings in the drum shell.
  • the centrifuge chamber cover 13 closes the open end face of the centrifugal drum 7.
  • suspension to be filtered is introduced continuously via the filling tube 29.
  • the liquid constituents of the suspension enter the machine housing 2 as filtrate through the filter cloth 9 and the passage openings in the drum jacket and are passed there into the discharge line 14.
  • the solid particles of the suspension are retained in the form of a filter cake by the filter cloth 9.
  • the inverting filter centrifuge After the dropping of the solid 20 from the filter cloth 9, the inverting filter centrifuge is brought back into the operating position according to FIG. 1 by pushing back the shaft 6, the filter cloth 9 turning back in the opposite direction. In this way, operation of the inverting filter centrifuge 1 with a continuously rotating centrifugal drum 7 is possible.
  • the arrangement described including the machine housing 2 and centrifugal drum 7, is rigid in itself and is pivotally mounted about a horizontal axis of rotation 32.
  • the axis 32 is in turn arranged on an elastic buffer element 33, which in turn rests on a fixed base 34, for example connected to the ground.
  • a force measuring element 35 is arranged between the machine housing 2 and the base 34 at a distance from the axis of rotation 32.
  • the entire arrangement thus acts as a kind of beam balance: the substance introduced into the centrifugal drum 7 via the filling tube 29 places a load on the side of the inverting filter centrifuge 1 to the left of the axis of rotation 32, which means that to the right of the axis of rotation 32 located force measuring element 35, which can be stressed for example by train, is influenced accordingly.
  • the weight measured in this way can be used for checking the filling quantity of the centrifugal drum 7.
  • the force measuring element 35 can also be used as a sensor for the present degree of dehumidification of the solid, since the spun off liquid leads to a reduction in weight.
  • bellows 15, 17 on the filtrate discharge line 14 and solids dryer 10 prevent a disturbance in the weight measurement because they decouple the "beam balance" from the stationary parts 14 and 10.
  • a decoupling device - not visible in the drawing - is of course also provided on the filling pipe 29, for example in the form of a bellows-like hose, which lies outside the machine housing 1 and forms part of the filling pipe 29.
  • the filling tube 29 is connected to a line 41, via which a gas can be introduced into the interior of the centrifugal drum 7.
  • a gas can be introduced into the interior of the centrifugal drum 7.
  • a gas under relatively high pressure can be introduced into the interior of the centrifugal drum 7, which serves to blow through the capillaries, which are still filled with moisture, of the solid (filter cake) adhering to the filter cloth 9.
  • a drying gas preheated to a certain temperature can also be introduced into the closed centrifugal drum 7, which flows through the filter cake and dries the solid.
  • the exhaust gas that passes through the solid has penetrated is discharged via an outlet 43 and a line 44.
  • the purely mechanical spin drying can be combined with drying by heat convection with the help of a flowing gas. It is also possible to pressurize the filter cake with compressed gas to blow free its capillaries.
  • the line 41 which contains a shut-off valve 45, is connected at its end opposite the filling pipe 29 to a device 46 for supplying the gases serving the stated purposes.
  • the device 46 contains (in a manner known per se and not shown) in particular a compressor and heating devices in order to bring the gas supplied via the filling pipe 29 to the desired pressure and the desired temperature.
  • the device 46 also serves to reprocess the exhaust gas supplied via the line 44.
  • the device 46 contains, in a manner known per se, in particular dehumidification devices (condensers), filter devices, gas washing devices, adsorption devices and the like. The processed gas is recirculated to the inverting filter centrifuge 1 via line 41.
  • drying gas can be introduced from the device 46 into the solids dryer 10, where it penetrates the solids 20, dries and is discharged via the line 28.
  • the line 28 transports the exhaust gas laden with moisture in the manner shown in the drawing back to the device 46, where it is reprocessed and fed back to the solids dryer 10 via the line 47 in the circuit.
  • the line 28 contains a filter 51 in the flow path behind the solids dryer 10 for separating pollutants.
  • the filter 51 can be backwashed via a line 52 with a valve 53 branched off from the line 41.
  • a valve 54 provided in line 28 is closed during backwashing.
  • a line 56 branches off with a valve 57, which contains a vacuum pump 58 (suction pump) and leads back to the device 46, so that gas drawn off from the vacuum pump 58 also can be reprocessed there.
  • a vacuum negative pressure
  • valve 48 in line 47 is normally closed.
  • the solid matter 20 in the container 21 can also be subjected to pressure changes via the line 28, which leads to a deagglomeration or comminution of the solid matter 20.
  • the reason for this is the vapor pressure generated in the agglomerated solid 20.
  • the valve 54 in the line 28 and the under the vacuum conditions described above Valve 48 in line 47 alternately opened and closed.
  • the valves 54 and 48 are connected to corresponding control devices 61 and 62 for this purpose.
  • the system shown in the drawing contains, in addition to the sensor already mentioned, designed as a force measuring element 35 and, for example, serving to determine the degree of dehumidification, further sensors:
  • a sensor 63 is arranged on the line 47, which measures the pressure and / or temperature of the Dry gas supplied via this line 47 is used.
  • Further sensors 64 which are arranged on the solids dryer 10, are used to determine the temperature and / or the residual moisture of the solids 20 or the temperature and / or the moisture content of the exhaust gas in the dryer 10.
  • a sensor 65 on the liquid exhaust Guide line 14 is used to determine the flow rate and / or the pH of the filtrate.
  • a sensor 66 on the shaft 3 of the inverting filter centrifuge 1 is used to measure the rotational speed of the centrifugal drum 7.
  • the temperature of the exhaust gas and the amount of moisture contained in it can be determined via a sensor 67 in the exhaust line 44.
  • a sensor 68 in line 41 is used to determine the pressure and the humidity of the gas supplied to the centrifugal drum 7 via the filling pipe 29.
  • a sensor 69 for sensing the inflow quantity and / or the temperature of the supplied suspension is arranged on the filling pipe 29. All these sensors, to which further sensors can be connected if necessary, are connected via lines, which are not shown in the drawing for the sake of clarity, to a control device 71 which is connected to the device 46 for supplying and reprocessing the required gases .
  • This control device 71 is in on is known to be programmable, so that the operating sequence of the arrangement described can be controlled automatically in a controlled, self-regulating manner, in particular the duration and intensity of the drying processes taking place individually, that is to say for example the duration of the centrifuging process or the duration of the supply of drying gas the line 47 is adjusted accordingly. Details of these control processes are explained below.
  • Inverting filter centrifuge 1 and solids dryer 10 form a unit or an overall system, but both the inverting filter centrifuge 1 and the solids dryer 10 are a separate, self-contained system.
  • drying processes in the solids dryer 10 can also involve drying in a fluidized bed or fly layer, which is caused by drying gas, which corresponds to High pressure is supplied via line 47, is generated in the container 21 of the solid dryer 10.
  • the steps of filling, intermediate spinning, washing and final spinning, optionally spinning under pressure are carried out in a first section. In this section, no gas is required for all steps except spin under pressure and only a small amount of gas during pressure spin.
  • the drying result is depending on the condition of the gas (humidity, temperature) as well as the amount of gas and the flow rate. A relatively large amount of gas is required in this section.
  • the optimal splitting into the individual drying sections both in the inverting filter centrifuge 1 and in the solids dryer 10 is achieved by a self-regulating process in the sense of a control loop, as described above, whereby, as also already stated, several sensors and the control device 71 which with the device 46 supplying the dry gas is used.
  • the smallest possible total time for the total separation of liquid and solid, including dehumidification and drying of the solid can be achieved if the dehumidifying and drying processes in the inverting filter centrifuge 1 and in the solid dryer 10 are carried out by the sensors, which are based on temperature, humidity, weight, flow rate, pressure , etc., are continuously monitored.
  • the measured values are then constantly compared with the target values for dehumidification and drying to be achieved both in the inverting filter centrifuge 1 and in the solids dryer 10.
  • the target values in turn are based on known or determined operating data, which are decisive for economical dehumidification and drying.
  • the drying process in the solids dryer 10 is ended and at the same time the drying process in the inverting filter centrifuge 1 is interrupted.
  • the solids dryer 10 is emptied by opening the flap 23, and new, pre-dried solids are transferred from the inverting filter centrifuge 1 to the solids dryer 10. If the drying process in the solids dryer 10 is such that the target values have not yet been reached, even if the inverting filter centrifuge 1 has already reached its target value, the drying result in the inverting filter centrifuge 1 can be increased, for example, by an increase in the gas throughput in the centrifugal drum 7 Drying gas, etc. can be improved. If necessary, the speed of the centrifuge can also be increased to improve mechanical drying (dewatering).
  • the solid dryer to be supplied with a more pre-dried product, which can then be dried in the solid dryer in a shorter time.
  • the operating times of the inverting filter centrifuge and the solids dryer are harmoniously coordinated.
  • the operating data of the solids dryer 10 can be changed accordingly. It is also possible to change the operating data of both the inverting filter centrifuge 1 and the solids dryer 10 in order to achieve a harmonious or synergetic interaction between these two devices.
  • the systems formed by the inverting filter centrifuge 1 and the solids dryer 10 optimize themselves with the objective, for example, of a minimum total operating time, the proportions of the dehumidification achieved mechanically by centrifuging and the dehumidification carried out thermally by drying gas from batch to batch can vary significantly.
  • the operating sequence of the system consisting of the inverting filter centrifuge 1 and the solids dryer 10 can in principle also be controlled in such a way that fixed times, for example for the respective product determined by tests, and after the respective expiry of these times the dehumidification and drying processes in the inverting filter centrifuge 1 and in the solids dryer 10 interrupts.

Landscapes

  • Drying Of Solid Materials (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)

Abstract

Einer Stülpfilterzentrifuge (1) ist ein Feststofftrockner (10) nachgeschaltet, wobei in der Stülpfilterzentrifuge durch Schleudern, Druckgaspressen und/oder Wärmekonvektion und im Feststofftrockner durch Wärmekontakt und/oder Wärmekonvektion eine Entfeuchtung und Trocknung des Feststoffes stattfindet. Die Stülpfilterzentrifuge und der Feststofftrockner sind über eine Verschlußeinrichtung (18) miteinander zu einer Einheit verbunden. Sensoren (35, 63-69) dienen der Messung des jeweils herrschenden Entfeuchtungs- und Trocknungsgrades sowie der Bestimmung weiterer Betriebsparameter. Die Sensoren betätigen eine gemeinsame Steuervorrichtung (71), welche die Betriebsparameter regeln. Die Steuervorrichtung führt die Regelung der Betriebsparameter in der Weise selbsttätig durch, daß die Betriebszeiten für die Entfeuchtung und Trocknung in der Stülpfilterzentrifuge und im Feststofftrockner sich aufeinander abstimmen und gleichzeitig die Aufteilung der mechanischen Schleuderenergie und der thermischen Energien in Stülpfilterzentrifuge und Feststofftrockner optimal erfolgt.

Description

Stülpfilterzentrifuge
Die Erfindung betrifft eine Stülpfilterzentrifuge zur Trennung eines Feststoff-Flüssigkeits-Gemisches mit nachgeschaltetem Feststofftrockner, wobei in der Stülpfilterzentrifuge durch Schleudern, Druckgaspressen und Wärmekonvektion mit Hilfe eines strömenden Trockengases und im Fest- stofftrockner durch Wärmekonvektion mit Hilfe eines strömenden Trockengases eine Entfeuchtung und Trocknung des Feststoffes stattfindet.
Es sind Stülpfilterzentrifugen bekannt (DE 43 16 081 Cl), bei denen in der rotierenden Schleudertrommel eine mechanische Entfeuchtung und Trocknung des an der Trommelwand haftenden Filterkuchens stattfindet und der Filterkuchen zur weiteren Entfeuchtung mit Trockengas durchströmt wird, wobei die Effizienz der Entfeuchtung und Trocknung naturgemäß von der Temperatur und Geschwindigkeit des durchströmenden Gases abhängt. Auch ist es bekannt, bei solchen Stülpfilterzentrifugen vor dem Durchströmen des Filterkuchens mit Trockengas die Kapillaren des Filterkuchens mit einem unter relativ hohem Druck stehenden Gas freizublasen, um so dem Trockengas den Weg zu öffnen.
Weiterhin ist es bekannt, in den Fällen, in denen die Entfeuchtung und Trocknung in der Stülpfilterzentrifuge nicht ausreichen, der Zentrifuge thermische Aggregate in Gestalt eines Feststofftrockners nachzuschalten, in welchem der von der Stülpfilterzentrifuge abgezogene Feststoff durch Wärmekontakt im Wege einer Beheizung und/oder durch Wärmekonvektion mit Hilfe eines strömenden Trockengases behandelt wird, um eine weitere Entfeuchtung und Trocknung des Feststoffes bis zum gewünschten Endwert zu erreichen. Vielfach ist es auch erforderlich, den verlangten Endtrocknunggrad ( Restfeuchte) durch eine Endtrocknung im Vakuum zu erreichen. Auch eine Desagglomerierung des Feststoffes durch abwechselndes Anlegen von Vakuum und Druck ist möglich. In der Regel geschieht die Endtrocknung oder Desagglomerierung durch Vakuum im Feststofftrockner, obwohl grundsätzlich diese Vorgänge auch in der Stülpfilterzentrifuge ausgeführt werden können.
Als Trockengas kommt Luft oder ein anderes, insbesondere ein Inertgas in Frage. Wird das Trockengas beim Entfeuch- tungs- und Trocknungsvorgang sowohl in der Stülpfilterzentrifuge als auch im Feststofftrockner mit Schadstoffen kontaminiert, muß es entweder entsorgt oder in einer Aufbereitungsanlage behandelt werden, so daß das gereinigte Trok- kengas im Kreislauf zur Entfeuchtung und Trocknung in der Stülpfilterzentrifuge und im Feststofftrockner wieder verwendet werden kann und der Frischgasverbrauch auf ein Minimum reduziert wird.
Bei der Überführung des in der Stülpfilterzentrifuge vorgetrockneten Feststoffes in den Feststofftrockner machen sich häufig größere Feststoff-Agglomerate störend bemerkbar, die durch zu hohe Verdichtung oder zu hohe Kapillarbindungs- kräfte entstehen können. In diesem Falle muß vor dem Eintritt des Feststoffes in den Feststofftrockner eine Desagglomerierung, d.h. Zerkleinerung, durchgeführt werden.
Im herkömmlichen Betrieb von Stülpfilterzentrifugen und Feststofftrocknern sind diese entkoppelt, d.h. jeder dieser Apparate wird im Hinblick auf das bei einem bestimmten Pro- dukt zu erzielende Ergebnis für sich dimensioniert und gesteuert. Dabei muß im konkreten Anwendungsfall die Größe jedes Apparates nach den in Betracht zu ziehenden, möglicherweise auftretenden schlechtesten Ergebnissen ausgerichtet werden, wobei die Verweilzeit in der Stülpfilterzentrifuge oder im Feststofftrockner, z.B. bedingt durch einzukalkulierende Fehlchargen, zu lange werden kann.
Da bei bekannten Anlagen weder die Entfeuchtung und Trocknung in der Stülpfilterzentrifuge noch die Entfeuchtung und Trocknung im Feststofftrockner in ihren Ergebnissen aufeinander abgestimmt werden können, arbeiten die aus Stülpfilterzentrifuge und Feststofftrockner bestehenden Aggregate infolge von Warte- oder Stillstandszeiten häufig unwirtschaftlich. Auch werden solche Aggregate im Hinblick auf die Erfüllung bestimmter Produktionserwartungen häufig mit zu hoher Sicherheit ausgelegt, was unmittelbar die Gestehungskosten der Aggregate und deren Betriebskosten negativ beeinflußt.
Auch kann der in der Stülpfilterzentrifuge durch mechanisches Schleudern erreichbare Entfeuchtungsgrad begrenzt sein, so daß z.B. durch ein thixotropes Verhalten des abgetrennten Feststoffes dieser an unerwünschten Stellen ankleben oder "anbacken" kann und einen Weitertransport des Produktes in den Feststofftrockner erschwert. Auch hierdurch können unerwünschte Stillstandszeiten entstehen. Außerdem können zusätzliche Ausrüstungen erforderlich werden, welche die notwendigen Investitionen ebenfalls in die Höhe treiben.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Stülpfilterzentrifuge mit nachgeschaltetem Feststofftrockner so weiterzubilden, daß sich Stülpfilterzentrifuge und Fest- stofftrockner im Betrieb zur Erzielung eines bestimmten Entfeuσhtungsgrades gegenseitig synergetisch ergänzen, wobei insbesondere der Einsatz der thermischen Energie des Trockengases optimiert werden soll.
Diese Aufgabe wird durch den Anspruch 1 gelöst.
Der Betrieb einer erfindungsgemäßen Anlage wird also von dem Gedanken beherrscht, produkt- und ergebnisabhängig die Trocknungsarbeit optimal auf die Stülpfilterzentrifuge und den Feststofftrockner aufzuteilen, wobei bedarfsweise Ent- feuchtungs- und Trocknungsvorgänge nicht in der Stülpfilterzentrifuge, sondern im Feststofftrockner und umgekehrt vorgenommen werden.
Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Stülpfilterzentrifuge mit nachgeschaltetem Feststofftrockner bei geschlossener Schleudertrommel und
Fig. 2 die Stülpfilterzentrifuge aus Fig. 1 mit geöffneter Schleudertrommel.
Die auf der Zeichnung dargestellte Stülpfilterzentrifuge 1 umfaßt in einem Maschinengehäuse 2 eine drehbar gelagerte Hohlwelle 3, die über einen (nicht dargestellten) Motor in raschen Umlauf versetzt werden kann. Die Hohlwelle 3 erstreckt sich über eine das Maschinengehäuse 2 an dessen Vorderseite abschließende Trennwand 4 hinaus und weist eine (ebenfalls nicht dargestellte) axial verlaufende Keilnut auf, in welcher ein Keilstück 5 axial verschieblich ist. Dieses Keilstück 5 ist starr mit einer im Innern der Hohlwelle 3 verschiebbaren Welle 6 verbunden, die somit gemeinsam mit der Hohlwelle 3 umläuft, jedoch in dieser axial verschieblich ist.
An dem über die Trennwand 4 hinausragenden Ende der Hohlwelle 3 ist eine topfförmige Schleudertrommel 7 drehfest angeflanscht. An ihrer kreiszylindrischen Seitenwand weist die Schleudertrommel 7 radial verlaufende Durchlaßöffnungen auf. Die Trommel 7 ist einseitig durch einen Boden 8 verschlossen und an ihrer dem Boden 8 gegenüberliegenden Stirnseite offen. An dem die offene Stirnseite umgebenden Rand ist ein im wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildetes Filtertuchs 9 dicht eingespannt, dessen gegenüberliegender Rand dicht mit einem Bodenstück 11 verbunden ist. Das Bodenstück 11 ist starr mit der verschiebbaren, den Boden 8 frei durchdringenden Welle 6 verbunden.
An dem Bodenstück 11 ist über Stehbolzen 12 unter Freilassung eines Zwischenraums starr ein Schleuderraumdeckel 13 befestigt, der in Fig. 1 den Innenraum der Schleudertrommel 7 dicht verschließt und in Fig. 2 gemeinsam mit dem Bodenstück 11 durch axiales Herausschieben der Welle 6 aus der Hohlwelle 3 frei von der Schleudertrommel 7 abgehoben ist. In Fig. 1 ist das Filtertuch 9 zur Innenseite der Schleudertrommel 7 eingestülpt, in Fig. 2 ist dieses Tuch nach außen umgestülpt.
Die geschlossene Schleudertrommel 7 (Fig. 1) läuft in einem bestimmten Abschnitt des Maschinengehäuses 2 um. Flüssigkeit (Filtrat), welches aus der Schleudertrommel 7 heraus- gepreßt wird, gelangt in eine Abführleitung 14, die über einen Faltenbalg 15 flexibel an das Maschinengehäuse 2 angeschlossen ist. Die Abführleitung 14 ist durch ein Absperrventil 16 verschließbar. In einem weiteren Abschnitt des Maschinengehäuses 2, der - vgl. Fig. 2 - das umgestülpte Filtertuch 9 und den Schleuderraumdeckel 13 aufnimmt, erfolgt das Abschleudern des von der Flüssigkeit abgetrennten Feststoffes vom Filtertuch 9. Dieser Abschnitt des Maschinengehäuses 2 ist über einen Faltenbalg 17 flexibel mit einem Feststofftrockner 10 verbunden. Der Feststofftrockner 10 ist durch ein Absperrventil 18 gegenüber dem Maschinengehäuse 2 dicht verschließbar. Bei der dargestellten Ausführungsform ist zwischen Maschinengehäuse 2 und Feststofftrockner 10 (oberhalb des Absperrventils 18) noch ein Des- agglomerierer 19 angeordnet, welcher der vorherigen Zerkleinerung des in den Feststofftrockner gelangenden Feststoffes 20 dient. Dieser Desagglomerierer ist nicht unbedingt erforderlich.
Der den abgeschleuderten und gegebenenfalls zerkleinerten Feststoff 20 aufnehmende eigentliche Feststofftrockner 10 umfaßt einen Behälter 21, der durch eine z.B. elektrische HeizVorrichtung 22 aufheizbar ist. Die Wärme wird dabei durch Wärmekontakt auf den Feststoff 20 übertragen, wodurch der Feststoff 20 einer Trocknung unterworfen wird.
Der Behälter 21 ist an seiner Unterseite durch eine schwenkbare Klappe 23, welche mit durchgehenden Perforationen 24 versehen ist, verschließbar. Bei geöffneter Klappe 23 gelangt der getrocknete Feststoff 20 in einen weiteren Behälter 25, dessen Auslaß durch ein Absperrventil 26 wahlweise dicht verschließbar ist. Mit dem Auslaß des Behälters 25 kann ein Produktaufnahmegefäß verbunden werden, in wel- ches bei geöffnetem Absperrventil 26 der fertig getrocknete Feststoff 20 eingefüllt wird. Der Behälter 25 weist einen Einlaßstutzen 27 für Trockengas auf, welches durch die Perforationen 24 der Klappe 23 den Feststoff 20 im Behälter 21 durchströmt und über eine Leitung 28 abfließt.
Die Stülpfilterzentrifuge 1 ist weiterhin mit einem Füllrohr 29 versehen, welches zum Zuführen einer in ihre Feststoff- und Flüssigkeitsbestandteile zu zerlegenden Suspension in den Innenraum der Schleudertrommel 7 dient (Fig. 1) und in dem in Fig. 2 dargestellten Betriebszustand in eine Bohrung 31 der verschiebbaren Welle 6 eindringt, wobei die Verschiebung der Welle 6 und damit das Öffnen und Schließen der Schleudertrommel 7 über (nicht dargestellte, auf der Zeichnung rechts gelegene) Antriebsmotoren, z.B. hydraulisch, erfolgt.
Im Schleuderbetrieb nimmt die Stülpfilterzentrifuge 1 die in Fig. 1 gezeichnete Stellung ein. Die verschiebbare Welle 6 ist in die Hohlwelle 3 zurückgezogen, wodurch das Filtertuch 9 derart in die Schleudertrommel eingestülpt ist, daß es in deren Innerem die Durchlaßöffnungen im Trommelmantel überdeckt. Der Schleuderraumdeckel 13 verschließt dabei die offene Stirnseite der Schleudertrommel 7. Bei rasch rotierender Schleudertrommel 7 wird über das Füllrohr 29 kontinuierlich zu filtrierende Suspension eingeführt. Die flüssigen Bestandteile der Suspension treten als Filtrat durch das Filtertuch 9 und die Durchlaßöffnungen im Trommelmantel hindurch in das Maschinengehäuse 2 ein und werden dort in die Abführleitung 14 geleitet. Die Feststoffteilchen der Suspension werden in Form eines Filterkuchens vom Filtertuch 9 zurückgehalten. Bei weiterhin - gewöhnlich langsamer - rotierender Schleudertrommel 7 und nach Abschaltung der Suspensionszufuhr am Füllrohr 29 mit einem Ventil 30 wird nun entsprechend Fig. 2 die Welle 6 (nach links) verschoben, wodurch sich das Filtertuch 9 umstülpt und die an ihm haftenden Feststoffteilchen nach auswärts abgeschleudert werden. Die Feststoffteilchen gelangen - gegebenenfalls nach Durchtritt durch den Desagglomerierer 19 - bei geöffnetem Absperrventil 18 in den Behälter 21 des Feststofftrockners 10, wo der Feststoff 20 in der bereits oben angedeuteten Weise weiter entfeuchtet und getrocknet wird.
Nach beendetem Abwurf des Feststoffes 20 vom Filtertuch 9 wird die Stülpfilterzentrifuge durch Zurückschieben der Welle 6 wieder in die Betriebsstellung gemäß Fig. 1 gebracht, wobei sich das Filtertuch 9 in entgegengesetzter Richtung zurückstülpt. Auf diese Weise ist ein Betrieb der Stülpfilterzentrifuge 1 mit ständig rotierender Schleudertrommel 7 möglich.
Die beschriebene Anordnung einschließlich Maschinengehäuse 2 und Schleudertrommel 7 ist in sich starr ausgebildet und um eine horizontale Drehachse 32 schwenkbar gelagert. Die Achse 32 ist ihrerseits auf einem elastischen Pufferelement 33 angeordnet, das seinerseits auf einem ortsfesten, z.B. mit dem Erdboden verbundenen Sockel 34 aufruht. Zwischen dem Maschinengehäuse 2 und dem Sockel 34 ist im Abstand von der Drehachse 32 ein Kraftmeß-Element 35 angeordnet. Somit wirkt die ganze Anordnung als eine Art Balkenwaage: Durch die in die Schleudertrommel 7 über das Füllrohr 29 eingeführte Substanz wird die links von der Drehachse 32 gelegene Seite der Stülpfilterzentrifuge 1 belastet, wodurch das rechts von der Drehachse 32 gelegene Kraftmeß-Element 35, das beispielsweise durch Zug beanspruchbar ist, entsprechend beeinflußt wird. Das auf diese Weise gemessene Gewicht kann für die Kontrolle der Füllmenge der Schleudertrommel 7 ausgenutzt werden. Auch kann das Kraftmeß-Element 35 als Sensor für den vorliegenden Entfeuchtungsgrad des Feststoffes ausgenutzt werden, da die abgeschleuderte Flüssigkeit zu einer Gewichtsverringerung führt.
Die oben erwähnten Faltenbalge 15, 17 an Filtratabführlei- tung 14 und Feststofftrockner 10 verhindern eine Störung der Gewichtsmessung, weil sie die "Balkenwaage" insoweit von den ortsfesten Teilen 14 und 10 entkoppeln. Eine solche Entkopplungseinrichtung - auf der Zeichnung nicht sichtbar - ist natürlich auch am Füllrohr 29 vorgesehen, beispielsweise in Form eines ebenfalls faltenbalgartigen Schlauches, der außerhalb des Maschinengehäuses 1 liegt und einen Teil des Füllrohrs 29 bildet.
Wie dargestellt, ist das Füllrohr 29 mit einer Leitung 41 verbunden, über welche ein Gas in den Innenraum der Schleudertrommel 7 eingeführt werden kann. Das freie Ende des Füllrohrs 29 ist zu diesem Zweck über eine drehbare Dichtung 42 gasdicht in die Schleudertrommel 7 eingeführt. Auf diese Weise kann ein unter relativ hohem Druck stehendes Gas in den Innenraum der Schleudertrommel 7 eingeleitet werden, welches zum Durchblasen der noch mit Feuchtigkeit gefüllten Kapillaren des am Filtertuch 9 haftenden Feststoffes (Filterkuchen) dient. Weiterhin kann. über die Leitung 41 auch ein auf eine bestimmte Temperatur vorgeheiztes Trockengas in die geschlossene Schleudertrommel 7 eingeführt werden, welches den Filterkuchen durchströmt und den Feststoff trocknet. Das Abgas, welches den Feststoff durch- drungen hat, wird über einen Auslaßstutzen 43 und eine Leitung 44 abgeführt. Auf diese Weise kann die rein mechanische Schleudertrocknung mit einer Trocknung durch Wärmekonvektion mit Hilfe eines strömenden Gases kombiniert werden. Außerdem ist ein Druckgaspressen des Filterkuchens zum Freiblasen von dessen Kapillaren möglich.
Die Leitung 41, welche ein Absperrventil 45 enthält, ist an ihrem dem Füllrohr 29 gegenüberliegen Ende mit einer Vorrichtung 46 zur Lieferung der den angegebenen Zwecken dienenden Gase verbunden. Die Vorrichtung 46 enthält (in an sich bekannter und nicht dargestellter Weise) außer einer Gasquelle insbesondere einen Kompressor und Heizeinrichtungen, um das über das Füllrohr 29 zugeführte Gas auf den gewünschten Druck und die gewünschte Temperatur zu bringen. Die Vorrichtung 46 dient gleichzeitig auch der Wiederaufbereitung des über die Leitung 44 zugeführten Abgases. Zu diesem Zweck enthält die Vorrichtung 46 in an sich bekannter Weise insbesondere Entfeuchtungseinrichtungen (Kondensatoren), Filtereinrichtungen, Gaswascheinrichtungen, Adsorptionseinrichtungen u.dgl. Das aufbereitete Gas wird zirkulierend über die Leitung 41 wieder der Stülpfilterzentrifuge 1 zugeführt.
Über eine mit dem Einlaßstutzen 27 am Behälter 25 verbundene Leitung 47, die ein Ventil 48 enthält, kann aus der Vorrichtung 46 Trockengas in den Feststofftrockner 10 eingeleitet werden, wo es den Feststoff 20 durchdringt, trocknet und über die Leitung 28 abgeführt wird. Die Leitung 28 transportiert das mit Feuchtigkeit befrachtete Abgas in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise zur Vorrichtung 46 zurück, wo es wieder aufbereitet und über die Leitung 47 im Kreisgang wieder dem Feststofftrockner 10 zugeführt wird. Die Leitung 28 enthält im Strömungsweg hinter dem Feststofftrockner 10 ein Filter 51 zur Abscheidung von Schadstoffen. Über eine von der Leitung 41 abgezweigte Leitung 52 mit Ventil 53 kann das Filter 51 rückgespült werden. Während der Rückspülung wird ein in der Leitung 28 vorgesehenes Ventil 54 geschlossen.
Von der Leitung 28, die in der Nähe der Vorrichtung 46 ein weiteres Ventil 55 enthält, zweigt eine Leitung 56 mit Ventil 57 ab, die eine Vakuumpumpe 58 (Saugpumpe) enthält und zur Vorrichtung 46 zurückführt, so daß auch von der Vakuumpumpe 58 abgezogenes Gas dort wiederaufbereitet werden kann. Bei geschlossenen Ventilen 53, 55 und geöffneten Ventilen 54, 57 kann somit im Behälter 21 des Feststofftrockners 10 ein Vakuum (Unterdruck) erzeugt werden, der die Entfeuchtung des Feststoffes 20 im Behälter 21 begünstigt. Normalerweise ist in diesem Falle das Ventil 48 in der Leitung 47 geschlossen. Es kann jedoch günstig sein, das Ventil 48 geringfügig zu öffnen, so daß über die Leitung 47 eine geringe Trockengasmenge eintritt und den Feststoff 20 als sogenanntes "Schleichgas" durchströmt. Dieses Schleichgas dient der besseren Mitnahme und Abführung des im Vakuum entstehenden Dampfes über die Leitung 28.
Mit Hilfe der Vakuumpumpe 58 kann über die Leitung 28 der Feststoff 20 im Behälter 21 auch einer Druckwechselbeanspruchung unterzogen werden, was zu einer Desagglomerierung oder Zerkleinerung des Feststoffes 20 führt. Ursächlich hierfür ist der im agglomerierten Feststoff 20 entstehende Dampfdruck. Für die Durchführung dieser Desagglomerierung durch Druckwechsel werden unter den oben beschriebenen Vakuumbedingungen das Ventil 54 in der Leitung 28 und das Ventil 48 in der Leitung 47 abwechselnd geöffnet und geschlossen. Die Ventile 54 und 48 sind zu diesem Zwecke mit entsprechenden Steuereinrichtungen 61 bzw. 62 verbunden.
Die auf der Zeichnung dargestellte Anlage enthält außer dem bereits erwähnten, als Kraftmeß-Element 35 ausgebildeten und beispielsweise der Feststellung des Entfeuchtungsgrades dienenden Sensor noch weitere Sensoren: An der Leitung 47 ist ein Sensor 63 angeordnet, der der Messung von Druck und/oder Temperatur des über diese Leitung 47 zugeführten Trockengases dient. Weitere Sensoren 64, die am Feststoff- trockner 10 angeordnet sind, dienen der Bestimmung der Temperatur und/oder der Restfeuchte des Feststoffes 20 bzw. der Temperatur und/oder des Feuchtigkeitsgehaltes des Abgases im Trockner 10. Ein Sensor 65 an der Flüssigkeits-Ab- führleitung 14 wird dazu verwendet, die Durchflußmenge und/ oder den pH-Wert des Filtrats zu bestimmen. Ein Sensor 66 an der Welle 3 der Stülpfilterzentrifuge 1 dient der Messung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Schleudertrommel 7. Über einen Sensor 67 in der Abgasleitung 44 kann die Temperatur des Abgases und die in ihm enthaltene Feuchtigkeitsmenge festgestellt werden. Ein Sensor 68 in der Leitung 41 dient der Bestimmung des Druckes und der Feuchtigkeit des über das Füllrohr 29 der Schleudertrommel 7 zugeführten Gases. Am Füllrohr 29 schließlich ist ein Sensor 69 zum Abfühlen der Zuflußmenge und/oder der Temperatur der zugeführten Suspension angeordnet. Alle diese Sensoren, zu denen im Bedarfsfall noch weitere Sensoren treten können, sind über Leitungen, die der Übersichtlichkeit halber auf der Zeichnung nicht eigens dargestellt sind, mit einer Steuereinrichtung 71 verbunden, die an die Vorrichtung 46 zur Lieferung und Wiederaufbereitung der benötigten Gase angeschlossen ist. Diese Steuereinrichtung 71 ist in an sich bekannter Weise programmierbar, so daß der Betriebsablauf der beschriebenen Anordnung in kontrollierter, sich selbst regelnder Weise automatisch gesteuert werden kann, wobei insbesondere die Dauer und Intensität der im einzelnen ablaufenden Trocknungsvorgänge, also beispielsweise die Dauer des Schleudervorgangs oder die Dauer der Zuführung von Trockengas über die Leitung 47 entsprechend abgestimmt wird. Einzelheiten über diese Steuervorgänge werden nachstehend noch erläutert.
Wichtig für die Funktionsweise der beschriebenen Anordnung zum Trennen von Flüssigkeit und Feststoff und anschließendem Entfeuchten und Trocknen des Feststoffes ist die mechanische dichte Trennung der Stülpfilterzentrifuge 1 vom Feststofftrockner 10 durch das vom Absperrventil 18 gebildete Verschlußelement. Stülpfilterzentrifuge 1 und Feststofftrockner 10 bilden zwar eine Einheit oder ein Gesamtsystem, jedoch ist sowohl die Stülpfilterzentrifuge 1 wie auch der Feststofftrockner 10 ein eigenes, in sich geschlossenes System.
Sämtliche Maßnahmen, die zur Trocknung des Feststoffes im Feststofftrockner 10 führen, beeinträchtigen die gleichzeitig in der Stülpfilterzentrifuge 1 ablaufenden Vorgänge nicht. Zu den Trocknungsvorgängen im Feststofftrockner 10 kann außer der bereits erwähnten Kontakttrocknung (Heizeinrichtung 22 ) , Konvektivtrocknung (TrockengasZuführung über die Leitung 47) und Vakuumtrocknung (Vakuumpumpe 58) auch noch eine Trocknung in einer Wirbel- oder Flugschicht kommen, die durch Trockengas, das unter entsprechend hohem Druck über die Leitung 47 zugeführt wird, im Behälter 21 des Feststofftrockners 10 erzeugt wird. Wegen der Trennung der beiden Systeme durch das Absperrventil 18 wird im übri- gen auch von den Vorgängen im Feststofftrockner 10 eine z.B. gravimetrisch oder radiometrisch (γ-Strahlen) vorgenommene Füllsteuerung der Schleudertrommel 7 sowie gegebenenfalls ein zum Zwecke einer Abdichtung in das Maschinengehäuse 2 eingeleiteter Gasstrom nicht beeinflußt.
Wenn, wie dargestellt und beschrieben, die über die Leitungen 41 und 47 zugeführten Gase über die Leitungen 44 bzw. 28 zurückgeführt und nach Aufbereitung in der Vorrichtung 46 wiederverwendet werden, ergibt sich eine besonders günstige Möglichkeit, die betreffenden Gase zweckmäßig und energiesparend, also ökonomisch auf die beiden Systeme der Stülpfilterzentrifuge 1 bzw. des Feststofftrockners 10 aufzuteilen.
Nachstehend wird ein Beispiel für eine solche Aufteilung des Gasstromes angegeben, wobei die Aufteilung sowohl in der Stülpfilterzentrifuge 1 als auch im Feststofftrockner 10 in jeweils zwei Abschnitten oder Prozeßschritten vorgenommen wird.
In der Stülpfilterzentrifuge 1 werden in einem ersten Abschnitt die Schritte des Füllens, Zwischenschleuderns, Wa- schens und Endschleuderns, gegebenenfalls Schleuderns unter Druck, durchgeführt. In diesem Abschnitt wird bei allen Schritten, ausgenommen Schleudern unter Druck, kein Gas und beim Druckschleudern nur eine geringfügige Menge an Gas benötigt.
Im zweiten Abschnitt wird der Feststoff (Filterkuchen) in der Stülpfilterzentrifuge 1 zum Zwecke einer konvektiven Trocknung mit Gas durchströmt. Das Trocknungsergebnis ist hierbei sowohl vom Zustand des Gases (Feuchtigkeit, Temperatur) als auch von der Gasmenge und der Durchflußgeschwindigkeit abhängig. In diesem Abschnitt wird eine relativ große Menge an Gas benötigt.
Im Feststofftrockner 10 liegen die Verhältnisse mit Bezug auf die oben beschriebenen Vorgänge in der Stülpfilterzentrifuge 1 gerade umgekehrt. In einem ersten Abschnitt wird der Feststoff 20 im Behälter 21 von einer großen Menge an Gas durchströmt, selbst wenn man eine zusätzliche Kontakttrocknung über die Heizeinrichtung 22 anwendet. Wenn anschließend in einem zweiten Abschnitt im Feststofftrockner 10 eine Endtrocknung unter Vakuum vorgenommen wird, wird theoretisch keine Gasdurchströmung benötigt. Es hat sich allerdings, wie bereits erwähnt, als vorteilhaft erwiesen, den Feststoff 20 mit einer geringen Menge an Gas, einem sogenannten "Schleichgas" zu durchströmen, weil hierdurch der Transport der letzten, unter Einfluß des Vakuums verdampfenden Flüssigkeit erleichtert wird. In diesem zweiten Abschnitt wird jedoch praktisch kein oder nur eine äußerst geringe Menge an Gas benötigt.
Eine energetisch günstige Aufteilung des gesamten Entfeuch- tungs- und Trocknungsvorganges wie auch die Unterteilung in die oben erwähnten Abschnitte kann durch Versuche ermittelt werden, wobei verfahrenstechnische Gesichtspunkte und Kosten-Parameter berücksichtigt werden können. Die so ermittelte Aufteilung gilt jedoch häufig nur für einen bestimmten Moment des Gesamtverfahrens. Viele Produkte liegen in einer Suspension nicht homogen verteilt vor oder haben z.B. aufgrund von Aufbaukristallisation oder Kornbruch sich verändernde Korngrößen. Außerdem erfolgt in Anlagen der beschriebenen Art ein häufiger Produktwechsel, wobei jeweils die optimalen Einstellungen der Betriebsdaten neu bestimmt werden müssen.
Die optimale Aufsplittung in die einzelnen Trocknungsabschnitte sowohl in der Stülpfilterzentrifuge 1 wie auch im Feststofftrockner 10 wird durch einen sich selbst steuernden Prozeß im Sinne eines Regelkreises, wie zuvor beschrieben, erreicht, wobei, wie ebenfalls bereits angegeben, mehrere Sensoren und die Steuereinrichtung 71, die mit der das Trockengas liefernden Vorrichtung 46 verbunden ist, eingesetzt werden. Hierdurch kann die kleinstmögliche Gesamtzeit der Gesamtabtrennung von Flüssigkeit und Feststoff einschließlich Entfeuchtung und Trocknung des Feststoffes erzielt werden, wenn nämlich die Entfeuchtungs- und Trocknungsvorgänge in der Stülpfilterzentrifuge 1 und im Feststofftrockner 10 durch die Sensoren, die auf Temperatur, Feuchtigkeit, Gewicht, Durchflußmenge, Druck, etc. ansprechen, fortlaufend überwacht werden. Die gemessenen Werte werden dann ständig mit den zu erreichenden Zielwerten für die Entfeuchtung und Trocknung sowohl in der Stülpfilterzentrifuge 1 als auch im Feststofftrockner 10 verglichen. Die Zielwerte ihrerseits basieren dabei auf bekannten oder ermittelten Betriebsdaten, die für eine wirtschaftliche Entfeuchtung und Trocknung maßgeblich sind.
Werden die vorgegebenen Zielwerte erreicht, wird der Trocknungsvorgang im Feststofftrockner 10 beendet und gleichzeitig der Trocknungsvorgang in der Stülpfilterzentrifuge 1 unterbrochen. Der Feststofftrockner 10 wird durch Öffnen der Klappe 23 entleert, und aus der Stülpfilterzentrifuge 1 wird neuer, vorgetrockneter Feststoff in den Feststoff- trockner 10 überführt. Gestaltet sich der Trocknungsvorgang im Feststofftrockner 10 so, daß die Zielwerte noch nicht erreicht sind, auch wenn die StülpfilterZentrifuge 1 ihren Zielwert bereits erreicht hat, so kann das Trocknungsergebnis in der Stülpfilterzentrifuge 1 z.B. durch eine Erhöhung des Gasdurchsatzes in der Schleudertrommel 7, eine Temperaturerhöhung des Trocknungsgases, etc. verbessert werden. Ebenfalls kann gegebenenfalls die Drehzahl der Zentrifuge erhöht werden, um die mechanische Trocknung (Entwässerung) zu verbessern. Hierdurch kann dem Feststofftrockner ein stärker vorgetrocknetes Produkt zugeführt werden, das dann im kürzerer Zeit im Feststofftrockner getrocknet werden kann. Die Betriebszeiten von Stülpfilterzentrifuge und Feststofftrockner stimmen sich hierdurch harmonisch aufeinander ab. Umgekehrt können, falls das Erreichen der Zielwerte im Feststofftrockner 10 festgestellt wird, bevor die Stülpfilterzentrifuge 1 ihre Zielwerte erreicht, die Betriebsdaten des Feststofftrockners 10 entsprechend umgestellt werden. Auch eine Umstellung der Betriebsdaten sowohl der Stülpfilterzentrifuge 1 als auch des Feststofftrockners 10 ist möglich, um so ein harmonisches oder synergetisches Zusammenspiel dieser beiden Apparate zu erreichen.
Gemäß dem hier vorgeschlagenen Vorgehen optimieren sich die von der Stülpfilterzentrifuge 1 und dem Feststofftrockner 10 gebildeten Systeme selbst mit der Zielsetzung z.B. einer minimalen Gesamtbetriebszeit, wobei die Anteile der mechanisch durch Schleudern erzielten Entfeuchtung und der thermisch durch Trockengas durchgeführten Entfeuchtung von Charge zu Charge zeitlich und ergebnismäßig erheblich voneinander abweichen können. Der Betriebsablauf der aus der StülpfilterZentrifuge 1 und dem Feststofftrockner 10 bestehenden Anlage kann grundsätzlich auch so gesteuert werden, daß man feste, z.B. für das jeweilige Produkt durch Versuche ermittelte Zeiten vorgibt, und nach dem jeweiligen Ablauf dieser Zeiten die Entfeuchtungs- und Trocknungsvorgänge in der Stülpfilterzentrifuge 1 und im Feststofftrockner 10 unterbricht. Möglich ist z.B. eine Aufteilung der Entfeuchtungs- und Trocknungszeiten in Stülpfilterzentrifuge 1 und Feststofftrockner 10 im Verhältnis 1:1 oder auch in anderen Verhältnissen, je nach den vorliegenden Betriebsbedingungen und zu erreichenden Ziel- werten unter Einhaltung einer möglichst wirtschaftlichen und rationellen Arbeitsweise.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Stülpfilterzentrifuge zur Trennung eines Feststoff- Flüssigkeits-Gemisches mit nachgeschaltetem Feststofftrockner, wobei in der Stülpfilterzentrifuge durch Schleudern, Druσkgaspressen und Wärmekonvektion mit Hilfe eines strömenden Trockengases und im Feststofftrockner durch Wärmekonvektion mit Hilfe eines strömenden Trockengases eine Entfeuchtung und Trocknung des Feststoffes stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Stülpfilterzentrifuge ( 1 ) und der Feststofftrockner (10) über eine eine dichte Trennung von Stülpfilterzentrifuge und Feststofftrockner ermöglichende Verschlußeinrichtung (18) miteinander zu einer Einheit verbunden sind; an der Stülpfilterzentrifuge ( 1 ) und am Feststoff- trockner (10) Sensoren (35, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69) zur Messung des dort jeweils herrschenden Entfeuchtungs- und Trocknungsgrades sowie dort vorliegender weiterer Betriebsparameter, wie beispielsweise Gewicht des Trommelinhalts, Druck, Temperatur, Durchflußmenge und/oder pH-Wert des Filtrats, Drehzahl, Feuchtigkeit, Zuflußmenge der zugeführten Suspension angeordnet sind; eine gemeinsame Steuervorrichtung (71) vorgesehen ist, welche durch die von den Sensoren abgegebenen Meßwerte betätigbar ist und in Abhängigkeit hiervon die Betriebsdaten, wie beispielsweise Drehzahl der Stülpfilterzentrifuge (1), einen Gasdruck, die Strömungsgeschwindigkeit eines Gases und/oder die Temperatur eines Gases sowie gegebenenfalls die Temperatur von den Feststoff (20) kontaktierenden Flächen (Behälter 21) regelt; und die Steuervorrichtung die Regelung dieser Betriebsdaten selbsttätig durchführt, so daß die Betriebszeiten für die Entfeuchtung und Trocknung in der Stülpfilterzentrifuge (1) und im Feststofftrockner (10) sich aufeinander abstimmen und gleichzeitig die Aufteilung der mechanischen Schleuderenergie und der thermischen Energien in Stülpfilterzentrifuge ( 1 ) und Feststoff- trockner (10) wirtschaftlich optimal erfolgt.
2. Stülpfilterzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie und der Feststofftrockner (10) mit einer gemeinsamen Vorrichtung (46) zur Lieferung des benötigten Gases verbunden sind.
3. Stülpfilterzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie und der Feststofftrockner (10) mit einer gemeinsamen Vorrichtung (46) zur Wiederaufbereitung des benötigten Gases verbunden sind.
4. Stülpfilterzentrifuge nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (71) mit der Vorrichtung (46) verbunden ist und die jeweiligen Aufteilungen der Betriebszeiten und Energien in Stülpfilterzentrifuge (1) und Feststofftrockner (10) selbsttätig durchführt.
StülpfilterZentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Feststofftrockner (10) eine HeizVorrichtung (22) vorgesehen ist, über die der Feststoff (20) durch Wärmekontakt aufheizbar ist.
Stülpfilterzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen ihr und dem Feststoff- trockner (10) ein Desagglomerierer (19) angeordnet ist.
7. Stülpfilterzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß abwechselnd unter Überdruck und Unterdruck gesetzte Leitungen (47, 28) am Feststoff (20) einen Druckwechsel vollziehen und hierdurch den Feststoff (20) desagglomerieren.
8. Stülpfilterzentrifuge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Steuervorrichtung (71) feste Zeiten eingebbar sind, nach deren Ablauf jeweils die Entfeuchtungs- und Trocknungsvorgänge in der Stülpfilterzentrifuge (1) und im Feststofftrockner (10) beendet werden.
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