Verfahren und Vorrichtung zum Entwässern von Schlamm für die Zementfabrikation durch Zentrifugieren. Die Aufbereitung der Ausgangsstoffe für die Zementfabrikation nach dem sogenannten "nassen Verfahren ergibt einen Schlamm, welcher etwa 30 bis 40% Wasser enthält. Bei der Weiterverarbeitung wird dieses Wasser entweder durch langsam laufende Filter teil weise abfiltriert oder vollständig im Zement ofen abgedampft. Um den Kohlenverbrauch einzuschränken, hat man vorgeschlagen, den Schlamm durch Zentrifugieren zu entwässern. Man ist aber zu keinem praktischen Ergebnis gelangt.
Der Grund dafür ist, dass man bisher das Zentrifugieren in Vollmantelzentrifugen versucht hat, bei welchen bekanntlich die leichtere Flüssigkeit in einer ringförmigen Schicht, die am nächsten der Achse liegt, aus geschieden wird, während die schwereren Be standteile am Mantel der Zentrifuge anliegen. Es hat sich gezeigt, dass der Schlamm schwe bende Bestandteile enthält, welche infolge von Wirbelungen sich nicht ausscheiden und mit. dem Wasser zusammen aus der Zentrifuge ausgetragen werden. Dadurch findet jedoch eine Entmischung der Ausgangsstoffe statt.
Die Verwendung einer Siebzentrifuge, bei welcher bekanntlich die Flüssigkeit durch den perforierten Mantel der Zentrifuge herausge schleudert wird, während die festen Bestand teile in der Zentrifuge zurückbleiben, führt zu keinem Ergebnis, da die schwereren Bestand teile des Schlammes, die sich am Mantel ab setzen, für die Flüssigkeit nur schwer durch lässig. sind. Nach vorliegender Erfindung wird der Schlamm für die Zementfabrikation durch Zentrifugieren entwässert, wobei .die Flüssig keit durch in der Stirnwand angeordnete Fil ter aus der Zentrifuge entweicht und die festen Bestandteile durch verschliessbare Öff nungen im Mantel aus der Zentrifuge ausge tragen werden.
Durch dieses Verfahren kann erreicht werden, dass die schwebenden Bestandteile von dem Filter zurückgehalten und mit den festen Bestandteilen des Schlammes ausgetragen werden, wobei durch Aufprall an einem Ge häuse der Zentrifuge wieder eine innige Mi schung dieser Bestandteile herbeigeführt wer den kann. Während dem Zentrifugieren kön nen die undurchlässig schweren Bestandteile den Filter zweckmässig nur teilweise abdecken. damit die Flüssigkeit, die leichter ist, mit .dem Filter immer in direkter Berührung bleibt.
Die Vorrichtung zum Ausüben des neuen Verfahrens besteht aus einer Zentrifuge mit horizontaler oder vertikaler Drehachse, in deren Innenraum, in einem Winkel von 45 bis. 90 zur Drehachse, Filter angeordnet sind, welche einer seits mit dem Innern der Zentrifuge, anderseits mit dem Aussenraum in Verbindung stehen. In dem Mantel dieser Zentrifuge sind ver schliessbare Öffnungen angeordnet, durch wel che die von den Filtern zurückgehaltenen festen Bestandteile nach erfolgter Entwässe rung ausgetragen werden können. Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel der er findungsgemässen Zentrifuge im Längsschnitt.
An Hand davon wird im folgenden auch das Verfahren gemäss der Erfindung beispiels weise erläutert.
Eine horizonale hohle Achse 1 ist in zwei Lagern 2 gelagert und wird durch eine Keil riemenscheibe 3 angetrieben. Auf dieser Achse 1 sind in Abständen scheibenförmige Körper 4, 5 und 6 aufgekeilt, so dass zwischen diesen Scheiben Kammern 7 und 8 gebildet werden. Diese Kammern sind verschliessbar durch Ringe 9 und 10, welche in axialer Richtung hin und her bewegt werden können. Die Kam mern 7 und 8 stehen durch Öffnungen 11, 12 mit dem Hohlraum 13 derAchse in Verbindung und können durch ein feststehendes Rohr 14. welches Öffnungen 15 aufweist, mit Schlamm gefüllt werden.
In den Körpern 4 und 5 sind senkrecht zur Achse scheibenförmige Filter 16 eingelassen, deren eine Fläche die Räume 7 und 8, die andere Fläche die Räume 17 be grenzt. Diese Räume 17 stehen durch ein Rohr 18 mit dem Aussenraum ständig in Ver bindung. Die Ringe 9, 10 sind durch Stangen 1.9 mit einer Scheibe 20 verbunden, welch auf der Achse 1 hin und her geschoben wer den kann. Auf der Scheibe 20 ist ein Zylinder 21 befestigt, welcher mit einem Zylinder deckel 22 und einem auf der Achse 1 befestig ten Kolben 23 Räume 24 und 25 einschliesst. Der Raum 24 steht durch eine Öffnung 26 mit einem Rohr 27 und einem Stutzen 28 eines nicht dargestellten Druckverteilers in Verbindung.
Raum 25 steht durch eine Üff- nung 29 mit dem Hohlraum 30 der Achse 1 und mit einem Stutzen 31 des Druckverteilers in Verbindung. Um die Zentrifuge herum ist ein unten mit Stutzen 33 versehenes fest stehendes Gehäuse mit einem Fach 32 ange bracht, in welches die festen Bestandteile des Schlammes hinausgeschleudert werden. Von diesem Fach durch eine Trennwand 34 ge trennt ist ein zweites Fach 35 im Gehäuse angebracht, welches einen Stutzen 36 auf weist, durch welchen die ausgeschiedene Flüs sigkeit abläuft.
Die Arbeitsweise der beschriebenen Vor richtung ist die folgende: Die Zentrifuge wird über die Keilriemenscheibe 3 und die Achse 1 in Drehung versetzt und ständig in Rotation gehalten. Dann wird der Schlamm durch das Rohr 14, die Öffnungen 15, 11 und 12 in die durch die Ringe 9, 10 geschlossenen Kammern 7 und 8 gepumpt. Sind diese Kammern ge füllt, so wird die Zufuhr von Schlamm abge stellt. Durch .die Zentrifugalkraft kommt der Schlamm unter Druck, und die Flüssigkeit wird durch,die Filter 16 hindurchgepresst und gelangt in die Kammern 17.
Aus .diesen wird die Flüssigkeit durch die Zentrifugalkraft durch das Rohr 18 herausgeschleudert, im Ge- liäuse 35 aufgefangen und fliesst dann durch den Stutzen 36 ab. Nun wird Pressluft oder Flüssigkeit in den Stutzen 31 eingelassen. Diese fliesst durch den Hohlraum 30 der Achse 1 und die Öffnungen 29 in die Kammer 25. wodurch der Zylinder 21, die Scheibe 20 und die Ringe 9, 10 auf der Zeichnung von links nach rechts bewegt werden. Dadurch werden die Kammern 7 und 8 geöffnet und die darin zurückgebliebenen festen Bestandteile durch die Zentrifugalkraft herausgeschleudert. Sie werden von dem Gehäuse 32 aufgefangen und gehen durch den Stutzen 33 weg.
Nun wird der Raum 25 entleert und komprimierte Luft oder Flüssigkeit durch den Stutzen 28 einge lassen. Sie fliesst .durch das Rohr 27 und die Öffnung 26 in die Kammer 24, wodurch der Zylinder 21, die Scheibe 20 und die Ringe 9, 10 von rechts nach links verschoben und die Kammern 7, 8 verschlossen werden. Nun kann von neuem Schlamm in die Zentrifuge einge lassen werden.
Die Zentrifuge kann auch um eine verti kale Achse rotieren und beliebig viele Kam mern besitzen. Die Filter 16 können statt senkrecht zur Welle unter einem Neigungs winkel von 45 bis 90 zur Welle angeordnet werden. Es empfiehlt sich, die Umfangs geschwindigkeit der Zentrifuge so hoch zu bemessen, dass die auf der Filterfläche sich absetzenden festen Bestandteile schon während dem Filtrieren durch die Zentrifugalkraft ab geschleudert und zum Mantel hin befördert werden. Dadurch findet eine Selbstreinigung des Filters statt.
Der Erfinder hat gefunden, ,dass für die Durchführung des Verfahrens keramische Fil ter sich besonders gut eignen, weil sie sich nicht verstopfen und eine glatte Oberfläche besitzen.
Durch die vorliegende Erfindung, welche von Wilhelm Steinmann, Vevey, gemacht worden ist, wird ein neuer technischer Fort schritt erzielt, weil diese Erfindung die Ent wä3serung des Schlammes und somit die Ver ringerung des Kohlenverbrauches bei der Ze mentfabrikation ermöglicht.
Es war nicht vorauszusehen und ist über raschend, dass die Entwässerung des Schlam mes für die Zementfabrikation durch Zentrifu- gierung zu einem Erfolg führen konnte, da durch, dass die Flüssigkeit durch Filter seit lich und die festen Bestandteile senkrecht zur Achse durch verschliessbare Öffnungen im Mantel .der Zentrifuge ausgetragen wurden.
Method and device for dewatering sludge for cement manufacture by centrifugation. The preparation of the raw materials for cement manufacture according to the so-called "wet process" results in a sludge that contains about 30 to 40% water. During further processing, this water is either partially filtered off through slow-running filters or completely evaporated in the cement oven It has been proposed to dewater the sludge by centrifugation, but no practical result has been reached.
The reason for this is that centrifugation has so far been tried in solid bowl centrifuges, in which, as is known, the lighter liquid is separated out in an annular layer that is closest to the axis, while the heavier loading components rest on the jacket of the centrifuge. It has been shown that the sludge contains floating constituents, which are not excreted due to eddies and with. be discharged from the centrifuge together with the water. However, this results in a segregation of the starting materials.
The use of a sieve centrifuge, in which, as is well known, the liquid is thrown out through the perforated jacket of the centrifuge, while the solid components remain in the centrifuge, does not lead to any result, since the heavier components of the sludge that settle on the jacket, Difficult for the liquid to pass through. are. According to the present invention, the sludge for cement production is dewatered by centrifugation, the liquid escaping from the centrifuge through filters arranged in the front wall and the solid components being carried out of the centrifuge through closable openings in the jacket.
By this method it can be achieved that the floating components are retained by the filter and discharged with the solid components of the sludge, whereby an intimate mixing of these components can be brought about by impact on a housing of the centrifuge. During centrifugation, the impermeable heavy components can only partially cover the filter. so that the liquid, which is lighter, always remains in direct contact with the filter.
The device for practicing the new method consists of a centrifuge with a horizontal or vertical axis of rotation, in the interior of which, at an angle of 45 to. 90 to the axis of rotation, filters are arranged, which are connected on the one hand to the interior of the centrifuge and on the other hand to the exterior. In the jacket of this centrifuge closable openings are arranged through wel che the solid constituents retained by the filters can be discharged after dewatering. The accompanying drawing schematically illustrates an embodiment of the centrifuge according to the invention in longitudinal section.
On the basis of this, the method according to the invention is also exemplified below.
A horizontal hollow shaft 1 is mounted in two bearings 2 and is driven by a pulley 3 V-belt. On this axis 1, disc-shaped bodies 4, 5 and 6 are keyed at intervals so that chambers 7 and 8 are formed between these discs. These chambers can be closed by rings 9 and 10, which can be moved back and forth in the axial direction. The chambers 7 and 8 are in communication with the cavity 13 of the axle through openings 11, 12 and can be filled with mud through a fixed tube 14 which has openings 15.
In the bodies 4 and 5 disc-shaped filters 16 are embedded perpendicular to the axis, one surface of which borders the spaces 7 and 8, the other surface the spaces 17 be. These spaces 17 are constantly connected to the outside through a pipe 18. The rings 9, 10 are connected by rods 1.9 with a disc 20, which pushed back and forth on the axis 1 who can. On the disc 20, a cylinder 21 is attached, which with a cylinder cover 22 and a piston attached to the axis 1 th 23 spaces 24 and 25 includes. The space 24 communicates through an opening 26 with a pipe 27 and a connector 28 of a pressure distributor (not shown).
Space 25 communicates through an opening 29 with the cavity 30 of the axle 1 and with a connector 31 of the pressure distributor. To the centrifuge around a bottom provided with nozzle 33 fixed housing with a compartment 32 is introduced into which the solid components of the sludge are thrown out. From this subject ge separated by a partition 34, a second compartment 35 is mounted in the housing, which has a nozzle 36 through which the excreted liq fluid drains.
The operation of the device described before is as follows: The centrifuge is set in rotation via the V-belt pulley 3 and the axis 1 and is constantly kept in rotation. The sludge is then pumped through the pipe 14, the openings 15, 11 and 12 into the chambers 7 and 8 closed by the rings 9, 10. If these chambers are filled, the supply of sludge is turned off. Due to the centrifugal force, the sludge comes under pressure, and the liquid is pressed through the filters 16 and reaches the chambers 17.
The liquid is thrown out of these by the centrifugal force through the pipe 18, collected in the housing 35 and then flows off through the nozzle 36. Compressed air or liquid is now let into the connector 31. This flows through the cavity 30 of the axis 1 and the openings 29 into the chamber 25, whereby the cylinder 21, the disc 20 and the rings 9, 10 are moved from left to right in the drawing. As a result, the chambers 7 and 8 are opened and the solid components remaining therein are thrown out by the centrifugal force. They are caught by the housing 32 and go away through the connecting piece 33.
Now the space 25 is emptied and compressed air or liquid is let through the nozzle 28. It flows through the pipe 27 and the opening 26 into the chamber 24, whereby the cylinder 21, the disc 20 and the rings 9, 10 are shifted from right to left and the chambers 7, 8 are closed. New sludge can now be poured into the centrifuge.
The centrifuge can also rotate around a vertical axis and have any number of chambers. The filters 16 can be arranged instead of perpendicular to the shaft at an inclination angle of 45 to 90 to the shaft. It is advisable to set the circumferential speed of the centrifuge so high that the solid constituents that settle on the filter surface are thrown off by the centrifugal force during the filtering process and transported to the jacket. This causes the filter to clean itself.
The inventor has found that ceramic filters are particularly suitable for carrying out the method because they do not clog and have a smooth surface.
With the present invention, which was made by Wilhelm Steinmann, Vevey, a new technical progress is achieved because this invention enables the dewatering of the sludge and thus the reduction of the coal consumption in cement manufacture.
It was unforeseeable and surprising that the dewatering of the sludge for cement production by centrifugation could lead to success, as the liquid passed through filters on the side and the solid components perpendicular to the axis through closable openings in the jacket .the centrifuge was discharged.