CH659007A5 - Verfahren zur regenerierung einer kompakten, insbesondere einer unloeslichen restschicht in einer zentrifugentrommel. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regenerierung einer kompakten, insbesondere einer unlöslichen Restschicht in einer rotierbaren Zentrifugentrommel, wobei die Restschicht beim Rotieren der Trommel unter Wirkung der Zentrifugalkraft gegen die Filtrationsfläche der Trommel gedrückt wird.

Beim Filtrieren einer Suspension mittels rotierender Zentrifugentrommel bildet sich an den Filtrationsflächen ein Feststoffkuchen, welcher als Produkt auf verschiedene Weise von der Filtrationsfläche ausgetragen wird. Nicht ausgetragen bleibt dabei eine sogenannte Restschicht, die durch Einbetten von Feinkornanteil in der Restschicht immer dichter und undurchlässiger wird und mit der Zeit den Abfluss des Filtrats durch die Filtrationsfläche behindert und schliesslich verhindert. In diesen Fällen muss die Filtration unterbrochen und die Restschicht muss regeneriert werden, in vielen Fällen ausgetragen bzw. beseitigt werden, um die Durchlässigkeit der Filtrationsfläche für das Filtrat wieder herzustellen. Diese Aufgabe ist relativ einfach bei Restschichten aus einem löslichen Material zu bewerkstelligen. Man setzt eine bei diesen Apparaten übliche und vorhandene Waschvorrichtung ein. Durch die Waschvorrichtung bespritzt man die Restschicht mit einem geeigneten Lösemittel, bis sich die Restschicht aufgelöst hat. Dieses nimmt selbstverständlich eine gewisse Zeit in Anspruch, was die Durchsatzleistung der Anlage beeinträchtigt, weil unterdessen die Zufuhr der zu filtrierenden Suspension unterbrochen werden muss. Schwieriger ist das Regenerieren bzw. Beseitigen einer Restschicht zu bewerkstelligen, welche aus einem unlöslichen Material besteht. In diesem Fall wird die Zentrifugentrommel ausser Gang gesetzt und die Restschicht von Hand durch Abschlagen, Auskratzen und ähnliches entfernt. Es ist auch bekannt, wie es z.B. bei den sogenannten Syphon-Zentrifugen der Fall ist, die Restschicht durch einen Flüssigkeitsstrom zu regenerieren, der entgegen der Filtratsflussrichtung durch die Filterfläche strömt, die Restschicht von der Filterfläche abhebt, und dadurch regeneriert wegschwemmt. Dieser Vorgang bedingt selbstverständlich relativ aufwendige, konstruktive Massnahmen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Regenerieren einer kompakten, insbesondere einer unlöslichen Restschicht zu finden, welches ohne Einsatz von Handarbeit und ohne Ändern der Betriebsdrehzahl der Zentrifugentrommel durchführbar ist. Die dazu einzusetzenden Mittel sollen relativ einfach und billig sein. Es soll möglich sein, diese dazu notwendigen Mittel ohne grosse Umbauten in eine vorhandene Zentrifuge einzubauen.

Diese Aufgabe ist beim Regenerieren einer Restschicht der anfangs beschriebenen Art dadurch erfüllt, dass gegen die mit Betriebsdrehzahl rotierende Restschicht vom Innern der Zentrifugentrommel in einem spitzen Winkel gegen die Umlaufrichtung der Filtrationsfläche mindestens ein fächerartig flacher, eine Schnittwirkung erzeugender Flüssigkeitsstrahl gerichtet wird, dessen Druck auf die Restschicht grösser ist, als der durch die Zentrifugalkraft verursachte Druck, unter welchem die Restschicht gegen die rotierende Filtrationsfläche gedrückt wird, durch welchen Flüssigkeitsstrahl die Restschicht von der Filtrationsfläche gehoben wird, wobei sie gebrochen und umgeschichtet wird, und wobei sich das Restschicht-Material, in Richtung der Rotationsbewegung der Filtrationsfläche hinter dem Flüssigkeitsstrahl auf der Filtrationsfläche wieder absetzt.

Während des Umschichtungsvorganges werden die Feinkornanteile in der Restschicht freigelegt und mit der eingesetzten Flüssigkeit durch die Filtrationsfläche weggeschwemmt; so weist die neuentstandene Restschicht einen kleinen spezifischen Durchflusswiderstand auf, ist also für das Filtrat gut durchlässig. Sie ist dadurch regeneriert.

Nach einer vorteilhaften Ausführung dieses Verfahrens wird zum Bilden mehrerer fächerartigen Flüssigkleitsstrah-len ein mit in einer Reihe angeordneten Düsen, insbesondere Flachstrahldüsen, bestücktes Rohr benutzt, welches in dem Innenraum der rotierbaren Zentrifugentrommel zu dieser stationär und zur Achse der Zentrifugentrommel parallel angeordnet ist, wobei sein Abstand zur Filtrationsfläche wie auch die Richtung der durch die Düsen gebildeten Flüssigkeitsstrahlen durch Drehen des Rohres einstellbar sind.

Im weiteren wird der Erfindungsgegenstand beispielsweise näher beschrieben und erklärt. Dabei wird eine zum Ausführen des Verfahrens geeignete Zentrifuge beschrieben. Die Beschreibung bezieht sich auf eine Zeichnung, in welcher zeigen:

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch eine Zentrifuge,

Fig. 2 einen partiellen Schnitt durch die Zentrifuge, gemäss der Linie I—I in Fig. 1.

Fig. 3 einen partiellen Anblick auf den Deckel der Zentrifuge in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1.

Die abgebildete Zentrifuge weist ein Gehäuse 1 auf, in welchem rotierbar eine Zentrifugentrommel 2 gelagert ist. Die radial äussere Wand 3 der Zentrifugentrommel ist mit Öffnungen 4 zum Abführen des Filtrats versehen, welches in dem Gehäuse gesammelt und von diesem weggeführt wird. Die Zentrifugentrommel ist mit einem Stützgewebe und einem Filtertuch ausgekleidet, welches die eigentliche Filtrationsfläche 5 bildet. Auf der Filtrationsfläche wächst das

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Produkt zu einem Feststoffkuchen, welcher von Zeit zu Zeit mittels einer nicht gezeichneten Schälvorrichtung von der Filtrationsfläche geschält und aus der Zentrifuge ausgetragen wird. Nach dem Ausschälen des Produktes bleibt jedoch auf der Filtrationsfläche eine Restschicht 6 übrig, die mit der Zeit durch einbetten von Feinkorngutteil immer dichter und undurchlässig wird, so dass sie den Durchfluss des Filtrats durch die Filtrationsfläche be- bzw. verhindert. Es handelt sich um eine kompakte und unlösliche Restschicht, welche beim Rotieren der Fläche unter Wirkung der Zentrifugalkraft gegen die Filtrationsfläche 5 gedrückt wird. Um die Durchlässigkeit der Filtrationsfläche 5 für das Filtrat wieder herzustellen, muss diese Restschicht 6 regeneriert werden. Die Zerstörung der Restschicht 6 wird dadurch erreicht, dass mindestens ein facherartig flacher, eine Schnittwirkung erzeugender Flüssigkeitsstrahl 8 unter einem, zu einer gedachten Tangente 7—7 spitzen Schnittwinkel 18 gegen die Restschicht gerichtet wird, wie besonders in Fig. 2 gezeigt ist. Damit wird der Flüssigkeitsstrahl 8 gegen die Umlaufrichtung der Filtrationsfläche 5 bzw. der Zentrifugentrommel 2, welche mit dem Pfeil 9 in Fig. 2 dargestellt ist, gerichtet. Der Druck des Flüssigkeitsstrahles auf die Restschicht ist grösser als der durch die Zentrifugalkraft verursachte Druck, unter welchem die Restschicht 6 gegen die rotierende Filtrationsfläche gedrückt wird. Der facherartig flache Flüssigkeitsstrahl wirkt also gegen die Restschicht wie eine Schaberfläche und ist fähig, die Restschicht von der Filtrationsfläche zu heben, ohne jedoch die Filtrationsfläche zu beschädigen. Dabei wird die Restschicht gebrochen, umgeschichtet und dieses zerbrochene und umgeschichtete Restschicht-Material setzt sich unter der Wirkung der Zentrifugalkraft hinter dem Flüssigkeitstrahl auf der Filtrationsfläche in einer umgeänderten Struktur wieder ab, wo es eine regenerierte, durchlässige Material-Schicht auf der Filtrationsfläche aufbaut. Diese Umstrukturierung des Materials auf der Filtrationsfläche erfolgt in der Richtung der Rotationsbewegung der Filtrationsfläche, wie es mit dem Pfeil 9 dargestellt ist in Fig. 2, hinter dem Flüssigkeitsstrahl 8. Dieser Vorgang erfolgt bei normalen Betriebsumdrehungen der Zentrifugentrommel mehrmals hintereinander in einer relativ kurzen Zeit.

Beispielsweise bei einer Drehzahl der Zentrifugentrommel gegen 900 min-1 wird die Restschicht 15mal pro Sekunde umgeschichtet. Man braucht also die Betriebsumdrehungszahl bei diesem Vorgang nicht ändern.

Bei dem beschriebenen Vorgehen kommt es zu keinen Inhomogenitäten in Verteilung des Materials entlang der Filterfläche und demzufolge auch nicht zu Umwuchten, da sich unter der Zentrifugalkraft das mehrmals aufgepflügte und aufgehobene Restschichtmaterial wieder absetzt und durch das mehrfache Umschichten unter der Wirkung der Zentrifugalkraft symmetrisch auf der Filtrationsfläche verteilt wird.

Zum Ausführen des beschriebenen Verfahrens und des eine Schnittwirkung erzeugenden Flüssigkeitsstrahles ist bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel an stationäres Rohr 10 vorgesehen, welches parallel zu der Trommelachse 11 angeordnet ist und in den Innenraum der Zentrifugentrommel hineinragt. Das Rohr ist mit geeigneten, das heisst den Flüssigkeitsstrahl in der facherartig flachen Form bildenden Düsen 12, sogenannten Flachstrahldüsen, bestückt. Der Abstand des Rohres 10 relativ zu der Filtrationsfläche 5 bzw. zu der Restschicht 6, wie auch die Richtung des durch die Düsen 12 gebildeten Flüssigkeitsstrahles 8 gegen die Restschicht ist durch Drehen des Rohres 10 einstellbar. Das Rohr 10 ist in die Zentrifugentrommel durch einen Deckel 13 des Zentrifugengehäuses hineingeführt und drehbar und exzentrisch in einer Scheibe 14 gelagert, welche ihrerseits in dem Deckel 13 drehbar gelagert ist. Durch Drehen der Scheibe 14 in beide Richtungen, die mit dem Zeichen 15 in der Fig. 3 angegeben sind, lässt sich der Abstand des Rohres 10 zu der Restschicht 6 einstellen. Am Rohr 10 ist ein Hebel 16 befestigt, mittels welchem sich das Rohr in der Scheibe 14 drehen lässt, und zwar in Richtung der Pfeile, die in der Fig. 3 mit 17 bezeichnet sind. Durch dieses Drehen des Rohres 10 lässt sich die Richtung des durch die Düsen 12 gebildeten Flüssigkeitsstrahles in einem spitzen Schnittwinkel 18 zu der Restschicht 6 einstellen. Das Rohr 10 ist noch mit einem Ventil 19 versehen, mit welchem sich der Zufluss eines Flüssigkeit in das Rohr 10 regulieren lässt. Die Druckflüssigkeit wird von einer nicht gezeichneten Hochdruckpumpe in das Rohr 10 gepumpt. Diese Pumpe muss so ausgelegt sein, dass sie eine genügende Menge Flüssigkeit mit einem genügenden Druck, z.B. über 10 bar zu liefern im Stande ist.

Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel reicht das Rohr 10 über die ganze Länge der Zentrifugentrommel 2. Die Länge des mit den Düsen 12 bestückten Abschnittes des Rohres 10 entspricht der Länge der Filtrationsfläche der Zentrifugentrommel. Die Düsen 12 sind in einer Reihe entlang des Rohres 10 angeordnet. Das schliesst nicht aus, dass es in gewissen Fällen notwendig sein könnte, das Rohr 10 beispielsweise mit Düsen so zu bestücken, dass diese in zwei oder mehreren Reihen angeordnet würden.

Es ist auch vorstellbar, dass nur ein Teilabschnitt des Rohres 10 mit den Düsen bestückt wäre, wobei dann das Rohr parallel verschiebbar zu der Achse 11 der Zentrifugentrommel in axialer Richtung sein müsste.

Ein grosser Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens ist auch darin zu sehen, dass die einfachen Mittel, die zu seiner Ausführung notwendig sind, sich ohne weiteres in eine vorhandene Zentrifuge einbauen lassen, wodurch eine ältere Vorrichtung modernisiert werden kann.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

659007 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Regenerierung einer kompakten, insbesondere einer unlöslichen Restschicht (6) in einer rotierbaren Zentrifugentrommel (2), wobei die Restschicht beim Rotieren der Trommel unter Wirkung der Zentrifugalkraft gegen die Filtrationsfläche (5) der Trommel gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass gegen die mit Betriebsdrehzahl rotierende Restschicht (6) vom Innern der Zentrifugentrommel in einem spitzen Winkel gegen die Umlaufrichtung der Filtrationsfläche mindestens ein fächerartig flacher, eine Schnittwirkung erzeugender Flüssigkeitsstrahl (8) gerichtet wird, dessen Druck auf die Restschicht (6) grösser ist als der durch die Zentrifugalkraft verursachte Druck, unter welchem die Restschicht gegen die rotierende Filtrationsfläche (5) gedrückt wird, durch welchen Flüssigkeitsstrahl (8) die Restschicht (6) von der Filtrationsfläche (5) gehoben wird, wobei sie gebrochen und umgeschichtet wird, und wobei sich das Restschicht-Material, in Richtung der Rotationsbewegung der Filtrationsfläche (5) hinter dem Flüssigkeitsstrahl (8) auf der Filtrationsfläche (5) wieder absetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zum Bilden mehrerer fächerartiger Flüssigkeitsstrahlen (8) ein mit in einer Reihe angeordneten Düsen, insbesondere Flachstrahldüsen (12), bestücktes Rohr (10) benutzt wird, welches in dem Innenraum der rotierbaren Zentrifugentrommel (2) zu dieser stationär und zur Achse (11) der Zentrifugentrommel parallel angeordnet ist, wobei sein Abstand zur Filtrationsfläche (5), wie auch die Richtung den durch die Düsen (12) gebildeten Flüssigkeitsstrahlen (8) durch Drehen des Rohres (10) einstellbar sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bilden den Flüssigkeitsstrahlen (8) ein über die ganze Länge der Zentrifugentrommel reichendes Rohr (10) benutzt wird, wobei die Länge des mit den Düsen (12) bestückten Abschnittes des Rohres der Länge der Filtrationsfläche (5) der Zentrifugentrommel (2) entspricht.