DE3248384A1 - Einrichtung zur trocknung von feststoffen - Google Patents

Einrichtung zur trocknung von feststoffen

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Entwässerung und Trocknung von Feststoffen, wie z. B. wasserhaltigen Braunkohlen, Abwasserschlämmen, Pulpen od. dgl., mit einer rotierbar gelagerten Siebtrommel. Weiters kann mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Laugung organischer sowie anorganischer Söffe drucklos oder unter Druck bei entsprechender Temperatur des Laugungsmediums durchgeführt werden. Es ist bereits bekannt, Feststoffe vom flüssigen Anteil einer Suspension oder Aufschlämmung durch Spaltsiebe zu trennen. Solche Spaltsiebe sind üblicherweise schräg angeordnet, wobei die durch die Spaltstäbe begrenzten Spalte horizontal verlaufen. Hiebei strömt die aufgegebene Suspension oder Aufschlämmung über die schräge Siebfläche abwärts. Der flüssige Anteil tritt durch die Spalte hindurch, während der feste Anteil abwärts gleitet. Die Oberfläche der Siebstäbe ist gegenüber der Horizontalen geneigt und die Siebstäbe können zur Verbesserung der Siebwirkung gestuft angeordnet sein, so daß die aufgegebene Suspension oder Aufschlämmung von einem Siebstab zum nächsten über die Stufe abfällt. Je größer die Länge des Spaltsiebes in Richtung der Strömung der Suspension oder Aufschlämmung ist, desto besser ist die Entwässerungswirkung, jedoch ist bei den bekannten Spaltsieben die Länge aus räumlichen Gründen meist begrenzt.
Die. Erfindung zielt nun darauf ab, die Entwässerung von wasserhaltigen Feststoffen mit einer Einrichtung zu verbessern, welche ohne große Modifikation in einem Autoklaven angeordnet werden kann und damit unter Dampfdruck betrieben werden kann. Eine derartige Arbeitsweise unter Dampfdruck ist insbesondere für die Entwässerung von wasserhaltigen Braunkohlen erforderlich. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung im wesentlichen darin, daß die Siebtrommel als Spaltsiebtrommel ausgebildet ist, deren Spalte von einem Stirnende zum anderen Stirnende im Trommel mantel verlaufen, daß gleichachsig mit der Trommel im Inneren derselben eine Förderschnecke angeordnet ist und daß die Förderschnecke und die Trommel gemeinsam oder gesondert in Umdrehung um ihre Achse antreibbar sind. Dadurch, daß eine Spaltsiebtrommel verwendet wird, wird eine bedeutende Verbesserung dor Entwässerungsleistung gegenüber herkömmlichen Siebtrommeln erzielt und es wird gegenüber der Verwendung von herkömmlichen Spaltsieben der Vorteil einer wesentlich kompakteren Bauweise erreicht. Um
die Strömung des zu entwässernden Gutes, welches in bevorzugter Weise als Aufschlämmung aufgegeben wird, von einem Ende der Spaltsiebtrommel zum anderen Ende sicherzustellen, ist erfindungsgemäß im Inneren der Trommel eine Förderschnecke angeordnet, mit welcher das zu entwässernde Material am inneren Mantel der Siebtrommel in Achsrichtung der Siebtrommel gefördert wird. Die Förderschnecke kann hiebei mit ihren Schneckengängen im Abstand vom ^inneren Mantel der Siebtrommel unabhängig vom Antrieb der Siebtrommel gesondert in Umdrehung versetzt werden und es kann auf diese Weise eine Ausbildung sichergestellt werden, bei welcher trotz hoher Durchsatzmenge in der Zeiteinheit und entsprechend rascher Umdrehung der Förderschnecke eine zentrifugale Wirkung durch die Siebtrommel nicht ausgeübt wird. Bei geringen Durchsatzmengen können die Förderschnecke und die Trommel mit gleicher Geschwindigkeit in Umdrehung versetzt werden und in diesem Fall kann zur Erhöhung der Stabilität der Spaltsiebtrommel eine starre Verbindung zwischen den Schneckengängen der Förderschnecke und dem Hantel der Spaltsiebtrommel vorgesehen sein. Die Suspension oder Aufschlämmung strömt hiebei von einem Stirnende der Siebtrommel zum anderen Stirnende derselben und aufgrund der Drehung der Trommel im wesentlichen entlang einer Schraubenlinie. Der Umfang der Trommel entspricht dem Druchmesser der Trommel multipliziert mit dem Wert Tt , d.h. also etwa dem dreifachen Durchmesser der Trommel. Wenn man damit rechnet, daß die aufgegebene Aufschlämmung oder Suspension nur einmal über den Umfang der Trommel transportiert wird, so wird damit das Baumaß des Spaltsiebes, in der Strömungsrichtung gemessen, auf ein Drittel des Baumaßes eines schrägen Spaltsiebes verringert. Die Suspension kann aber auch mehrmals über den inneren Umfang der -Trommel strömen, in welchem Falle dann die wirksame Länge des Spaltsiebes, in Strömungsrichtung gesehen, ein Vielfaches beträgt.
Für die Trocknung von Braunkohle, Torf oder anderen organischen Feststoffen kann die Anordnung in bevorzugter Weise so getroffen sein, daß die Siebtrommel in einem dichtend abschließbaren druckfesten Gehäuse angeordnet ist und daß am Gehäuse eine insbesondere als Schleuse ausgebildete Aufgabe- und eine Entnahme-Öffnung für das zu entwässernde Material angeordnet ist. Auf diese Weise läßt sich innerhalb der Siebtrommel beispielsweise unter den Bedingungen einer Trocknung nach dem Verfahren von
Fleißner arbeiten, bei welchem die Feststoffe unter Einwirkung einer Sattdampfatmosphäre bei erhöhten Temperaturen getrocknet werden. Da in diesem Fall das Innere der Siebtrommel unter erhöhtem Druck, beispielsweise bei Drücken von 8-45 bar, gehalten wird, ist ein entsprechend dichtend abschließbares, druckfestes Gehäuse vorgesehen, welches durch eine Schleuse be- und entladen werden kann und entsprechend wärmeisoliert ist.
. Da die Förderung des aufgegebenen Materials durch die Förderschnecke sichergestellt ist, kann die Achse der Siebtrommel im wesentlichen horizontal angeordnet sein. Auf diese Weise ist eine einfache Lagerung der Trommel möglich. Für die Beaufschlagung des zu entwässernden Materials mit Sattdampf oder überhitztem Dampf können im Inneren des Gehäuses und außerhalb der Siebtrommel DampfZuführungsöffnungen angeordnet sein, welche vorzugsweise längs einer Erzeugenden des Trommelmantels und vorzugsweise oberhalb der Siebtrommel münden. Bei dieser Anordnung wird gleichzeitig die Möglichkeit einer Reinigung der Spaltsiebe durch den ausströmenden Dampf von der Außenseite der Spaltsiebtrommel her geboten. Vorzugsweise sind hiebei an der Unterkante des Gehäuses Abflußöffnungen für kondensierendes und/oder aus dem zu entwässernden Material austretendes Wasser angeordnet, welche eine kontinuierliche Abführung des Wassers ermöglichen.
Der Drehantrieb für die Trommel und die Schnecke ist vorzugsweise so bemessen, daß die Drehzahl der Schnecke größer,oder gleich der Drehzahl der Siebtrommel wählbar ist, wodurch sichergestellt wird, daß von der Spaltsiebtrommel keine Zentrifugalwirkung auf das zu entwässernde Material ausgeübt wird. Die Verwendung einer Spaltsiebtrommel für die Trocknung von organischen Feststoffen, wie beispielsweise Braunkohle, in Dampfatmosphäre bietet hiebei den weiteren Vorteil, daß der unter überdruck stehenden Raum klein gehalten werden kann. Für die Trocknung von Abwasserschlamm ist es in der Regel erforderlich, eine für die nachfolgende Trocknung günstige Flockengröße vor der übergabe auf die Spaltsiebtrommel sicherzustellen. Hiebei kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung der Aufgabeöffnung ein mit der Trommel mitrotierender zylindrischer Aufgaberaum vorgeschaltet sein, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Aufgabeöffnung und der an dem von der Trommel abgewendeten Ende durch einen axial verschiebbaren Ring begrenzt ist. Durch Verschiebung dieses Ringes,
ORIG/NALJNSPECTED
welcher dicht in dem zylindrischen Aufgaberaum geführt ist, kann die Länge dieses zylindrischen Aufgaberaumes und damit das Aufnahmevolumen desselben in einfacher Weise verändert werden. Dies ist dann von Vorteil, wenn eine Suspension beispielsweise von Abwasser behandelt werden soll, welcher ein Flockungsmittel für <äie Feststoffe zugesetzt wird. Im Aufgaberaum soll sich die Suspension mit dem zugesetzten Flockungsmittel beruhigen und die "richtige Flockenbildung ist abhängig von der Verweilzeit im Aufgaberaum und damit vom Aufnahmevolumen desselben. Je nach Größe dieses Aufgaberäumes ergeben sich unterschiedliche Flockengrößen und damit für die nachfolgende Trocknung günstige Bedingungen.
Die Spaltsiebtrommel kann in einfacher Weise als Zylinder ausgebildet sein. Es ist im Rahmen der Erfindung ohne weiteres möglich, die Trommel kegelstumpfförmig bzw. konisch auszubilden, wobei die Erzeugenden des Trommelmantels von geraden oder gekrümmten bzw. geknickten Erzeugenden gebildet sein können. Die Förderschnecke kann in einfacher Weise der Innenkontur der Siebtrommel angepaßt sein. Je nach Wahl der Form der Erzeugenden des Trommelmantels kann hiebei dem Entwässerungsverhalten des zu entwässernden Materials Rechnung getragen werden.
In jedem Fall erfolgt die Aufgabe des zu entwässernden Materials über eine an einer Stirnseite der Siebtrommel mündende Aufgabeöffnung. Eine konstruktiv besonders einfache Ausgestaltung ergibt sich, wenn an der der Aufgabeöffnung gegenüberliegenden Stirnseite der Siebtrommel ein Lager für die Förderschnecke angeordnet ist, wobei die Stirnseite vorzugsweise geschlossen ausgebildet ist und die Austragsöffnung im Gehäuse mit wenigstens einer Durchbrechung im Mantel der Siebtrommel fluchtet. Hiebei verlaufen die Spalte der Siebtrommel im wesentlichen in axialer Richtung derselben. Aufgrund der Umdrehung der Siebtrommel strömt das zu entwässernde Gut quer zu diesen Spalten der Siebtrommel und es ergibt sich damit eine gute Entwässerung bei geringem Verschleiß des Siebes. Der Verschleiß des Spaltsiebes kann dadurch wesentlich verringert werden, daß die Spalte schraubenlinienförmig im Mantel der Siebtrommel und im wesentlichen parallel zu den Schaufelflächen der Förderschnecke verlaufen. Um unterschiedlichen Durchsatzmengen in der Zeiteinheit in einfacher Weise Rechnung zu tragen, ist die Ausbildung so getroffen, daß die Drehgeschwindig-
keit der Trommel gesondert von der Drehgeschwindigkeit der Schnecke einstellbar ist.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 schematisch den Aufbau einer derartigen Anklage und Fig. 2 einen Schnitt nach den Linien II-II der Fig. 1.
In der Zeichnung ist eine Einrichtung zum Trocknen von organischen Feststoffen, wie z. B. wasserhaltigen Braunkohlen, unter Verwendung von Dampf dargestellt. Das bisher diskontinuierlich in großen Dämfpereinheiten durchgeführte Sattdampftrocknungsverfahren nach Fleißner weist, bedingt durch die Konstruktionshöhe der Dämpfer, die bis zu 8 m beträgt, Nachteile hinsichtlich der Beanspruchung der Kohle beim Füllen und Entleeren, der Abführung des Kondensatwassers und des aus der Kohle ausgetriebenen Wassers und der Abführung des beim stattfindenden Inkohlungsprozeß anfallenden C0_ auf. Sowohl das in der Kohleschüttung durch die Schwerkraft abfließende Kondensat- und Kohlewasser als auch das sich auf Grund der höheren spez. Dichte absetzende C0_ führt zu einer Herabsetzung des Wärmeüberganges vom Dampf zur Kohle. Weiters werden die Abfallprodukte, wie das Abwasser und das CO», unnötigerweise erwärmt und die für den Trocknungsprozeß erforderliche Wärmemenge erhöht. Zusätzlich wird ein Verlegen der am Dämpferbpden befindlichen Siebe durch Feinkohle, welches den Abwasserablauf verzögern und fallweise verhindern kann, beobachtet.
Bei der erfindungsgemäßen Trockeneinrichtung ist ein Gehäuse 1 und eine drehbar gelagerte Spaltsiebtrommel 2 vorgesehen. Innerhalb dieser Spaltsiebtrommel ist eine Förderschnecke 3 drehbar gelagert. Die Aufgabe der zu entwässernden Kohle erfolgt über eine Kohlenschleuse 4 an einer Stirnseite 5 der Siebtrommel 2. An der Aufgabeseite ist ein Leitblech 6 angeordnet, welches dafür sorgt, daß die Kohle im Inneren der Spaltsiebtrommel 2 von der Förderschnecke 3 erfaßt wird. Die Förderschnecke 3 transportiert das aufgegebene Material von der Stirnseite 5 im wesentlichen in axialer Richtung der Siebtrommel 2 zur gegenüberliegenden Stirnseite 7 der Siebtrommel 2. Die Achse 8 der Siebtrommel 2 sowie die Förderschnecke 3 verläuft hiebei im wesentlichen in horizontaler Richtung. Die Siebtrommel 2 ist in den Lagern 9 und 10 im Gehäuse 1 gelagert und kann über eine Antriebswelle 11 in Drehung versetzt werden. Die der Aufgabeseite gegenüberliegende Stirn-
seite 7 der Trommel ist als geschlossene Stirnv/and 12 ausgebildet, welche ein Lager 13 für die Förderschnecke 3 trägt. Die Förderschnecke 3 wird hiebei über die Welle 14 gesondert oder gemeinsam mit der Siebtrommel 2 in Umdrehung versetzt. Die die Spalte der Siebtrommel begrenzenden Stege 15 verlaufen bei der Ausführung nach Fig. 1 in Achsrichtung der Trommel. Das aufgegebene Material wird zu einer radialen Durchbrechung 16 der Siebtrommel 2 gefördert, welche mit der gleichfalls als Schleuse ausgebildeten Austragungsöffnung 17 fluchtet. Am Boden des Gehäuses 1 sind in Achsrichtung der Trommel hintereinander liegende Austragsöffnungen 18 vorgesehen, über welche das abströmende V7asser ausgetragen werden kann. Eine gemeinsame Abwassersammelleitung 19 führt über einen Schlammabscheider 20 zu einem Oxydator 21, bevor das Wasser in den Vorfluter abgeleitet werden kann.
An der Deckelseite des Gehäuses in Achsrichtung der Trommel 2 sind hintereinander Dampfeintrittsöffnungen 22 vorgesehen, welche von einer gemeinsamen Dampfleitung 23 mit Dampf beaufschlagt werden. Der auf den Mantel der Siebtrommel 2 aufgeblasene' Dampf dient hierbei der Aufrechterhaltung einer Sattdampfatmosphäre innerhalb des Gehäuses 1 während der Trocknung und ermöglicht gleichzeitig eine Reinigung der Siebspalte.-
In Fig. 2 ist der Querschnitt durch die Trommel 2 dargestellt. Die Segmente der Förderschnecke 3 sind heibei mit 24 bezeichnet. Die in Achsrichtung der Trommel verlaufenden Stege 15 werden von in Umfangrichtung verlaufenden, ringförmigen oder schraubenlinienförmigen Stegen 25 zur Ausbildung der Spalte 26 in entsprechendem Abstand voneinander gehalten.
Das Gehäuse 1 ist bis etwa 45 bar druckfest. Die mittels Heißwasser bzw. Abdampf vorgewärmte wasserreiche Bräunkohle mit einer vorzugsweisen Körnung 0 - 50 mm wird über die Druckschleuse dem Spaltsiebtrommeltrockner zugeführt und mittels der Transportschnecke durch die Spaltsiebtrommel gefördert und am anderen Ende der Spaltsiebtrommel abgeworfen. Die Aufenthaltszeit der Kohle in der Spaltsiebtrommel ist abhängig vom angewandten Dampfdruck, der angewandten Dampftemperatur und der größten Stückgröße der zu trocknenden Kohle. Bei einem Sattdampfdruck von 45 bar bzw. 260 C errechnet sich die max. Aufenthaltsdauer bis zur völligen Durchwärmung bei einem Kohlestück von 50 mm" Durchmesser mit ca. 30 min. Die Durchsatzleistung eines Spaltsiebtrommeltrockners wird
vom Durchmesser der Spaltsiebtrommel, dem Füllungsgrad und der Transportgeschwindigkeit der Kohle bestimmt. Der Füllungsgrad wird zwischen 10 und 35 %, vorzugsweise bei 25 %, liegen. Die Spaltsiebtrommel, die sich ebenfalls dreht, ermöglicht ein sofortiges Ablaufen des Kondensatwassers und des ausgetriebenen .Kohlewassers sowie des gebildeten CO2. Die Spaltweite.des rostfrei ausgeführten Spaltsiebes liegt zwischen 0,2 und 1 mm, vorzugsweise bei 0,5 mm. Um die Spalten des Spaltsiebes durch eine laufende Reinigung freizuhalten/ wird der für die Trocknung erforderliche Dampf auf der Oberseite der SpaItsiebtrommel eingedüst und die Spalten des Spaltsiebes freigeblasen. Der Austrag der Kohle aus dem Spaltsiebtrommeltrockner erfolgt wieder mittels Schleuse. Als Erwärmungsmedium bzw. Trocknungsmedium kann grundsätzlich Heißwasser, Sattdampf oder überhitzter Dampf verwendet werden. Entsprechend den jeweiligen technologischen Erfordernissen ist die Kombination von mehreren Spaltsiebtrommeltrocknern, die Kombination von einer feststehenden Spaltsiebkaskade mit einem Spaltsiebtrommeltrockner sowie die Kombination mit einer Trocknungszentrifuge möglich.
Weiters ist eine Koppelung der vorgenannten kontinuierlich arbeitenden Trocknungssysteme mit einer Verkokungs- oder Vergasungs- oder Hydrierungsanlage zwecks einer technologischen Verbesserung des Verfahrensablaufes bzw. einer Nutzung der Abwärme der der Trocknung nachgeschalteten Veredelungsverfahren für die Dampferzeugung möglich.
Die Drehgeschwindigkeit der Trommel wird hiebei zwischen 0,1 und 10 min ge.wählt, um eine Zentrifugalwirkung durch die Trommel mit Sicherheit zu verhindern. Die Drehgeschwindigkeit der Förderschnecke 3 kann entsprechend der Durchsatzmenge größer gewählt werden. Neben der Ausgestaltung der Siebtrommel 2 mit schräg zu den Erzeugenden verlaufenden schraubenlinienförmig verlaufenden Spalten zum Zwecke der Verminderung des Verschleisses der Siebtrommel ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, die Förderschnecke 3 entgegen der Drehrichtung der Trommel 2 in Um-. drehung zu versetzen.
Patentansprüche:
,-ORIGINAL INSPECTED
- (ΙΌ*
L e e r s e i t e

Claims (13)

  1. "S" JP "X
    * W * η ι* m m m λ . .
    Patentansprüche:
    l.JEinrichtung zur Trocknung von Feststoffen, wie z.B. wasserhaltigen Braunkohlen, Abwasserschlämmen, Pulpen od. dgl., sowie zur Laugung von organischen oder anorganischen Stoffen mit •■einer rotierbar gelagerten Siebtrommel, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebtrommel (2) als SpaItsiebtrommel ausgebildet ist, "deren Spalte (26) von einem Stirnende (7) zum anderen Stirnende (5) im Trommelmantel verlaufen, daß gleichachsig mit der Trommel im Inneren derselben eine Förderschnecke (3) angeordnet ist und daß die Förderschnecke (3) und die Trommel (2) gemeinsam oder gesondert in Umdrehung um ihre Achsen antreibbar sind.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebtrommel (2) in einem dichtend abschließbaren druckfesten Gehäuse (1) angeordnet ist und daß am Gehäuse (1) eine insbe-'sondere als Schleuse ausgebildete Aufgabe- (4) und eine Entnahmeöffnung (17) für das zu entwässernde Material angeordnet ist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (11) der Siebtrommel (2) im wesentlichen horizontal angeordnet ist.
  4. 4. Einrichtung·nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Gehäuses (1) und außerhalb der Siebtrommel (2) DampfZuführungsöffnungen (22) angeordnet sind.
  5. .5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die DampfZuführungsöffnungen (22) längs einer Erzeugenden des Trommelmantels und vorzugsweise oberhalb der Siebtrommel (2) münden.
  6. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterkante des Gehäuses (1) Abflußöffnungen (8) für kondensierendes und/oder aus dem zu entwässernden Material austretendes Wasser angeordnet sind.
  7. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Schnecke (3) größer oder gleich der Drehzahl der Siebtrommel (2) wählbar ist.
  8. 8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommel (2) ein mit der Trommel (2) mitrotierender zylindrischer Aufgaberaum vorgeschaltet ist, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Aufgabeöffnung und
    ORIGINAL INSPECTED
    der an dem von der Trommel abgewendeteh" EncJe "cTdrch einen axial verschiebbaren Ring begrenzt ist.
  9. 9. Einrichtung nach einem' der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabeöffnung (4) für das zu entwässernde Material an einer Stirnseite (5) der Siebtrommel mündet.
  10. 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9', dadurch gekennzeichnet, daß an der der Aufgabeöffnung gegenüberliegenden Stirnseite (12) der Siebtrommel (2) ein Lager (13) für die Förder schnecke (3) angeordnet ist, wobei die Stirnseite vorzugsweise geschlossen ausgebildet ist und die Austragsöffnung' (17) im Ge- , häuse (1) mit wenigstens einer Durchbrechung (16) im Mantel der Siebtrommel (2) fluchtet. ' -.'.'"
  11. 11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalte (26) der Siebtrommel (2) im wesent liehen in axialer Richtung derselben verlaufen.
  12. 12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalte (26) schraubenlinienförmig im Manti der Siebtrommel (2) und im wesentlichen parallel zu den Schaufelflächen der Förderschnecke (3) verlaufen.
  13. 13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, "dadurch gekennzeichnet, daß die Drehgeschwindigkeit der Trommel (2) gesondert von der Drehgeschwindigkeit der Schnecke (3) einstellbar ist.
    1982 12 15 Ma
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