DE4337890C2 - Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeit aus Feststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeit aus Feststoff, die eine Niederdruckpresse zur Vorentwässerung und eine Hochdruckpresse zur Nachentwäs­ serung umfaßt.

Die bekannten Pressen zum Entwässern fasriger Feststoffe basieren in der Praxis alle auf der Ringwalzen-, Schnecken-, Filterband-, Walzen- oder Scheibentechnologie. Charakteri­ stisch für die verschiedenen Typen sind gewisse Funktionsparameter sowie die daraus re­ sultierenden Idealeinsatzverhältnisse. Die Schneckenpressen haben sich besonders bei der Behandlung von Schlämmem stark durchgesetzt. Diese Pressen haben jedoch deutliche Mängel, insbesondere dann, wenn das Preßgut auf einen sehr hohen Trocknungsgrad ge­ bracht werden soll. Ist das Preßgut zudem noch abrasiver Natur, oder ändern sich seine Friktionseigenschaften zeitabhängig, kann sich der Einsatz der Schneckenpresse als pro­ blematisch erweisen. Der Grund dafür liegt in dem Widerspruch zwischen dem Funktions­ prinzip der Schneckenpresse und dem zur Erzielung hohen Endtrockengehalts erforderli­ chen großen Druck. Der hohe Druck muß zur Erzielung konstanten Druckes durch Reduzie­ ren des Querschnitts der Preßgut-Austrittsöffnung mit einer besonderen regelbaren/selbst­ regelnden Vorrichtung erzeugt werden. Im allgemeinen besteht diese Vorrichtung aus einem gegen die Austragsöffnung der Schnecke zu drückenden Konus oder einer auf der einen Seite scharnierten Klappe, die in Materialfließrichtung von der besagten Seite gegen den Materialstrom gedrückt wird. Infolge der Reduzierung des Querschnitts der Austrittsöffnung kommt es mit ansteigendem Druck leicht zu einem Verstopfen der Schnecke.

Die Schneckenpresse ist jedoch sehr effektiv beim Abscheiden freien Wassers, denn sie läßt sich auf einfache Weise mit sehr hoher spezifischer hydraulischer Entwässerungska­ pazität bauen.

Druck läßt sich in der Schnecke auch durch Änderung der Ganghöhe oder durch konische Ausbildung der Schneckenwelle erzeugen, aber diese Lösung setzt, um stabil zu arbeiten, immer eine 100%ige Füllung voraus und ist gleichfalls verstopfungsgefährdet.

Das aus der Schneckenpresse ausgetragene Gut kann bei Bedarf zur weiteren Entwässerung in eine separate Hochdruckpresse geleitet werden, zum Beispiel in eine Trommel- oder Ring­ walzenpresse. In letzterer kann unter der Preßwalze auf verhältnismäßig kleiner Fläche ein sehr hoher Druck erzeugt werden, mit dem sich ein hoher Endtrockengehalt erzielen läßt. Allerdings ist es schwierig, eine solche Presse mit hoher spezifischer hydraulischer Entwäs­ serungskapazität zu bauen, denn der Preßvorgang unter der Walze ist nur von kurzer Dauer, und die verfügbare unter Druck stehende Fläche ist recht begrenzt.

Eine solches Zwei-Pressen-System gestaltet sich allerdings sehr kostspielig, denn zwei sepa­ rate Pressen einschließlich der sie verbindenden Fördereinrichtung sind im Verhältnis zur Kapazität recht teuer.

Eine Presse zur Schlammentwässerung ist aus der DE 26 20 543 A1 bekannt, wobei sich an eine Förderschnecke mit Vorentwässerung eine Entwässerungszone anschließt. Innerhalb der Entwässerungszone befinden sich auf der Welle Paddel, Exzenter- oder Polygonscheiben oder schraubenförmige Knetelemente, die ein Durchführen und Abstreifen des Gutes von der Mantelinnenfläche sichern sowie den sofortigen Durchtritt des Gutes zur Austrittsöffnung verhindern.

Eine weitere Einrichtung zur Schlammentwässerung ist mit US 4,395,331 bekannt, wobei sich an eine Schneckenpresse eine Doppelbandpresse anschließt, die mit Filterbändern versehen ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, das obengenannte Problem zu beheben und eine Vorrichtung anzugeben, mit deren Hilfe eine höhere Entwässerungsleistung als bisher erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeit aus Feststoff mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Dabei werden eine Niederdruck- und eine Hochdruckpresse so in Reihe geschaltet, daß sich das Hochdruckende der Niederdruckpresse unmittelbar an die Eintragsöffnung der Hoch­ druckpresse fügt. Mit Hilfe eines passenden Steuersystems wird der Niederdruckteil in bezug auf die Volumenkapazität stets etwas schneller gefahren als der Hochdruckteil, so daß der Niederdruckteil Druck in die Eintragsöffnung des Hochdruckteils hinein erzeugt. Dabei ent­ steht Druck sowohl im Niederdruckteil als auch, im Falle der Ringwalzenpresse, in dem vor dem Walzenspalt liegenden Trommelteil, und diese zusätzliche unter Druck stehende Loch­ fläche kann für die Entwässerung genutzt werden. Dabei braucht die Preßgut-Austrittsöffnung in keiner Weise reduziert zu werden, und die Druckerzeugung kann von einem Steuersystem aufgrund der Geschwindigkeitsdifferenz und/oder gestützt auf Drucksensoren geregelt wer­ den.

Ausführungsformen und Verbesserungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ange­ geben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefüg­ ten Abbildungen, in denen eine der möglichen Nutzungsweisen dargestellt ist, im einzelnen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Anlage als Teilschnitt seitlich betrachtet.

Fig. 2 zeigt die Anlage stirnseitig betrachtet.

In Fig. 3 ist dargestellt, wie in der Anlage das zu entwässernde Gut aus der Schneckenpresse in die Ringwalzenpresse geleitet wird.

Fig. 4 zeigt eine mit Schneckenpresse und Zweiwalzenpresse verwirklichte Anlage.

Der Niederdruckteil 2 wird von einer Schneckenpresse gebildet, an deren Austrittsöffnung als Hochdruckteil eine Ringwalzenpresse 1 gefügt ist. Die Drehzahl der Schnecke wird von dem System 3 gesteuert, das im Beispielfall von zwei Drucksensoren 6 und 7 Meßsignale erhält. Da es sich im dargestellten Falle um eine Ringwalzenpresse mit Mehrfachpressung handelt, wird mit dem verlängerten Element 4 verhindert, daß das in den Hochdruckteil eingetragene Gut unmittelbar zur Austrittsöffnung des Hochdruckteils hin entweicht. Vor­ preßdruck entwickelt sich somit in der Schnecke 2 und in dem Raum 5; dieser Bereich ist punktiert dargestellt. Wird mit einer nur einmal pressenden Ringwalzenpresse gearbeitet, so erstreckt sich der punktierte Bereich über die gesamte Preßbreite, und das Entweichen des Preßgutes am anderen Ende wird durch ein entsprechendes Sperrelement, wie auf der Eintrittsseite, verhindert. Die Ringwalzenpresse eignet sich besonders gut als Hoch­ druckpresse hinter der Schneckenpresse, da bei ihr das Preßgut auf jeden Fall mit einer Schnecke eingetragen werden muß, und da bei ihr die Möglichkeit gegeben ist, zumindest in der Trommel und an der Walze eine große zusätzliche Druckfläche zu schaffen.

Sind höhere Drücke erforderlich, so wird statt der Ringwalzenpresse zum Beispiel eine Zweiwalzenpresse eingesetzt, Fig. 4. Bei der Zweiwalzenpresse, bei der das Preßgut zwischen zwei übereinander befindliche Walzen 8, 9 geleitet wird, ist die Walzenspaltflä­ che kleiner, die Pressung entsprechend kürzer und dadurch bedingt bei entsprechenden Kraftverhältnissen der Preßdruck höher. Die Schnecke 2 drückt das Gut in den Einziehbe­ reich 5 zwischen den Walzen 3 und 4, wobei sich der unter Druck stehende Bereich vom Einziehbereich auf den gesamten Querschnitt der Schneckenaustrittsöffnung ausdehnt, was punktiert dargestellt ist.

Die Vorrichtung funktioniert in beiden Fällen zum Beispiel in der Weise, daß, gestützt auf einen im Schneckengehäuse befindlichen Drucksensor 6, die Schneckendrehzahl je nach Gutstrom so geregelt wird, daß ein möglichst hoher Füllungsgrad gewährleistet ist. Anhand eines in der Hochdruckpresse angeordneten Sensors 7 wiederum wird durch Senken der Drehzahl oder Reduzieren des Walzenspaltes die Volumenkapazität der Hochdruckpresse gesenkt, wenn der Druck im Bereich 5 sinkt und umgekehrt.

Das Funktionieren der Vorrichtung ist in keiner Weise an die oben beschriebenen Pres­ senkonstruktionen gebunden, sondern die Vorrichtung kann in zahlreichen anderen Kom­ binationen zur Anwendung gebracht werden, sofern sich die Komponenten technisch an­ einanderfügen lassen.

Bei der Kegel(scheiben)presse werden zwei gelochte Scheiben so gegeneinander gepreßt, daß die Kegelflächen am Preßspalt parallel zueinander verlaufen und somit ein längerer Preßspalt als bei der Zweiwalzenpresse erzielt wird. Diese Presse eignet sich als Hoch­ druckpresse für sensible, vorsichtigere Entwässerung erforderndes Gut.

Kettengurtpressen sind Hochdruckpressen, bei denen man den Walzenspalt durch einen stabilen Kettengurt zu verlängern trachtet, der einen Teil der Preßkraft in den vor dem Wal­ zenspalt befindlichen Raum zwischen Gurt und Walze verlagert. Schaltet man hinter die Schneckenpresse als Hochdruckpresse eine Kettengurtpresse, so läßt sich eine sehr große zusätzliche Druckfläche unter Beibehalt guter Einzugseigenschaften erzielen.

Die Kolbenpresse kann je nach Situation und Einsatzweise entweder eine Niederdruck- oder eine Hochdruckpresse sein. Sie kann sowohl den verschiedensten Hochdruckpressentypen vorgeschaltet als auch zumindest der Schneckenpresse als Hochdruckpresse nachgeschal­ tet sein, wobei dann mehrere Kolben vorhanden sein können.

Statt mit Drucksensoren kann zum Beispiel mit Kraftmessung an der stirnseitigen Sperr­ scheibe der Trommel oder an dem Element 4 gearbeitet werden. Der Schneckendruck kann auch über die Axialkraft der Schneckenwellen-Lagerung, das Wellenmoment oder die Lei­ stungsaufnahme des Antriebsmotors erfaßt werden.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeit aus Feststoff, umfassend eine Nieder­ druckpresse (2) zur Vorentwässerung und eine Hochdruckpresse (1) zur Nachent­ wässerung, dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. eine Austragsöffnung der Niederdruckpresse (2) mit einer Eintragsöffnung der Hochdruckpresse (1) direkt verbindbar ist und
• 2. ein Steuersystem (3) zur Erzeugung eines Vorpreßdruckes im Bereich der Aus­ trags- bzw. Eintragsöffnung der beiden Pressen (1, 2) vorgesehen ist, mit dessen Hilfe der Durchsatz der Niederdruckpresse (2) und/oder der Hochdruckpresse (1) regelbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederdruckpresse (2) eine Schneckenpresse ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckpresse eine Ringwalzenpresse oder Trommelpresse oder Zwei-Walzenpresse oder Ke­ gel(scheiben)presse oder Kettengurtpresse oder eine Kolbenpresse ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorpreßdruck mit Hilfe des Steuersystems (3) durch Einstellen eines höheren Durchsatzes in der Nie­ derdruckpresse als in der Hochdruckpresse in Abhängigkeit von dem jeweils in der Niederdruckpresse und in der Hochdruckpresse herrschenden Druck regelbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Bereich der Austragsöffnung der Niederdruckpresse mit Hilfe eines dort angebrachten Druck­ sensors aufnehmbar ist und der Druck im Bereich der Eintragsöffnung der Hoch­ druckpresse ebenfalls mit Hilfe eines dort angebrachten Drucksensors aufnehmbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Aus­ tragsöffnung der Niederdruckpresse (2) und im Bereich der Eintragsöffnung der Hochdruckpresse (1) eine Vorrichtung zur Abführung einer durch den Vorpreßdruck abgeschiedenen Flüssigkeit vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der mit Mehrfach­ pressung arbeitenden Ringwalzenpresse zwischen Trommel und Walze Elemente (4) angeordnet sind, die den Großteil der Querschnittsfläche zwischen Trommel und Walze decken und ein Entweichen des Vorpreßdrucks zum Austrittsende der Trom­ mel hin verhindern.