DE10000789A1 - Zweiphasendekanter zum Trennen zweier flüssigr Phasen unterschiedlicher Dichte - Google Patents
Zweiphasendekanter zum Trennen zweier flüssigr Phasen unterschiedlicher DichteInfo
- Publication number
- DE10000789A1 DE10000789A1 DE10000789A DE10000789A DE10000789A1 DE 10000789 A1 DE10000789 A1 DE 10000789A1 DE 10000789 A DE10000789 A DE 10000789A DE 10000789 A DE10000789 A DE 10000789A DE 10000789 A1 DE10000789 A1 DE 10000789A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- phase
- screw
- decanter
- intermediate layer
- conveying
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000012071 phase Substances 0.000 title claims abstract description 106
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- 239000008385 outer phase Substances 0.000 claims 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 55
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 55
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 48
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 37
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 241000237858 Gastropoda Species 0.000 description 4
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 4
- 230000009189 diving Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N Heavy water Chemical compound [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 2
- 241000207836 Olea <angiosperm> Species 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 241000792859 Enema Species 0.000 description 1
- 240000007817 Olea europaea Species 0.000 description 1
- 210000004381 amniotic fluid Anatomy 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007920 enema Substances 0.000 description 1
- 229940095399 enema Drugs 0.000 description 1
- 230000010006 flight Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000003305 oil spill Substances 0.000 description 1
- 239000004006 olive oil Substances 0.000 description 1
- 235000008390 olive oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 235000021395 porridge Nutrition 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04B—CENTRIFUGES
- B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
- B04B1/20—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
- B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
- B01D17/0217—Separation of non-miscible liquids by centrifugal force
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04B—CENTRIFUGES
- B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
- B04B1/20—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl
- B04B2001/2041—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl with baffles, plates, vanes or discs attached to the conveying screw
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04B—CENTRIFUGES
- B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
- B04B1/20—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl
- B04B2001/205—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl with special construction of screw thread, e.g. segments, height
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Centrifugal Separators (AREA)
Abstract
Zweiphasendekanter zum Trennen zweier flüssiger Phasen unterschiedlicher Dichte aus einem gegebenenfalls feststoffhaltigen Ausgangsgemisch, mit einem Zulauf (6) zum Einleiten des Ausgangsgemischs in den Bereich einer Schnecke (2), einer Tauchscheibe (3) vor der Austrittsstelle für die radial außen liegende Phase höherer Dichte, einem der Tauchscheibe nachgeschalteten Überlaufwehr (4) für diese schwerere Phase und einem weiteren Überlaufwehr (5) an der Austrittsstelle der leichteren Phase geringerer Dichte, wobei in den oder zwischen den Wendelgängen (2a) der Schnecke (2) mechanische Mittel (7, 8, 9) im radialen Dekanterbereich einer Zwischenschicht (Z) vorgesehen sind, die der Phasengemisch-Schicht an der Trennzone zwischen schwerer und flüssiger Phase im Zentrifugalfeld entspricht, und diese Mittel zumindest im axialen Dekanterbereich der Zwischenschicht (Z) vor der Tauchscheibe vorgesehen sind und einen Übertritt des Phasengemischs aus der Zwischenschicht (Z) unter der Tauchscheibe (3) hindurch verhindern.
Description
Zweiphasentrenndekanter, im folgenden als Zweiphasendekanter bezeichnet, sind in der
Lage, nicht mischbare Flüssigkeiten, die unterschiedliche Dichten aufweisen, in eine leichte
Phase und eine schwere Phase zu trennen und kontinuierlich getrennt auszutragen. Soweit
das zu trennende Flüssigkeitsgemisch feinverteilte Feststoffe enthält, können diese mit einer
der beiden Phasen mit abgetrennt und ausgetragen werden. Solche Zweiphasendekanter
können auch Zweiphasen-Trennzentrifugen oder -separatoren sein.
Ein typisches Beispiel für den Einsatz von Zweiphasendekantern stellt die Gewinnung von
Olivenöl aus feinvermahlenen Oliven dar. Im Schwerefeld des Dekanters wird der wäßrige
Olivenbrei in eine reine Ölphase als leichte Phase und eine Feststoffpartikel enthaltende
Fruchtwasserphase als schwerere Phase getrennt. Der Dekanter trägt diese beiden Phasen
getrennt kontinuierlich aus.
Damit die schwere wässrige, Feststoffe enthaltende Phase und leichte Ölphase kontinuierlich
getrennt ausgetragen werden können, enthält ein Zweiphasendekanter als Förderelement eine
Förderschnecke mit einem Schneckenkörper 2. Dieser ist gemäß der schematischen Darstel
lung in Fig. 1 innerhalb einer Zentrifugentrommel 1 beziehungsweise eines Zentrifugalzylin
ders angeordnet. Die Förderschnecke hat eine geringfügig höhere Drehzahl als die Trommel,
so daß sie eine ihrer Drehrichtung entsprechende Förderwirkung ausübt. Auf dieser Förder
schnecke ist zwischen Eintrittsstelle E des ungetrennten Breis und der Austrittsstelle der
schweren, feststoffhaltigen Flüssigphase eine sogenannte Tauchscheibe 3 angebracht. Diese
Tauchscheibe 3 ist radial und dicht auf dem Schneckenkörper 2 angebracht. Der Durchmes
ser der Scheibe 3 ist so dimensioniert, daß zwar die entölte Feststoffe F enthaltende, schwere
Phase W, von der Schnecke gefördert, durch den Ringspalt zwischen Tauchscheibe 3 und
Zentrifugentrommel 1 durchtreten kann, nicht jedoch die im Zentrifugalfeld aufschwimmen
de, innen liegende leichte Ölphase O.
Der Austritt der Ölphase auf der einen Seite und der Austritt der wässrigen, entölte Feststoffe
F enthaltenden, schweren Phase (Wasserphase W) erfolgt über sogenannte Wehre 4, 5. Diese
stellen im wesentlichen Lochscheibenverschlüsse der Zentrifugentrommel 1 dar, wobei der
Öffnungsdurchmesser des Ölwehres 5 einige Millimeter enger gestellt ist als der des Wehres
4 für die schwere Phase. Entsprechend dieser Differenz im Öffnungsdurchmesser des
Wehres 5 auf der Ölseite und des Wehres 4 auf der Wasserseite stellt sich an der oben
erwähnten Tauchscheibe 3 auf der Ölseite ein höherer Flüssigkeitsspiegel als auf der
Wasserseite ein. Durch die Wahl des Öffnungsunterschiedes des Wehres 5 für die leichte
Phase und des Wehres 4 für die schwere Phase kann der Betrieb des Dekanters so eingestellt
werden, daß die Trennzone zwischen schwerer Phase und leichter Phase einen geringeren
Radius aufweist als die Tauchscheibe 3. In diesem Fall fließt unter der Tauchscheibe
lediglich die Feststoffe enthaltende schwere Phase (Wasserphase) durch, wohingegen sich
die leichte Phase (Ölphase) an der Tauchscheibe staut. Im Betrieb aufschwimmendes und
sich als leichte Phase abtrennendes Öl fließt dann entgegen der Förderrichtung der Schnecke
in Richtung des Ölwehres 5 und tritt über dieses aus. Die Förderrichtung der Schnecke für
den Feststoff ist hier durch die lediglich schematisch angedeuteten Schneckenwendel 2a
angezeigt.
Zweiphasendekanter, die im Prinzip so aufgebaut sind, wie schematisch in Fig. 1 dargestellt
ist, werden beispielsweise von der Westfalia Separator AG angeboten (Typenbezeichnung
CA 226, CA 366, CA 450 und CA 505). Es sind inzwischen zahlreiche unterschiedliche
Schneckenformen und Einlaufmittel für den noch nicht getrennten Brei realisiert worden. In
der gezeigten Ausführungsform ist ein durch den Schneckenkörper 2 geführtes Einlaufrohr 6
mit nachgeschaltetem, am Schneckenkörper 2 befestigten Verteiler als Beispiel für eine
mögliche Ausgestaltung des Einlaufmittels vorgesehen. Die vorliegende Erfindung kann
jedoch auch auf andere Ausführungen angewandt werden, wie dem Fachmann in der
folgenden Beschreibung deutlich wird.
In vielen praktischen Fällen eines nach dem obigen Prinzip arbeitenden Zweiphasendekan
ters hat sich nun gezeigt, daß trotz der durch die Tauchscheibe bewirkten Sperre für das Öl
abschleuderbares Öl unter der Tauchscheibe hindurch auf die Seite der schweren entölten
Phase übertritt. Obwohl versucht wurde, mit einer Reihe von technischen Maßnahmen diesen
Übertritt des Öls zu verhindern, konnten bisher nur Teilerfolge erzielt werden. Offensichtlich
ist eine Reihe unterschiedlicher Phänomene für den durch den Ölübertritt bewirkten Ölaus
beuteverlust verantwortlich.
Nach Meinung der Fachwelt tritt der Ölverlust dadurch auf, daß auf der Trommelwand zen
trifugal abgeschiedene Feststoffe abschleuderbares Öl mit einfangen und dieses Öl mit den
Feststoffen durch die Förderschnecke unter der Tauchscheibe 3 hindurch in die Austragszone
der entölten Masse gelangen. Eine gängige Gegenmaßnahme gegen diesen Ölverlust besteht
darin, die abgeschleuderten Feststoffe in der entölten Zone des Dekanters, z. B. durch eine
spezielle Form der Förderschnecke, umzuwälzen und so zumindest Teile des mit einge
schlossenen Öls freizusetzen. In etlichen Fällen konnte durch derartige Maßnahmen die
Ölausbeute auch deutlich verbessert werden.
Dennoch besteht nach wie vor ein Bedarf an einem Zweiphasendekanter, bei dem die Aus
beute der im Zentrifugalfeld aufschwimmenden leichteren Phase noch weiter dem theore
tisch möglichen Wert angenähert werden kann.
Die im Anspruch 1 gekennzeichnete, diese Aufgabenstellung bewältigende Lösung beruht
darauf, daß ein Hauptgrund für den dargelegten Verlust an der leichteren Phase und auch
eine wirksame Gegenmaßnahme gegen den Ausbeuteverlust gefunden werden konnten. Ent
gegen der landläufig verbreiteten Meinung ist das Austragen von mitgerissenen Teilen der
leichten Phase bzw. Ölphase im Feststoff offenbar nicht der allein dominierende Grund für
den zu bekämpfenden Ausbeuteverlust.
So wurde von den Erfindern der vorliegenden Anmeldung gefunden, daß Einbauten, die
mechanisch auf eine Mischschicht zwischen leichter, aufschwimmender Phase (Ölphase) und
schwererer Phase (wäßrige feststoffbeladene Phase) einwirken, eine erhebliche Steigerung
der Ausbeute hervorrufen. Besonders wirksam sind dabei solche Einbauten, die die
Mischschicht entgegen der Schneckenförderrichtung von der Tauchscheibe wegfördern und
damit die Verweilzeit der Mischphase der Zwischenschicht im Dekanter erhöhen, wie weiter
unten dargelegt. Diese Misch- oder Zwischenschicht beider flüssigen Phasen bildet sich
abhängig von der Entfernung zur Eintragungsstelle mehr oder weniger stark aus. An der
Eintragungsstelle ist die Schicht in der Regel dicker und sollte mit wachsendem Abstand zur
Austragungsstelle dünner werden. Wie weiter unten dargelegt, kommt es jedoch sowohl in
Dekantern mit Förderschnecke als auch in Dekantern bzw. Trennzentrifugen ohne Förder
schnecke zu einer unerwünschten Verbreiterung der Zwischenschicht.
Prinzipiell erbringen alle Maßnahmen eine Verbesserung, die dafür sorgen, daß die an der
Tauchscheibe liegende Zwischenschicht entgegen der obigen Regel nicht wieder breiter wird
und sich vor allem nicht so verbreitert, daß ein Übertritt der Mischphase dieser Zwischen
schicht und damit auch der leichteren Phase bzw. des Öls unter der Tauchscheibe hindurch in
die abgezogene schwerere Phase stattfindet. Die Zwischenschicht entsteht, am Beispiel eines
zu trennenden ölhaltigen Breis aufgezeigt, folgendermaßen: Wird der zu trennende ölhaltige
Zustrom in die rotierende Zylindertrommel des Dekanters eingespeist, so wandern Feststoff
und schwere wässrige Phase zur Zylinderaußenwand, Öltröpfchen dagegen schwimmen auf
und bilden die innen in der Zentrifugentrommel liegende Ölphase. Zumindest zeitweise be
findet sich zwischen der entölten Wasserphase und der wasserfreien Ölphase die aus beiden
Phasen bestehende Mischschicht Z (Fig. 1). Diese besteht im wesentlichen aus Öltröpfchen
in Wasser auf der Wasserphasenseite und Wassertröpfchen in Öl auf der Ölphasenseite. Die
ses Phasengemisch verhält sich allerdings bezüglich seines Fließverhaltens aufgrund der äu
ßerst hohen Grenzfläche und der daraus resultierenden Wechselwirkungen offenbar nicht wie
eine Flüssigkeit, sondern vielmehr wie ein Feststoffbrei, wie die Erfinder ermittelten. Dies
führt dazu, daß die Zwischenschicht Z durch die Förderwirkung der Schnecke vor die Tauch
scheibe geschoben wird, an der die Zwischenschicht gestaucht wird und sich nach oben und
unten entsprechend verbreitert. Diese Verbreiterung kann so weit erfolgen, daß Teile dieser
Zwischenschicht mit der schweren Wasserphase unter der Tauchscheibe hindurchgedrückt
werden und mit dieser entölten schweren Phase ausgetragen werden. Dieses bisher nicht er
kannte und in dem Dekanter auch kaum nachzuverfolgende Verhalten läßt sich an einer La
bor-Becherzentrifuge demonstrieren. Trennt man mit der Becherzentrifuge den besagten öl
haltigen Feststoffbrei auf, so ergibt sich das Phasenbild: wäßrige Phase mit am Becherboden
liegenden Feststoffen, Zwischenschicht aus Wasser- und Ölphasengemisch und darüber lie
gende Ölphase. Sticht man nun von oben mit einem Spatel in die Zwischenschicht und be
wegt den Spatel parallel zur Schicht in Richtung gegen die Becherwand, löst sich die Zwi
schenschicht wie eine zusammenhängende Scheibe vom gegenüberliegenden Wandbereich
ab und wird auf der anderen Becherwandseite einseitig deformiert und verbreitert.
Eine Maßnahme, die aufgezeigte Förderung der Zwischenphase Z gegen die Tauchscheibe zu
unterdrücken, besteht darin, die Schneckenwendel im Bereich der zu erwartenden Zwi
schenschicht und damit gerade nicht oder nicht nur im weiter außen liegenden Bereich des
abgeschleuderten Feststoffs, zu verändern. So kann man im Bereich der Zwischenphase Z die
Schneckenwendel aussparen und damit in diesem ausgesparten Bereich die Förderleistung
auf die Zwischenschicht vermindern. Der Übertritt abschleuderbaren Öls unter der
Tauchscheibe hindurch kann allerdings speziell dadurch ganz erheblich reduziert werden,
daß auf dem Schneckenkörper vor der Tauchscheibe Einbauten befestigt sind, deren För
derelemente gegen die Förderrichtung der Schneckenwendel wirken und die ferner eng be
grenzt im zu erwartenden Trennzonenbereich zwischen flüssiger schwerer Phase und flüssi
ger Ölphase diese Förderleistung erbringen. Solche Einbauten können nicht nur zwischen
den Wendeln vorgesehen werden, sondern auch in den genannten Aussparungen der Wendel
angebracht werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind diese Einbauten turbi
nenflügelähnlich ausgelegt.
Beispielsweise sind diese Förderelemente ringförmig um den Schneckenkörper angeordnet.
Sie sind so gebaut, daß die entgegen der Schneckenförderung fließende leichte Phase (Öl)
ohne Störung ausgetragen werden kann. Ebenso wird die in Förderrichtung der Schnecken
wendel fließende schwere (wässrige) Phase in ihrer Fließrichtung nicht behindert. Der äußere
Radius der erfindungsgemäßen Einbauten ist kleiner bevorzugt gleich dem Außenradius der
Tauchscheibe. Er sollte zumindest so dimensioniert sein, daß zwischen ihm und dem von der
Zentrifuge abgeschleuderten und vom Schneckenkörper geförderten Feststoff stets eine fließ
fähige schwere flüssige (wässrige) Zone vorhanden ist.
Ein derartiger Einbau kann im einfachsten Fall aus einem dünnen Stab oder Rohr bestehen,
das im Schneckenkörper befestigt ist und radial in die Zentrifugentrommel ragt, wobei am
Ende dieses Rohr oder dieser Stab eine schräggestellte Metallplatte als Flügelelement auf
weist. Das Flügelelement dreht sich ebenso wie der Schneckenkörper im Vergleich zur Zen
trifugentrommel mit um die Differenzdrehzahl zwischen Trommel und Schneckenkörper
höheren Geschwindigkeit. Von derartigen Flügeln lassen sich mehrere radial am Schnecken
körper befestigen, wobei sie ein oder mehrere Förderräder um den Schneckenkörper herum
bilden. Sie können auch wie die Schnecke spiralförmig zwischen die Wendel eingebaut sein.
Zur Verbesserung des Ölablaufs können zusätzlich zwischen Einlaufrohr und Wehr für die
leichte Phase (Ölphase) entsprechende Einbauten eingesetzt werden, wobei jedoch deren
Förderrichtung mit der des Schneckenkörpers übereinstimmt und somit vom Wehr für die
leichte Phase wegfördert. Sind diese Einbauten zusätzlich zu denen im Bereich vor der
Tauchscheibe vorhanden, ist die Förderrichtung der Einbauten jeweils zum Mittelpunkt der
Zentrifugentrommel ausgerichtet.
Durch Wahl der Geometrie der Flügel, insbesondere durch Wahl der Steilheit, bzw. des An
stellwinkels der Flügelblätter, läßt sich die Wirkung der Einbauten optimieren. So kann man
die Flügel bzw. Einbauten im Bereich der Tauchscheibe so schräg nach oben stellen, daß die
Zwischenschicht zur leichten Phase hin angehoben wird. Im Bereich des Wehres der leichten
Phase wählt man hingegen die Ausrichtung der Flügel bzw. Einbauten so, daß die Zwischen
schicht etwa entsprechend der Anhebung abgesenkt wird, um das gewünschte Entmischungs
gleichgewicht nicht zu stören.
Von entscheidender Bedeutung bei der Auslegung der Einbauten ist grundsätzlich, daß die
Einbauten den Fluß der leichten und schweren Phase nicht behindern. Wenn man diese
Bedingung einhält, kann der Fachmann eine Vielzahl von verschiedenen Einbauten zwischen
oder auch an den Schneckenwendeln im Bereich der Zwischenschicht wählen, die deren
Übertritt unter der Tauchscheibe hindurch verhindern.
Die oben beschriebenen Einbauten lösen nicht nur in Zweiphasendekantern mit Förder
schnecke die erfindungsgemäße Aufgabe. So kommt es auch in Zweiphasendekantern bzw. -
trennzentrifugen ohne Förderschnecke, wie sie beispielsweise zum Waschen von Öl mit
Wasser einsetzbar sind oder auch bei sogenannten Extraktionsdekantern, zu einer uner
wünschten Verbreiterung der sich auch hier bildenden Zwischenschicht am Ölwehr und an
der Tauchscheibe. Wie weiter oben dargelegt, ist diese Zwischenschicht an der Eintragungs
stelle des noch nicht getrennten Gemisches dicker und sollte zum Ölwehr und zur Tauch
scheibe hin wegen der Trennwirkung im Zentrifugalfeld hin dünner werden. Diesem
Schichtverhalten wirkt allerdings das Bestreben der innen liegenden leichten flüssigen Phase
(Ölphase) und außen liegenden schwereren flüssigen Phase (Wasserphase) entgegen, die im
Zentrifugalfeld einen "ebenen" Flüssigkeitsspiegel auszubilden und ungleiche Dicken der
von ihnen eingeschlossenen Zwischenschicht auszugleichen suchen. Da sich die Zwischenschicht
ferner, wie erläutert, quasi feststoffschichtartig verhält, wird sie bis hin zum Ölwehr
und der Tauchscheibe zu einer praktisch überall gleich dicken Schicht verbreitert. Damit
gelangt Mischphase schneller von der Eintragungsstelle zum Ölwehr und zur Tauschscheibe
und wird dort zum Teil ungetrennt zusammen mit der leichten bzw. schweren flüssigen
Phase ausgetragen. Mit anderen Worten ist die Verweilzeit der Mischphase im Zentrifugal
feld so herabgesetzt, daß ein bestimmter Prozentsatz der Mischphase nicht mehr getrennt
wird.
Eine Gegenmaßnahme wäre, den Zufluß zu drosseln und/oder den Durchmesser der
Tauchscheibe zu vergrößern. Eine wesentlich vorteilhaftere und wirksamere Lösung bieten
allerdings die erfindungsgemäßen Förderelemente, die in diesem Fall nicht am Schnecken
körper bzw. den Schneckengängen angebracht sind, sondern an einem zentralen rotierenden
Element, das wie die Schnecke mit einer etwas höheren Drehzahl als die Zentrifugentrommel
rotiert. Durch diese Förderelemente wird die Verweilzeit der Mischphase im Zentrifugalfeld
erhöht und eine Annäherung an das theoretisch zu erzielende Mischphasenprofil mit
Ausbauchung an der Eintragungsstelle und stetiger Schichtdickenabnahme zu den Rändern
hin erzielt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert: Es zeigen
Fig. 1 einen charakteristischen Ausschnitt eines üblichen Zweiphasendekanters in sche
matischer Darstellung zur Veranschaulichung des prinzipiellen Aufbaus und
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Zweiphasendekanter gemäß
Fig. 1.
Im Zweiphasendekanter der Fig. 1 und 2 wird ein ölhaltiger auf übliche Weise malaxierter
Brei (z. B. aus zerkleinerten Oliven und Wasser) über das Einlaufrohr 6 in den radialen Be
reich des Dekanters zugeführt, in dem sich die Öl/Wasserzwischenschicht Z an der Trenn
zone zwischen den getrennten flüssigen Phasen unterschiedlicher Dichte ausbildet. Die
Schicht Z ist nur skizziert, ohne die oben erläuterte variierende Dicke der Schicht bzw.
Trennzone darzustellen. Gemäß Fig. 2 sind im Bereich der Zwischenschicht Z zwei entge
gengesetzt schräg angestellte Flügel 7, 8 gezeigt, die jeweils an einem Stiel 9 befestigt sind,
der zwischen zwei Wendelgängen 2a am Schneckenkörper 2 angebracht ist. Der Flügel 7
fördert entgegen der Förderrichtung der Schnecke die Zwischenschicht im Bereich vor der
Tauchscheibe 3 von dieser weg. Er ist vorzugsweise schräg nach oben angestellt, um die
Zwischenschicht in diesem Bereich auch noch in Richtung der Ölschicht anzuheben. Hier
durch wird der Ölaustrag nicht beeinträchtigt, die Wirkung auf die Zwischenschicht im Hin
blick auf deren Nichtdurchtritt unter der Tauschscheibe 3 jedoch verbessert. Der Flügel 8
zwischen Einlaufrohr 6 und Ölwehr 5 ist entgegengesetzt angestellt und fördert die Zwi
schenschicht Z zur Einlaufstelle E hin. Er ist entsprechend der Stellung des Flügels 7 vor
zugsweise schräg nach unten gestellt, um die Zwischenschicht in diesem Bereich des De
kanters entsprechend der Anhebung auf der Tauchscheibenseite abzusenken. Wie weiter
oben dargelegt, sind vorzugsweise mehrere Flügel zu einem Flügelrad um den Schnecken
körper herum angeordnet. Auch ist es möglich, die Flügel nach Art einer Schneckenwendel
in diesem Bereich zwischen den Wendelgängen 2a des Schneckenkörpers 2 anzuordnen.
Sind die beschriebenen Einbauten oder ähnlich wirkende, konstruktiv andere Einbauten im
Zwischenbereich Z zwischen wässriger Phase und Ölphase vorhanden, so fördern sie die
Zwischenschicht entsprechend ihrer Förderkraft von der Tauchscheibe weg. Vor der Tauch
scheibe besteht daher, anders als im Zentrum des Dekanters, durch die Abförderung der Zwi
schenschicht eine verarmte Zone an Zwischenschicht. Diese gegenüber dem Zustand ohne
Einbauten dünnere Zwischenschicht ist nicht mehr in der Lage, die Tauchscheibe zu über
winden. Da die Beständigkeit der Zwischenschicht zeitabhängig ist, stellt sich ein Gleichge
wicht zwischen neu gebildeter Zwischenschicht und Abnahme der Zwischenschicht durch
wirkende Zentrifugalkraft ein. Ohne Einbauten stellt sich dieses Gleichgewicht praktisch
über den gesamten Zentrifugenzylinder gleich verteilt ein. Diese Betrachtungen gelten
sowohl für Dekanter bzw. Trennzentrifugen mit als auch ohne Schnecke.
Bei Dekantern bzw. Trennzentrifugen ohne Schnecke ist erfindungsgemäß anstelle der
Schnecke ein Drehkörper vorgesehen, der sich wie die Schnecke mit einer gegenüber der
Trommel erhöhten Drehzahl dreht. An diesem Körper sind die erfindungsgemäßen Mittel
bzw. Förderelemente angebracht.
Mit den als Fördereinrichtungen wirkenden Einbauten wird die Verweilzeit der Zwischen
schicht im Zentrifugalfeld erhöht und somit kann pro Zeiteinheit eine deutlich bessere Ent
mischung der Zwischenschicht, insbesondere im Bereich der Tauchscheibe und im Bereich
des Ölwehrs erfolgen.
Die erfindungsgemäßen Einbauten fördern zusätzlich den Abbau der Zwischenschicht durch
Koaleszenz der in der Schicht enthaltenen Öl- und Wassertröpfchen. Dies geschieht dadurch,
daß die Flügelblätter oder auch anders geformte Teile der Einbauten Oberflächen anbieten,
an denen Öl bzw. Wasser koaleszieren und somit beschleunigt im Zentrifugalfeld getrennt
werden können.
Claims (10)
1. Zweiphasendekanter zum Trennen zweier flüssiger Phasen unterschiedlicher Dichte mit
einer Schnecke in einer horizontalen Dekantertrommel aus einem gegebenenfalls feststoff
haltigen Ausgangsgemisch, einem Zulauf zum Einleiten des noch nicht getrennten Aus
gangsgemischs in den Bereich der Schnecke, einer Tauchscheibe vor der Austrittsstelle für
die im erzeugten Zentrigugalfeld radial außen liegende Phase höherer Dichte, einem der
Tauchscheibe nachgeschalteten Überlaufwehr für diese schwerere Phase an deren Austritts
stelle und einem weiteren Überlaufwehr an der Austrittsstelle der leichteren Phase geringerer
Dichte am entgegengesetzten Austrittsende des Dekanters,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den oder zwischen den Wendelgängen (2a) der Schnecke mechanische Mittel (7, 8, 9)
im radialen Dekanterbereich einer Zwischenschicht (Z) vorgesehen sind, die der Phasenge
misch-Schicht an der Trennzone zwischen schwerer und flüssiger Phase im Zentrifugalfeld
entspricht, daß diese mechanischen Mittel zumindest im axialen Dekanterbereich der Zwi
schenschicht (Z) vor der Tauchscheibe vorgesehen sind und so ausgebildet sind, daß sie ei
nen Übertritt des Phasengemisches aus der Zwischenschicht (Z) unter der Tauschscheibe (3)
hindurch zur Austrittsstelle der schweren Phase verhindern.
2. Zweiphasendekanter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die mechanischen Mittel (7, 8, 9) am Schneckenkörper (2) angebracht sind und im Be
reich der Zwischenschicht (Z) vor der Tauchscheibe (3) entgegengesetzt zur Schneckendre
hung ausgerichtete Förderelemente (7) aufweisen, die auf die Zwischenschicht (Z) entgegen
gesetzt zur Förderrichtung der Schnecke einwirken.
3. Zweiphasendekanter nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Förderelemente (7) schräg gestellte Förderflächen sind, die vorzugsweise turbinen
flügelartig ausgebildet sind.
4. Zweiphasendekanter nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die entgegengesetzt zur Schneckendrehung ausgerichteten Förderelemente (7) im Be
reich zwischen der Tauchscheibe (3) und dem Einlauf (6) angeordnet sind und vorzugsweise
so ausgerichtet sind, daß sie die Zwischenschicht (Z) nicht nur weg von der Tauchscheibe
(3), sondern auch radial nach innen hin fördern.
5. Zweiphasendekanter nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß weitere in Richtung der Schneckendrehung ausgerichtete und in Förderrichtung der
Schnecke fördernde Förderelemente (8) im Bereich vor dem Wehr (5) und der Austrittsstelle
der leichteren Phase vorgesehen sind, die wahlweise bis zum Einlauf (6) hin angeordnet
sind.
6. Zweiphasendekanter nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die weiteren Förderelemente (8) so ausgerichtet sind, daß sie die Zwischenschicht (Z)
nicht nur in Förderrichtung der Schnecke, sondern auch radial nach außen hin fördern.
7. Zweiphasendekanter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die mechanischen Mittel (7, 8, 9) so ausgebildet sind, daß sie den Austrag und den Fluß
der beiden sich im Zentrifugalfeld bildenden flüssigen Phasen aus bzw. in dem Dekanter
nicht beeinträchtigen.
8. Zweiphasendekanter nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß auch die weiteren Förderelemente (8) schräg gestellte Förderflächen sind, die vorzugs
weise turbinenflügelartig ausgebildet sind, und daß die Förderelemente (7) und weiteren
Förderelemente (8) an Stielen (9) befestigt sind, die im Wellenbereich der Schnecke ange
bracht sind.
9. Zweiphasendekanter nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Förderelemente (7) und gegebenenfalls weiteren Förderelemente (8) ringförmig um
den Körper (2) der Schnecke angeordnet sind.
10. Zweiphasendekanter nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Trennen zweier
feststoff-freier oder nahezu feststoff-freier flüssiger Phasen,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Dekanter anstelle der Schnecke einen entsprechenden Drehkörper ohne Schnecken
wendel aufweist, an dem die mechanischen Mittel (7, 8, 9) angebracht sind, wobei diese
Mittel die Zwischenschicht von der Tauchscheibe (3) zum Zulauf hin fördern.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10000789A DE10000789A1 (de) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | Zweiphasendekanter zum Trennen zweier flüssigr Phasen unterschiedlicher Dichte |
| AU2001228431A AU2001228431A1 (en) | 2000-01-11 | 2000-12-21 | Decanter for separating two liquid phases having different densities |
| PCT/EP2000/013081 WO2001051165A1 (de) | 2000-01-11 | 2000-12-21 | Dekanter zum trennen zweier flüssiger phasen unterschiedlicher dichte |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10000789A DE10000789A1 (de) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | Zweiphasendekanter zum Trennen zweier flüssigr Phasen unterschiedlicher Dichte |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10000789A1 true DE10000789A1 (de) | 2001-07-12 |
Family
ID=7627154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE10000789A Withdrawn DE10000789A1 (de) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | Zweiphasendekanter zum Trennen zweier flüssigr Phasen unterschiedlicher Dichte |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU2001228431A1 (de) |
| DE (1) | DE10000789A1 (de) |
| WO (1) | WO2001051165A1 (de) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE913880C (de) * | 1952-03-18 | 1954-06-21 | Starcosa Maschinen Und Appbau | Trennschleuder |
| DE933380C (de) * | 1952-05-28 | 1955-09-22 | Separator Ab | Verfahren und Schleuder zur Trennung eines Gemisches von Feststoffen und zwei Fluessigkeiten |
| DE2257467A1 (de) * | 1972-11-23 | 1974-05-30 | Jaroslawzew | Horizontalabsetzschleuder zur trennung von dreikomponentensystemen |
| DE3301099A1 (de) * | 1983-01-14 | 1984-12-06 | KHD Humboldt Wedag AG, 5000 Köln | Vorrichtung zur entfeuchtung von schlamm im zentrifugalfeld einer vollmantel-zentrifuge |
| US4729830A (en) * | 1985-12-27 | 1988-03-08 | Kotobuki Iron Works, Ltd. | Three-phase separation device using doubly-canted decanter |
| DE4205885C1 (en) * | 1992-02-26 | 1993-03-18 | Bernard 4358 Haltern De Meinken | System for sepg. oil slops or emulsions into water, petrol, oil and solids - in which slop oil is heated in circuit comprising heater, column and pump and slop oil from bottom of column is cooled and sepd. into clean oil phase and solid phase |
| DE4324770A1 (de) * | 1992-07-23 | 1994-01-27 | Peter Schmidt | Vorrichtung zur Trennung von Flüssigkeitsgemischen |
| DE4420760C1 (de) * | 1993-07-01 | 1995-05-11 | Gerd Wurster | Verfahren und Anlage zur Wiederaufarbeitung oder Aufkonzentration verbrauchter tensidhaltiger Eisenphosphatierbäder |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2578456A (en) * | 1946-07-31 | 1951-12-11 | Centrifuge Mechanical Equipmen | Centrifugal separator |
| FR2449467A1 (fr) * | 1979-02-23 | 1980-09-19 | Saget Pierre | Procede et appareil perfectionne le mettant en oeuvre pour la separation centrifuge d'au moins deux phases liquides d'un melange |
| US4245777A (en) * | 1979-08-30 | 1981-01-20 | Pennwalt Corporation | Centrifuge apparatus |
| FR2468410B1 (fr) * | 1979-10-31 | 1985-06-21 | Saget Pierre | Procede de separation centrifuge et appareil pour sa mise en oeuvre applicables a un melange de phases d'etats quelconques |
| US4519907A (en) * | 1983-12-19 | 1985-05-28 | Rexnord Inc. | Grit settling basin including vane pump |
| US5156751A (en) * | 1991-03-29 | 1992-10-20 | Miller Neal J | Three stage centrifuge and method for separating water and solids from petroleum products |
| DE4119003A1 (de) * | 1991-06-08 | 1992-12-10 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Schneckenzentrifuge |
| US5310399A (en) * | 1991-08-20 | 1994-05-10 | Kotobuki Techrex Ltd. | Sedimentation centrifuge containing screw conveyor with fins |
| US5261869A (en) * | 1992-04-06 | 1993-11-16 | Alfa Laval Separation, Inc. | Decanter centrifuge having discontinuous flights in the beach area |
| SE505557C2 (sv) * | 1995-12-21 | 1997-09-15 | Alfa Laval Separation Ab | Dekantercentrifug |
| IT1289718B1 (it) * | 1996-12-05 | 1998-10-16 | Cornello Centrifughe S R L | Tamburo rotante con coclea interna per estrattore centrifugo per olio di oliva |
-
2000
- 2000-01-11 DE DE10000789A patent/DE10000789A1/de not_active Withdrawn
- 2000-12-21 WO PCT/EP2000/013081 patent/WO2001051165A1/de not_active Ceased
- 2000-12-21 AU AU2001228431A patent/AU2001228431A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE913880C (de) * | 1952-03-18 | 1954-06-21 | Starcosa Maschinen Und Appbau | Trennschleuder |
| DE933380C (de) * | 1952-05-28 | 1955-09-22 | Separator Ab | Verfahren und Schleuder zur Trennung eines Gemisches von Feststoffen und zwei Fluessigkeiten |
| DE2257467A1 (de) * | 1972-11-23 | 1974-05-30 | Jaroslawzew | Horizontalabsetzschleuder zur trennung von dreikomponentensystemen |
| DE3301099A1 (de) * | 1983-01-14 | 1984-12-06 | KHD Humboldt Wedag AG, 5000 Köln | Vorrichtung zur entfeuchtung von schlamm im zentrifugalfeld einer vollmantel-zentrifuge |
| US4729830A (en) * | 1985-12-27 | 1988-03-08 | Kotobuki Iron Works, Ltd. | Three-phase separation device using doubly-canted decanter |
| DE4205885C1 (en) * | 1992-02-26 | 1993-03-18 | Bernard 4358 Haltern De Meinken | System for sepg. oil slops or emulsions into water, petrol, oil and solids - in which slop oil is heated in circuit comprising heater, column and pump and slop oil from bottom of column is cooled and sepd. into clean oil phase and solid phase |
| DE4324770A1 (de) * | 1992-07-23 | 1994-01-27 | Peter Schmidt | Vorrichtung zur Trennung von Flüssigkeitsgemischen |
| DE4420760C1 (de) * | 1993-07-01 | 1995-05-11 | Gerd Wurster | Verfahren und Anlage zur Wiederaufarbeitung oder Aufkonzentration verbrauchter tensidhaltiger Eisenphosphatierbäder |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| KREILL,Walter: Dreiphasentrennung mit Schnecken- zentrifugen.In: Die Chemische Produktion,Maerz 1985,S.6 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2001051165A1 (de) | 2001-07-19 |
| AU2001228431A1 (en) | 2001-07-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3202294C1 (de) | Kontinuierlich arbeitender Vollmantel-Gegenstrom-Zentrifugalextraktor | |
| DE2103829A1 (de) | Zentrifuge | |
| EP1337343B1 (de) | Schnecke für eine vollmantel-schneckenzentrifuge und verfahren zur ölgewinnung mit einer vollmantel-schneckenzentrifuge | |
| EP0018474A2 (de) | Zentrifuge zur kontinuierlichen Trennung von Feststoff-Flüssigkeitsgemischen | |
| DE2130633A1 (de) | Vollmantelschneckenzentrifuge | |
| DE102019102623A1 (de) | Verfahren zum Klären einer Suspension von Feststoffen | |
| EP1968749B1 (de) | Vollmantel-schneckenzentrifuge | |
| DE69613121T2 (de) | Zentrifugalabscheider | |
| DE1076042B (de) | Kontinuierlich arbeitende Vollmantel-Zentrifuge, insbesondere fuer die Staerketrennung | |
| DE2901607B1 (de) | Vollmantelschneckenzentrifuge | |
| EP1260273B1 (de) | Vollmantel-Schneckenzentrifuge | |
| EP0076476A2 (de) | Dekantier-Zentrifuge | |
| DE10000789A1 (de) | Zweiphasendekanter zum Trennen zweier flüssigr Phasen unterschiedlicher Dichte | |
| EP1383607B1 (de) | Vollmantel-schneckenzentrifuge und verfahren zur ölgewinnung mit einer vollmantel-schneckenzentrifuge | |
| DE2739063A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum zentrifugieren | |
| DE963409C (de) | Schneckenzentrifuge fuer schlammige oder feinstkoernige Fluessigkeits-Feststoff-Gemische | |
| DE969241C (de) | Schneckenschleuder zum Trennen einer festen und zweier fluessiger Komponenten von Suspensionen | |
| DE966080C (de) | Trennschleuder | |
| DE1619737B1 (de) | Horizontal gelagerter Zentrifugal-Filmverdampfer für Hochvakuumbetrieb | |
| DE3515891A1 (de) | Siebvorrichtung | |
| DE1020575B (de) | Kontinuierlich arbeitende Vollmantel-Zentrifuge mit Feststoffaustrag durch eine Transportschnecke | |
| DE1209956B (de) | Sieblose, mit variabler Drehzahl umlaufende Schlammzentrifuge | |
| DE2321653A1 (de) | Vorrichtung zum trennen von suspensionen mit aufschwimmendem feststoff | |
| DE69110128T2 (de) | Sedimentationszentrifuge. | |
| DE1099465B (de) | Siebeinrichtung fuer die Schleudertrommel einer Schubzentrifuge |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: T + T OLEOCHEMIE GMBH, 63755 ALZENAU, DE |
|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |