DE2151064A1

DE2151064A1 - Verfahren und vorrichtung zum entfernen der fluessigkeit aus einem gelartigen fluessigkeits-feststoff-gemisch

Info

Publication number: DE2151064A1
Application number: DE19712151064
Authority: DE
Inventors: Manfred Viklicky
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1971-10-13
Filing date: 1971-10-13
Publication date: 1973-04-19

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen ar Flüssigkeit us einem gelartigen Flüssigkeits-Feststoff-Gemisch Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen der FlUssigkeit aus einem gelartigen Flüssigkeits-Feststoff-Gemisch durch Zerstören der gelartigen Struktur des Gemisches und Abscheiden der Feststoffe aus der Flüssigkeit,wobei das Flüssigkeits-Fest storf-Gemisch zuerst gefroren, dann aufgebaut und nachfolgend durch einen Flüssigkeits/Feststoff-Abscheider gerührt wird.
In Wasseraufbereitungsanlagen fallen gewöhnlich große Mengen an Schlamm an. Dieser Schlamm wird von einer gelartigen Masse gebildet, welche aus Flüssigkeit und Feststoffen besteht, die schwer voneinander trennbar sowie aus der gelartigen Masse abscheidbar sind.
Um die großen Mengen an Schlamm nicht auf großen Flächen ablagern zu müssen, wird der Schlamm beipielsweise bei einem bekannten Verfahren dadurch entwässert, daß dieser in großen Behältern gelagert und zuerst ca. O Stunden langsam gerührt und dann ca. 16 Stunden stehengelassen wird, wodurch etwas Flüssigkeit dem Schlamm entzogen und dieser eingedickt wird. Anschließend wird der Schlamm in BehAlter gepumpt, die im Innern Rohre aufweisen, durch welche zuerst ein Kältemittel und dann ein Mittel zum Aufheizen der eingelagerten Masse geführt wird, so daß der Schlamm in diesen Behältern zuerst gefroren und dann aufgetaut wird. Nachfolgend werden diese Behälter entleert und dabei die Flüssigkeit von den Feststoffen abgeschieden.
Ein derartiges Verfahren hat Jedoch den Nachteil, daß der Schlamm in mehreren Behältern lange gelagert und aufwendig bearbeitet werden muß, wodurch das Verfahren unwirtschaftlich arbeitet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eln Verfahren 7u entwlekeln, mit dem gelartige F1üssikeits-Feststoff-Gemische wirtschaftlich entwässert und Flüssigkeit oder Feststoffe diesen entzogen werden können, Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Flüssigkeits-Feststoff-Gemisch auf einer bewegten Fläche kontinuierlich innerhalb einer ersten Zone gefroren und innerhalb einer zweiten Zone Ruf derselben Fläche aufgetaut wird.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es nunmehr möglich, große Mengen an gelartigen Flüssigkeits-Feststoff-Gemischen wirtschaftlich zu entwässern, wobei das Volumen der gelartigen Masse erheblich reduziert wird und Flüssigkeit und Feststoffe anfallen, die für sich wieder verwertbar sind.
Von besonderem Vorteil ist dabei, daß die zu verarbeitenden Mengen an Flüssigkeits-Feststoff-Gemisch nicht gelagert und sofort kontinuierlich mit geringstem Aufwand bearbeitet werden können.
Mit besonderem Vorteil kann auch nur ein Teil der Flüssigkeit oder Feststofre aus dem Flüssigkeits-Feststoff-Gemisch getrennt und abgeschieden werden, wobei das Volumen des Gemisches zum Teil reduziert bzw. ein Teil der Flüssigkeit oder reststoffe oder bestimmte Bestandteile des Gemisches abgeschieden oder gewonnen werden.
Das Auftauen des gefrorenen Flüssigkeits-Feststoff-Gemisches erfolgt vorzugsweise dadurch, daß ein in einem Kompressions-Kältekreis geführtes Kältemittel die Gefrierwärme aus der Gefrierzone abführt und durch Wärmetausch auf das gefrorene Flüssigkeits-Feststoff-Gemisch in der Auftauzone überträgt. Dabei strömt das erwärmte Kältegemisch unterhalb der bewegten Fläche vorbei, auf der sich das gefrorene Flüssigkeits-Feststoff-Gemisch befindet und tberträgt den wesentlichsten Teil der Befrierwärme auf das gefrorene Gemisch, so daß dieses erwärmt und aufgetaut wird.
Mit besonderem Vorteil kann das Auftauen des gefrorenen F'lüssigkeits-Feststoff-Gemisches auch derart durchgeführt werden, daß zusätzlich oder als einzige Maßnahme zum Auftauen des Gemisches ein Teil der von dem Flüssigkeits-Feststoff-Gemisch abgeschiedenen Flüssigkeit von diesem abgezweigt, durch ein in einem Kreis zirkulierendes» die Gefrierwärme aus der Gefrierzone abführendes Kältemittel erwärmt und dann im Bereich der Auftauzone auf das gefrorene Flüssigkeits-Feststoff-Gemisch gesprüht wird. Dadurch wird das gefrorene Flüssigkeits-Festetoff.Gemisch durch den direkten Kontakt mit dem warmen Kältemittel erwärmt und aufgestaut.
Vorteilhafterweise wird das aufgetaute FlUssigkeits-Feststoff-Gemisch zu einem Dekanter geführt, in welchem die Flüssigkeit von den Feststoffen bzw. umgekehrt abgeschieden werden.
Um eine klare Flüssigkeit zu gewinnen bzw. feinste Stoffteilchen aus der abgeschiedenen Flüssigkeit zu entfernen, durchströmt diese vorzugsweise einen Fein- bzw. Feinstfilter.
Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Entwässern eines gelartigen Flüssigkeits-Feststoff-Gemisches weist mindestens einen Kältekreis, eine Fördereinrichtung mit einem rotierenden Band, Körper oder dergleichen, eine Gefrier- und eine Auftaustrecke, welche der Gefrier- und Auftauzone entsprechen, auf, wobei die Oberfläche des Bandes oder Körpers die bewegte Fläche bildet und die Gefrier- und Auftaustrecke an der bewegten Fläche angeordnet sind.
Mit Vorteil wird die Gerrierstrecke von dem Verdampfer und die Auftaustrecke von dem Kondensator eines Kompressions- Kältekreises gebildet.
Vorteilhafterweise kann im Bereich der Auftaustrecke auch eine Sprüheinriciitung zum Aufsprühen von erwärmter, von dem Flüssigkeits-Feststoff-Gemisch abgeschiedener Flüssigkeit angeordnet sein, welche z.B. Düsen aufweist.
Die Gefrierstrecke wird dabei ebenfalls von dem Verdampfer eines Kältekreises gebildet.
Mit besonderem Vorteil liegt an der Gefrierstrecke oin erster und an der Auftaustrecke ein zweiter Kältekreis a, welche beide durch einen Kompressions-Kältekreis derart miteinander verbunden sind, daß der Kondensator des ersten Kältekreises mit dem Verdampfer des Kompressions-Kältekreises und der Verdampfer des zweiten Kältekreises mit dem Kondensator des Konpressions-Kältekreises Jeweils einen Wärmetauscher bilden, durch den Jeweils Wärme von einem Kältekreis auf einen anderen übertragen wird.
Weitere Binzelhelten der Erfindung werden anhand von in Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Teile mit gleichen Bezugszeichen sind gleiche Teile.
eß zeigt: Fig. 1 eine Entwässerungsanllage mit Förderband und einem Kompressions-Kältekreis; Fig. 2 eine Entwässerungsanlage mit Fördertrommeig einem Kompressions-Kältekreis, einem Dekanter und Feinfilter; Fig. 3 je einen an der Gefrier- und Auftaustrecke anliegenden Kältekreis, wobei beide Kältekreise durch einen K,pressions-Kältekreis miteinander verbunden sind.
Die in der Fig. 1 gezeigte Ausführungsform einer Entwässerungsanlage 1 weist eine Fördereinrichtung 2 mit rotierendem Förderband 3 auf, dessen Oberfläche 4a dle bewegte Fläche bildet, sowie einen Kompressions-Kältekreis 7 mit Verdichter 8, Kondensator 9 und Verdampfer 10. Der Verdampfer 10 bildet eine Gefrierstrecke 5 der Fördereinrichtung 2, welche die erste bzw. Gefrierzone des Verfahrens darstellt. Der Kondensator 9 des Kompressions-Kältekreises 7 bildet eine Auftaustrecke 6 der Fördereinrichtung 2, welche die zweite bzw. Auftauzone des Verfahrens darstellt. Die Gefrierstrecke 5 und die Auftaustrecke 6 sind entlang dem oberen Teil des Förderbandes 3 angeordnet, auf dem die zu entwässernde gelartige Masse von einem zum anderen Ende der Fördereinrichtung 2 befördert und dabei gefroren und aufgestaut wird, Anschließend wird das Flüssigkeits-Feststoff-Gemisch mit den darin enthaltenen, voneinander getrennten Feststoffen und Flüssigkeit weiter, vorzugsweise zu einem Dekanter, befördert bzw. geführt.
In der Fig. 2 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der die Ptwässerungsanlage 1 als Fördereinrichtung 2 eine rotierende, hohle Fördertrommel 11 aufweist, deren Oberfläche 4b die bewegte Fläche bildet. Innerhalb der Fördertrommel 11 und unterhalb des Mantels der Fördertrommel 11 ist ein als Verdampfer des Kompressions-Kältekreises 12 ausgebildeter Apparateteil 22 angeordnet, welcher die Gefrierstrecke 5 am Mantel der Fördertrommel 11 bildet und die erste bzw. Gefrierzone des Verfahrens darstellt.
Der Kompressions-Kältekreis 12 weist einen Verdichter 13 und Kondensator 14 auf. Die Auftaustrecke 6 wird bei dieser Ausführungsform von dem Wirkungskreis der Sprüheinrichtung 19 mit Sprühdüsen 19a begrenzt und stellt die zweite bzw.
Auftauzone des Verfahrens dar. Das zu entwässernde gelartige Flüssigkeita-Feststoff-Qemisch wird von einem Vorratsbehälter 21 kontinuierlich auf die rotierende Fördertrommel 11 gegeben und beim Durchlaufen der Gefrierstrecke 5 zuerst gefroren und beim Durchlauren der Auftaustrecke 6 aurgetaut. Das aufgetaute Flüssigkeits-Feststoff-Gemisch mit den in diesem enthaltenen, voneinander getrennten Feststoffe und Flüssigkeit wird dann zu einem Dekanter 15 mittels der Pumpe 18 gefördert, in welchem die Feststoffe im wesentlichen von der Flüssigkeit abgeschieden und durch einen Auslaß 15a am Dekanter 15 abgelassen werden. Die im Dekanter 15 abgeschiedene Flüssigkeit wird zu einem Fein-oder Feinstfilter 16 geführt, in welchem auch feine und/oder feinste Stofftailchen aus der abgeschiedenen Flüssigkeit entfernt werden. Von der so gereinigten abgeschiedenen Flüssigkeit wird ein Teil abgezweigt und dann mit Hilfe der Pumpe 18a einem Wärmetauscher 20, in welchem dieser Teil der Flüssigkeit durch die von dem in dem Kompressions-Kältekreis 12 zirkulierendem, die Gefrierwärme aus der Gefrierzone 5 abführendem Kältemittel erwärmt und nachfolgend zu der Sprüheinrichtung 19 gerUhrt und auf das auf der Fördertrommel 11 gefrorene Flüsiigkeits-Feststoff-Gemisch gesprüht wird.
Die in der Fig. 3 gezeigte Ausführungsform zeigt einen ersten Kältekreis 23 mit einem Verdampfer 24,~einer Pumpe 25 und einem Kondensator 25, wobei der Verdampfer 24 im Bereich der Gefrierstrecke 5 an dem Förderband 3 anliegt.
Im Bereich der Auftaustrecke 6 liegt ein zweiter Kältekreis 27 mit Kondensator 28, Verdampfer 29 und Pumpe 30, wobei der Kondensator 28 an dem Förderband 3 liegt.
Ein Kompressions-Kältekreis s 31 mit einem Kondensator 32, Verdampfer 33 und Verdichter 34 verbindet den ersten und zweiten Kältekreis 23 und 27 miteinander, wobei der Kondensator 26 des ersten Kältekreises 23 und der Verdampfer 33 des Kompressions-Kältekreises 31 in einem Wärmetauscher 35 und der Verdampfer 29 des zweiten Kältekreises 27 mit dem Kondensator 32 des Kompressions-Kältekreiaes 31 in einem Wärmetauscher 36 Jeweils vereinigt sind. Über eine Leitung 37 wird ein Teil der von dem Flllssigkelts-Feststoff-Gemisch abgeschiedenen Flüssigkeit durch einen Wärmetauscher 38 und zu einer in der Auftauzone 6 angsordneten Sprüheinrichtung 39 geführt. Der Wärmetauscher 38 dient zum Wärmetausch zwischen dem im Kompressions-Kältekreis 31 geführten» erwärmten Kältemittel und dem durch die Leitung 37 strömenden Teil der abgeschiedenen Flilssigkeit.
-11 Patentansprüche

Claims

Pa tentansprüche 1. Verfahren zum Entfernen der Flüssigkeit aus einem gelartigen Flüssigkeits-Feststoff-Gemisch durch ZerstOren der gelartigen Struktur des Gemisches und Abscheiden der Feststoffe aus der Flüssigkeit, wobei das Flüssigkeits-Feststoff-Gemisch zuerst gefroren, dann aufgetaut und nachfolgend durch einen Flüssigkeits-Feststoff-Abscheider geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeits-Feststoff-Gemisch auf einer bewegten Fläche kontinuierlich innerhalb einer ersten Zone gefroren und innerhalb einer zweiten Zone auf derselben Fläche aufgetaut wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gefrorene Flüssigkeits-Feststoff-Gemisch in der zweiten Zone durch Wärmetausch mit einem in dieser Zone unter der bewegten PlKche vorbeiströmenden, in einem Kältekreislauf zirkulierenden und die Gefrierwärme aus der ersten Zone abführenden Kältemittelstrom aufgetaut wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß pn Teil der von den Feststoffen abgeschiedenen Flüssigkeit durch den die Gefrierwärme aus der ersten Zone abführenden Kältemitteistrom erwärmt und dieser Teil der abgeschiedenen, erwärmten Flüssigkeit in der zweiten Zone auf das gefrorene Flüssigkeits-Feststoff-Gemisch gesprüht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgestaute Plüssigkeits-rcststoff-Gemisch kontinuierlich zu einem Dekanter geführt und in diesem die Feststoffe kontinuierlich von der FlUssigke-t abgeschieden werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der abgeschiedenen Flüssigkeit noch vorhandene reine Feststoffteilchen durch eine Feinflitrierung aus der Flüssigkeit abgeschieden werden.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegte Fläche (4a, 4b) Teil einer Fördereinrichtung (2) ist, welche eine Gefrierstrecke (5) und eine Auftaustrecke (6) aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch , dadurch gekennzelchnetß daß die Fördereinrichtung (2) ein Förderband (3) aufweist, dessen Oberfläche (4a) die bewegte Fläche bildet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (2) eine Fördertrommel (11) aufweist, deren Oberfläche (4b) die bewegte Fläche bildet.
9. Vorrichtung nach einem der ansprüche s bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gefrierstrecke (5) der Fördereinrichtung (2) als Verdampfer und die Auftaustrecke (6) der Fördereinrichtung (2) als Kondensator eines Kompressions-Kältekreises (7) ausgebildet ist.
10, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gefrierstrecke (5) der Fördereinrichtung (2) als Verdampfer eines KM Bekreises (7) ausgebildet und im Bereich der Auftaustrecke (6) eine Sprüheinrichtung (19) für abgeschiedene, durch die Gefrierwärme erwärmte Flüssigkeit angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnetm daß an der Gefrierstrecke (5) ein erster Kältekreis (23) und an der Auftaustrecke (o) ein zweiter Kältekreis (27) liegen, welche durch einen Kompressions-Kältekreis (31) miteinander verbunden sind, wobei der Kondensator (2u) des ersten Kältekreises (23) und der Verdan;pfer (33) des Kompressions-Kältekreises (31) in einem ersten Wärmetauscher (35) und der Verdampfer (29) des zweiten Kältekreises (27) und der Kondensator (32) des Kompressions-Kältekreises -31) in einem zweiten Wärmetauscher (36) vereinigt sind.