DE2151064A1

DE2151064A1 - Liquid/solid separator - for jellied consistency mixtures using freezing and thawing stages and thermal recycling

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

Abstract

The material is fed onto a moving surface, either a conveyor belt or a drum, so that it is moved through the freezing stage followed by the thawing stage. In the case of the drum, the freezer is the evaporator of a compression refrigeration loop, the condenser of that loop being used to heat spraying liquid for the thawing stage. With a belt conveyor three cosed loops can be used, the freezer being in heat exchange via one loop with the evaporator of the compressor loop and the thawing section in heat exchange with the condenser of that loop. A third heat exchanger in the compressor loop is again used for the spray water heating.

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. Method and apparatus for removing the liquid from a gel-like Liquid-solid mixture The invention relates to a method and a device for removing the liquid from a gel-like liquid-solid mixture by destroying the gel-like structure of the mixture and separating out the solids from the liquid, the liquid-solid storf mixture first frozen, then built up and then stirred by a liquid / solid separator will.

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.Large amounts of sludge usually fall in water treatment plants at. This sludge is formed by a gel-like mass, which is made of liquid and solids that are difficult to separate from each other as well as from the gel-like Mass are separable.

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.In order not to deposit large amounts of sludge on large areas to have to, the sludge is thereby, for example, in a known method dehydrated that this is stored in large containers and slowly at first for about 0 hours stirred and then left to stand for about 16 hours, whereby some liquid the Sludge is removed and this is thickened. The sludge is then placed in a container pumped, which have tubes inside, through which a refrigerant and first then a means for heating the stored mass is passed, so that the sludge is first frozen and then thawed in these containers. The following will be these containers are emptied, thereby separating the liquid from the solids.

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.However, such a method has the disadvantage that the sludge Long stored in several containers and laboriously processed, whereby the process is uneconomical.

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.The invention is based on the task of developing a method 7u, dehydrated economically with the gel-like liquid-solid mixture and liquid or solids can be removed from these, This task is achieved by that the liquid-solid mixture is continuous on a moving surface Frozen within a first zone and Ruf within a second zone Surface is thawed.

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.The inventive method it is now possible to large Dewater quantities of gel-like liquid-solid mixtures economically, whereby the volume of the gel-like mass is significantly reduced and liquid and solids arise that can be reused.

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.It is of particular advantage that the quantities to be processed not stored on a liquid-solid mixture and immediately continuous with the slightest Effort can be edited.

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.With particular advantage, only part of the liquid or Solids are separated and separated from the liquid-solid mixture, whereby the volume of the mixture is partially reduced or a part of the liquid or residues or certain components of the mixture separated or obtained will.

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.The frozen liquid-solid mixture is thawed preferably in that a refrigerant guided in a compression refrigeration cycle removes the freezing heat from the freezer zone and transfers it to the frozen food through heat exchange Liquid-solid mixture in the thawing zone transfers. The warmed up flows Cold mixture passes below the moving surface on which the frozen liquid-solid mixture is is located and transfers most of the freezing heat to the frozen food Mixture so that it is warmed and thawed.

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.The thawing of the frozen liquid-solid mixture can be particularly advantageous also be carried out in such a way that additionally or as the only measure for thawing of the mixture part of the separated from the liquid-solid mixture Liquid branched off from this by a "die" circulating in a circle Refrigerant discharging freezing heat from the freezing zone is heated and then in the area the thawing zone is sprayed onto the frozen liquid-solid mixture. Through this the frozen liquid-solid mixture through the direct Contact with the warm refrigerant is heated and accumulated.

Vorteilhafterweise wird das aufgetaute FlUssigkeits-Feststoff-Gemisch zu einem Dekanter geführt, in welchem die Flüssigkeit von den Feststoffen bzw. umgekehrt abgeschieden werden.The thawed liquid-solid mixture is advantageously led to a decanter, in which the liquid from the solids or vice versa to be deposited.

Um eine klare Flüssigkeit zu gewinnen bzw. feinste Stoffteilchen aus der abgeschiedenen Flüssigkeit zu entfernen, durchströmt diese vorzugsweise einen Fein- bzw. Feinstfilter.To obtain a clear liquid or the finest particles of material To remove the separated liquid, it preferably flows through a Fine or ultra-fine filter.

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.An embodiment of a device according to the invention for dewatering a gel-like liquid-solid mixture has at least one refrigeration cycle, a conveyor with a rotating belt, body or the like, a Freezing and defrosting sections, which correspond to the freezing and thawing zones, on, the surface of the belt or body forming the moving surface and the freezing and thawing sections are arranged on the moving surface.

Mit Vorteil wird die Gerrierstrecke von dem Verdampfer und die Auftaustrecke von dem Kondensator eines Kompressions- Kältekreises gebildet.Advantageously, the refrigeration section is from the evaporator and the defrosting section from the condenser of a compression Refrigeration cycle formed.

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.A spray device can advantageously also be used in the area of the defrosting section for spraying on heated, separated from the liquid-solid mixture Liquid be arranged, which e.g. has nozzles.

Die Gefrierstrecke wird dabei ebenfalls von dem Verdampfer eines Kältekreises gebildet.The freezing section is also used by the evaporator of a refrigeration cycle educated.

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.It is particularly advantageous that the freezing section has oin first and on the defrosting section a second refrigeration circuit a, both of which are through a compression refrigeration circuit are interconnected in such a way that the condenser of the first refrigeration circuit with the evaporator of the compression refrigeration circuit and the evaporator of the second refrigeration circuit each form a heat exchanger with the condenser of the compression refrigeration cycle, through which heat is transferred from one refrigeration circuit to another.

Weitere Binzelhelten der Erfindung werden anhand von in Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Teile mit gleichen Bezugszeichen sind gleiche Teile.Further single helmets of the invention are shown schematically in figures illustrated embodiments described in more detail. Parts with the same reference numbers are equal parts.

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.Fig. 1 shows a drainage system with a conveyor belt and a Compression refrigeration cycle; Fig. 2 shows a drainage system with a conveyor drum Compression refrigeration cycle, a decanter and fine filter; Fig. 3 one each at the freezer and thawing section adjacent refrigeration circuit, both refrigeration circuits by a K, pressions refrigeration circuit are connected to each other.

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.The embodiment of a drainage system shown in FIG. 1 1 has a conveyor device 2 with a rotating conveyor belt 3, the surface of which 4a forms the moving surface, as well as a compression refrigeration circuit 7 with a compressor 8, condenser 9 and evaporator 10. The evaporator 10 forms a freezing section 5 of the conveyor 2, which represents the first or freezing zone of the method. The condenser 9 of the compression refrigeration circuit 7 forms a defrosting section 6 of the Conveyor 2, which represents the second or thawing zone of the process. The freezing section 5 and the defrosting section 6 are along the upper one Part of the conveyor belt 3 arranged on which the gel-like mass to be dewatered conveyed from one end to the other of the conveyor 2 and frozen in the process and is dammed, then the liquid-solid mixture with the contained therein, separated solids and liquid further, preferably to a decanter, transported or guided.

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.In Fig. 2, an embodiment is shown in which the Ptwässerungsanlage 1 as a conveyor 2 has a rotating, hollow conveyor drum 11, the Surface 4b forms the moving surface. Inside the conveyor drum 11 and below of the shell of the conveyor drum 11 is an evaporator of the compression refrigeration circuit 12 formed apparatus part 22 is arranged, which the freezing section 5 on the jacket the conveyor drum 11 forms and represents the first or freezing zone of the process.

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.The compression refrigeration circuit 12 has a compressor 13 and a condenser 14 on. The defrosting section 6 is in this embodiment of the sphere of activity the spray device 19 is limited by spray nozzles 19a and provides the second or

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.The thawing zone of the process. The gel-like liquid-solid mixture to be dewatered is from a storage container 21 continuously on the rotating Conveyor drum 11 given and frozen when passing through the freezing section 5 first and thawed out when passing through the defrosting section 6. The thawed liquid-solid mixture with the solids and liquid contained in this, separated from one another is then conveyed to a decanter 15 by means of the pump 18, in which the solids essentially separated from the liquid and through an outlet 15a on the decanter 15 are drained. The liquid separated in the decanter 15 becomes one Fine or very fine filter 16 out, in which also fine and / or finest fabric tails can be removed from the separated liquid. Separated from the so cleaned A portion of the liquid is diverted and then, with the aid of the pump 18a, a heat exchanger 20, in which this part of the liquid by the one in the compression refrigeration cycle 12 circulating refrigerant dissipating the freezing heat from the freezing zone 5 heated and subsequently stirred to the spray device 19 and to the on the conveyor drum 11 frozen liquid-solid mixture is sprayed.

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. The embodiment shown in FIG. 3 shows a first refrigeration cycle 23 with an evaporator 24, ~ a pump 25 and a capacitor 25, the evaporator 24 in the area of the freezing section 5 on the conveyor belt 3 is present.

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.A second refrigeration circuit 27 is also located in the area of the defrosting section 6 Condenser 28, evaporator 29 and pump 30, with the condenser 28 on the conveyor belt 3 lies.

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.A compression refrigeration circuit s 31 with a condenser 32, evaporator 33 and compressor 34 connect the first and second refrigeration circuits 23 and 27 to one another, the condenser 26 of the first refrigeration cycle 23 and the evaporator 33 of the compression refrigeration cycle 31 in a heat exchanger 35 and the evaporator 29 of the second refrigeration circuit 27 with the condenser 32 of the compression refrigeration circuit 31 in a heat exchanger 36 each are united. A part of the liquid-solid mixture is released via a line 37 separated liquid through a heat exchanger 38 and to one in the thawing zone 6 arranged spray device 39 out. The heat exchanger 38 is used for heat exchange between the »heated refrigerant carried out in the compression refrigeration circuit 31 and the part of the separated liquid flowing through the line 37.

-11 Patentansprüche-11 claims

Claims

Pa tent claims 1. A method for removing the liquid from a gel-like liquid-solid mixture by destroying the gel-like structure of the mixture and separating the solids from the liquid, the liquid-solid mixture first frozen, then thawed and subsequently through a liquid-solid separator is performed, characterized in that the liquid-solid mixture on frozen continuously within a first zone and within a moving surface a second zone is thawed on the same surface.

2. The method according to claim 1, characterized in that the frozen Liquid-solid mixture in the second zone by heat exchange with an in this zone under the moving plate flowing past in a refrigeration cycle circulating refrigerant flow and removing the freezing heat from the first zone is thawed.

3. The method according to claim 2, characterized in that pn part the liquid separated from the solids through which the freezing heat exudes the refrigerant stream discharged from the first zone is heated and this part of the separated, heated liquid in the second zone onto the frozen liquid-solid mixture is sprayed.

4. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in, that the pent-up liquid-fuel mixture continuously to a decanter and in this the solids are continuously separated from the liquid will.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that in the separated liquid still existing pure solid particles through a fine filtration can be separated from the liquid.

6. Device for performing the method according to one of the claims 1 to 5, characterized in that the moving surface (4a, 4b) is part of a conveying device (2), which has a freezing section (5) and a defrosting section (6).

7. Apparatus according to claim, characterized in that the conveyor (2) has a conveyor belt (3), the surface (4a) of which forms the moving surface.

8. Apparatus according to claim 6, characterized in that the conveyor (2) has a conveyor drum (11), the surface (4b) of which forms the moving surface.

9. Device according to one of claims s to 8, characterized in that that the freezing section (5) of the conveyor (2) as an evaporator and the defrosting section (6) of the conveying device (2) as a condenser of a compression refrigeration circuit (7) is trained.

10, device according to one of claims 6 to 8, characterized in that that the freezing section (5) of the conveyor (2) as an evaporator of a KM Bekreis (7) and a spray device (19) in the area of the defrosting section (6) for separated liquid heated by the freezing heat.

11. Apparatus according to claim 9 or 10, characterized in that on the freezing section (5) a first refrigeration circuit (23) and on the defrosting section (o) a second refrigeration circuit (27), which by a compression refrigeration circuit (31) are connected to each other, the condenser (2u) of the first refrigeration circuit (23) and the Verdan; pfer (33) of the compression refrigeration circuit (31) in a first heat exchanger (35) and the evaporator (29) of the second refrigeration circuit (27) and the condenser (32) of the compression refrigeration circuit -31) combined in a second heat exchanger (36) are.