DE19716128C1

DE19716128C1 - Verfahren zum ergebnisabhängigen Steuern von diskontinuierlich arbeitenden Filterzentrifugen

Info

Publication number: DE19716128C1
Application number: DE1997116128
Authority: DE
Inventors: Frank Geiselhart
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Krauss Maffei Process Technology AG
Priority date: 1997-04-17
Filing date: 1997-04-17
Publication date: 1999-01-21
Anticipated expiration: 2017-04-18

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein Verfahren dieser Art ist aus der DE 37 26 227 C2 bekannt, bei der zum einen die Füllstandshöhe mittels eines mit der Oberfläche des Füllungsinhaltes einer Filterzentrifuge in Kontakt befindlichen mechani schen Fühlers ermittelt wird und bei dem die Oberflächenbeschaffenheit des Füllungsinhaltes mittels eines Thermoelementes ermittelt wird, das an der Stelle des mechanischen Fühlers angeordnet ist, der sich mit der Oberfläche des Füllungsinhaltes in Kontakt befindet. In den Verfahrensraum der Filterzentrifuge ragt eine mit zwei unterschiedlichen Meßsystemen zum Erfassen der Füllstandshöhe einerseits und zum Ermitteln der Oberflächenstruktur des Füllungsinhalts der Filterzentrifuge an dererseits ausgerüstete Mechanik. Mit diesem Verfahren kann nur festgestellt werden, ob die Oberfläche des Füllungsinhaltes aus einer Flüssigkeit oder aus einem Feststoffkuchen besteht. Es kann lediglich der Eintauchzeitpunkt erfaßt werden, zu dem die Filtratflüssigkeit in den Feststoffkuchen eintritt und zu dem die Oberflächenbeschaffenheit von einer Flüssigkeit zu einem Feststoff wechselt. Eine Filterzentrifuge dieser Art muß ab diesem Zeitpunkt nach Erfahrungswerten betrieben werden, nach denen angenommen wird, daß der Feststoffkuchen eine be stimmte Restfeuchte erlangt hat, worauf dann weitere Arbeitsschritte durchgeführt werden können, wie z. B. das Nachfüllen weiterer Suspension, das Einleiten von Waschflüssigkeit oder das Ausschälen des Feststoffku chens. Bei diesen Erfahrungswerten müssen jedoch unterschiedliche Filtrationsgeschwindigkeiten, die sich beispielsweise bei unterschied lich verdichteten Grundschichten ergeben, berücksichtigt werden.

Die US 4405454 zeigt eine Füllstands messung mittels Ultraschall.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zurgrunde, ein Verfahren der genannten Art so zu verbessern, daß in berührungsfreier Weise neben der Ermittlung der Füllstandshöhe und der Fest-Flüssig-Oberflächenbeschaf fenheit auch der Grad der Restfeuchte des Feststoffkuchens ermittelt werden kann um die Betriebszeiten der Fest-Flüssig-Trenneinrichtung auf das jeweils notwendige Maß beschränken zu können.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentan spruchs gelöst.

Durch die Erfassung und Interpretation der jeweils mit gleicher Echo laufzeit reflektierten Ultraschallimpulse kann folgendes ermittelt werden:

- die Oberfläche besteht aus einer Flüssigkeit (dafür ist ein hoher Reflexionsgrad charakteristisch, da weitgehend eine Totalrefle xion erfolgt),
- die Oberfläche besteht aus einem porösen Feststoff (dafür ist ein wesentlich reduzierter Reflexionsgrad charakteristisch) und
- der poröse Feststoff ist zu einem bestimmten Ausmaß entfeuchtet (da für ist ein bestimmter reduzierter Reflexionsgrad charakteristisch, wobei mit Abnahme der Entfeuchtung des Feststoffes der Reflexions grad zwar nicht linear, aber erkennbar und reproduzierbar abnimmt).

Durch die Interpretation der Echogüte bzw. des Reflexionsgrades ist im weiteren feststellbar, ob die Oberfläche des Füllungsinhaltes aus Schaum besteht.

Aufgrund des schnellen Ablaufes des Ultraschallmeßvorganges kann bei Zentrifugen überdies die Oberflächenstruktur erfaßt werden, wodurch sich der Aufbau von zu unzulässigen Unwuchten führenden unregel mäßigen Feststoffkuchendicken rechtzeitig verhindern läßt.

Ein Ausführungsbeispiel einer Zentrifuge, mit der das Verfahren gemäß der Erfindung durchgeführt werden kann, wird anhand der Zeichnung erläu tert, die in schematischer Darstellung den Schnitt durch eine Filterzen trifuge zeigt. Danach ist eine Filtertrommel 1 in einem geschlossenen Zentrifugengehäuse 2 gelagert. Die Filtertrommel 1 besteht aus einem eine Siebfläche enthaltenden Trommelmantel 3 sowie aus einem Trommelbo den 4 und einem Trommelrand 5. Der Trommelboden 4 trägt die Trommelwelle 6, die im Zentrifugengehäuse 2 gelagert ist.

In die Filtertrommel 1 ragt eine Schälvorrichtung 7, die im Zentrifugen gehäuse 2 verschwenkbar gelagert ist. Im weiteren ragen in die Filter trommel 1 ein Füllrohr 8 für Suspension und eine Halterung 9 für einen Ultraschallsensor 10.

Im Betrieb verteilt sich die über das Füllrohr 8 in die Filtertrommel 1 eingebrachte Suspension auf dem Trommelmantel 3 und separiert sich in einen aus Feststoffteilchen bestehenden Feststoffkuchen 11 und eine darüberliegende Flüssigkeitsschicht 12 aus Filtrat. Dieses durchdringt den Feststoffkuchen 11, wird nach außen abgeschleudert und über den Filtratauslaß 13 aus dem Zentrifugengehäuse 2 abgeleitet. Der verblei bende Feststoffkuchen 11 wird in Intervallen mittels der Schälvorrich tung 7 aus der Filtertrommel 1 ausgetragen.

Mit dem senkrecht auf die Füllungsoberfläche der Filtertrommel 1 ausge richteten Ultraschallsensor 10 wird durch Bestimmung der Echolaufzeit eines Ultraschallimpulses der Abstand von der Füllungsoberfläche ermit telt, wodurch die Dicke der Füllungsschicht bestimmt werden kann. Die Filtertrommel 1 kann danach durch Suspensionszufuhr stets in einem für einen optimalen Betrieb geeigneten Füllungszustand gehalten werden, ohne daß Suspension über den Trommelrand 5 fließt.

Die Zufuhr von Suspension oder von Waschflüssigkeit erfolgt in der Regel immer dann, wenn durch Auswertung des Reflexionsgrades des Ultraschall impulses festgestellt wird, daß die Oberfläche des Füllungsinhaltes nicht mehr aus einer Flüssigkeit besteht. Zu diesem Zeitpunkt ist die Filtrat- oder Waschflüssigkeit in den Feststoffkuchen 11 eingetaucht. Falls noch Kapazität zur weiteren Befüllung vorhanden ist, kann darauf hin weitere Suspension und/oder Waschflüssigkeit nachgefüllt werden. Dieser Vorgang kann solange wiederholt werden, bis sich die Filtertrommel 1 mit der maximal möglichen Menge an Feststoffkuchen gefüllt hat, worauf durch Auswertung des Reflexionsgrades des Ultraschallimpulses laufend die Restfeuchte des Filterkuchens bestimmt wird. Bei Erreichen des gewünschten Restfeuchtegehaltes wird der Feststoffkuchen 11 mittels der Schälvorrichtung 7 ausgetragen und durch Einfüllen von Suspension wird ein erneuter Filtrationszyklus, gegebenenfalls mit Waschprozeduren, in Gang gesetzt.

Aufgrund der Feststellbarkeit des jeweiligen Restfeuchte-Zustandes des Feststoffkuchens kann der Feststoffkuchen zu dem Zeitpunkt ausgetragen werden, zu dem dieser die gewünschte Restfeuchte erreicht hat. Es lassen sich somit die Betriebszeiten der Fest-Flüssig-Trenneinrichtung auf das jeweils notwendige Maß beschränken.

Claims

Verfahren zum ergebnisabhängigen Steuern von diskontinuierlich arbeiten den Filterzentrifugen nach Maßgabe der Meßwerte von Einrichtungen zur Bestimmung der Füll standshöhe und der Oberflächenbeschaffenheit des Füllungsinhaltes der Fest-Flüssig-Trenneinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstandshöhe in an sich bekannter Weise mittels eines Ultraschallgerä tes (10) in der Weise gemessen wird, daß die Echolaufzeit eines Ultra schallimpulses zwischen Ultraschallsender, der beaufschlagten Füllungs oberfläche und dem Ultraschallempfänger gemessen wird und daß die Oberflächenbeschaffenheit und der Grad der Restfeuchte des Füllungsin haltes durch Auswertung der Echogüte des reflektierten Ultraschallimpul ses ermittelt wird.