DE2331242C3 - Vorrichtung zum Homogenisieren eines Schwebefilters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Homogenisieren eines Schwebefilters für die Schlammaufbereitung in einem Filterbehälter, welche die Schwebestoff-Filterschicht in Schwingungen versetzt.

Bei schweren und hochbelasteten Schlämmen können die Schlammflocken so stark zum Verkleben neigen, daß allein durch die Strömung der Flüssigkeit keine homogene Schlammschicht für längere Zeit aufrechterhalten werden kann. Es sind daher bereits Vorrichtungen entwickelt worden (DEOS 19 08 798), um ein Schwebefilter zu homogenisieren und die Flockungsreaktion zu verbessern. Bei dieser bekannten Vibrationsvorrichtung wird akustische Energie an ein Abflußrohr mechanisch angekoppelt und in mechanische Schwingungen versetzt. Da die mechanische Übertragung nur für bestimmte Frequenzen wegen der Eigenresonanz der Gesamtanordnung optimal sein kann, ergibt sich eine Resonanzselektion, wobei sich Resonanzfrequenzen einstellen können, die für das Erreichen der gewünschten Ziele weniger günstig sind. Durch diese mechanische Ankopplung an eine Behälterwand kann die für die Beeinflußung des Schlammes optimale Frequenz nur mit einem wesentlich größeren Strahlungswiderstand abgegeben werden, d. h. der Schlammasse kann anteilig weniger akustische Energie zugeführt werden. Ferner ist bei der mechanischen Übertragung der Ort der Schwingungsabstrahlung durch die Gesamtkonstruktion festgelegt, so daß Klangfiguren entstehen, bei welchen der Ort der optimalen akustischen Energiezufuhr entsprechend den Nullstellen der ersten Ableitung der die Eigenschwingungszustände beschreibenden partiellen Differentialgleichungen nicht notwendigerweise an der Stelle liegen, wo die mechanische Ankopplung erwünscht wäre bzw. wo die mechanische Ankopplung tatsächlich stattfindet.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die dazu beiträgt, den innigen Kontakt zwischen den Flüssigkeitsteilchen und den suspendierten Flocken der koagulierten Flüssigkeit zu verbessern und andererseits die Zerstörung von Kanälen bewirkt, welche sich irr Laufe der Betriebszeit in dem suspendierten Schlamm ausbilden. Dieses Ziel soll mit dem geringstmöglichen Energieaufwand erreicht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Filterbehälter frei hängend stabförmige Vibratoren angebracht sind und daß durch Frequenzänderungen die .Schwingungsknoten und Schwingungsbäuche räumlich in der Schwebestoff-Filterschicht verschiebbar sind.

Die sich durch die Maßnahmen der Erfindung ergebenden Vorteile leiten sich daraus ab, daß die Vibratoren leicht höhenverstellbar sind und im Bereich der Nullstellen der Eigenschwingung£zustände aufgehängt werden können, so daß eine optimale akustische Energiezufuhr möglich ist Ferner triften frei aufgehängte Vibratoren aus den Bereichen maximaler Schallbewegung von sich aus in Richtung auf die Bereiche der Schwingungsbäuche in dem Schlamm, d. h. zu einem Ort

ίο optimaler Energieabgabe. Auf diese Weise wird das Ziel, die Flockungsreaktion optimal zu gestalten, verbessert, wobei auch das Zusammenbacken der Filterschicht vermieden werden kann. Ferner wird vermieden, daß auch im Gegensatz zur mechanischen Ankopplung an einer Behälterwand die Schlammbereiche in größerer Entfernung von dieser Behälterwand noch ausreichend ohne wesentlich höhere Energiezufuhr beschallt werden. Aufgrund der sich durch die Beschallung ausbildenden wandernden stehenden WeI-len ergibt sich ein Verdrängen der Schlammflocken von den Schwingungsbäuchen in die Schwingungsknoten und damit eine weitere Verdichtung der Schlammschicht. Gleichzeitig wird überschüssige Flotationsflüssigkeit aus den Flocken getrieben und damit die Abscheidung verbessert. Da die aufgehängten Vibratoren in der Schwebestoff-Filterschicht an beliebigen Stellen aufgehängt werden können, verhindert die einwirkende Schallenergie das Entstehen von Rissen in dieser Filterschicht, durch welche die Trübe ungefiltert hindurchfließen könnte und welche durch die einströmende Trübe in der Filterschicht die Neigung der Flocken zum Zusammenbacken begünstigen würde. Durch diese Einwirkung von Schallwellen auf die Filterschicht wird erreicht, daß das Schwebestoff-Filter immer in einem optimalen Zustand gehalten wird, in welchem die Flocken in homogener Verteilung dicht gepackt, jedoch nicht verklebt sind.

Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand einer aus einer Figur bestehenden Zeichnung, welche den Filterbehälter für eine Emulsionstrennanlage mit darin aufgehängten Vibratoren zeigt.
Die Emulsionstrennanlage arbeitet nach einem Verfahren zur kontinuierlichen Spaltung von Ölemulsionen, wobei die Spaltung durch Absorptionskoagulation, Flotation und Flockulation in einem Röhrenreaktor erfolgt, der für die Spaltungs- und Flockungs-wachstumsreaktionen optimale Bedingungen bietet und einen Reaktionsablauf bei Umgebungstemperatur zuläßt. Das bei den einzelnen Reaktionen im Röhrenbehälter sich ergebende Ölhydroxidflocken-Waschgemisch wird als sogenannte Trübe in einen Filterbehälter 15 eingeleitet, in dem die Flocken zu einem Schwebstoff-Filter für die nachlaufende Trübe aufschwimmen und die Trennung der Trübe in freigesetztes öl, Hydroxidschlamm und Spaltflüssigkeit erfolgt. Dem Filierbehälter ist eine Schlammaufbereitung nachgeschaltet.

Der Filterbehälter 15 besteht aus einem aufrechtstehenden Zylinder, dessen Volumen für eine längere Verweilzeit des Reaktionsgutes ausgelegt ist. In der beispielsweisen Ausführungsform beträgt diese Verweilzeit etwa zwei Stunden. In diesem Filterbehälter 15 findet die Trennung des Ölhydroxidflocken-Wasserge-

'" miseries statt, wobei die ölbeladenen Hydroxidkomplcxe über der Spaltflüssigkeit aufschwimmen. Die Flocken haben entsprechend ihrer ölbeladung einen unterschiedlichen Auftrieb, so daß die fetten Flocken oben

und die mageren Flocken auf der Unterseite einer Filterschicht verbleiben, die zwischen dem freigesetzten öi auf der Oberseite der sich ausscheidenden Spaltflüssigkeit auf der Unterseite befindet. Bei den vorgesehenen Abmessungen des Filterbehälters ergibt lieh eine Schicht von etwa 10 cm gut entwässerten Schlammes. In diese Füterschicht wird die Trübe vom Röhrenreaktor aus eingeleitet, wobei dafür Sorge getragen ist, daß die Trübe sich über den ganzen Querschnir; des Filters verteilt und beim Austreten aus dem Strömungsrohr eine möglichst I-Jeine Austriusgeschwindigkeit hat. Um ein Zusammenbacken der Filterschicht zu vermeiden, werden in den Filterbehälter 15 Vibratoren 16 eingebracht, die im wesentlichen im mittleren Teil der Filterschicht hängen und mit einer geeigneten Frequenz schwingen, um Schallenergie auf die Füterschicht oder den Hydroxidschlamm zu übertragen. Dabei ist darauf zu achten, daß die Frequenz in einem bestimmten Bereich liegt, da bei zu niedrigen Frequenzen der Schall im ganzen Volumen periodische Druckscliwankungen ausführt, was unerwünscht ist. Bei zu hohen Frequenzen, wenn die Wellenlänge des Schalles wesentlich kleiner als die Behäliergeometrie ist, treten unerwünschte Effekte auf, da die Schlammfiocken zerrissen und das Flotationsöl mechanisch emulgiert wird. Die Frequenz der durch die Vibratoren in den Hydroxidschlamm eingeführten Schallenergie ist derart auszuwählen, daß sich stehende Wellen im Behälter ausbilden, wobei die Schlammflocken aus dem Bereich der Schwingungsbäuche getrieben und im Bereich der Schwingungsknoten verdichtet werden. Diese stehenden Wellen haben einen Schwingungsknoten im Bereich der Außenwand des Filterbehälters, so daß sich dadurch auch der Vorteil ergibt, daß in Verbindung mit der starken Dämpfung durch den Hydroxidschiamm sich die Schwingung nicht oder nur unwesentlich auf den Filterbehälter selbst überträgt.

Als günstige Schallfrequenz werden Frequenzen angesehen, die stehende Wellen mit einer Wellenlänge von etwa fünf bis zehn Zentimeter erzeugen. Es ist vorteilhaft, wenn die Vibratoren nicht frequenzstabil arbeiten, so daß die Knoten der entstehenden Wellen örtlich bzw. räumlich wandern. Man erreicht dadurch eine gleichmäßige allseitige Lockerung des Hydroxidschlammes in der Schwebstoff-Füterschicht, die dadurch immer in einem gebrauchsfähigen Zustand verbleibt, und nicht verklebt, um danach an irgendeiner Stelle unkontrolliert wieder aufzubrechen, um die eingeführte Trübe durch die Filterschicht hindurchzulassen.

Gleichzeitig wird durch die Einwirkung der Schwingungsenergie auch an den Flocken anhaftendes Flotationsöl abgespalten und dadurch eine weitere Abmagerung der Flocken bewirkt.

Die in dem Filterbehälter frei hängenden stabförmigen Vibratoren verbessern in vorteilhafter Weise die Spaltungs- und Flockungsreaktion und homogenisieren die Schwebstol'f-Filterschicht, dessen Wirkungsweise dadurch optimiert wird.

Hierzu 1 Blati Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Homogenisieren eines Schwebefilters für die Schlammaufbereitung in einem Filterbehälter, welche die Schwebstoff-Filterschicht in Schwingungen versetzt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Filterbehälter (15) frei hängend stabförmige Vibratoren (16) angebracht sind und daß durch Frequenzänderungen die Schwingungsknoten und Schwingungsbäuche räumlich in der Schwebstoff-Filterschicht verschiebbar sind.