DE3432702A1

DE3432702A1 - Verfahren, anlage und/oder vorrichtung zum aufbereiten von veroeltem haufwerk o.dgl. materialien

Info

Publication number: DE3432702A1
Application number: DE19843432702
Authority: DE
Inventors: Georg Von Dipl.-Ing. 4044 Kaarst Bormann
Original assignee: Bormann georg Von dipl-Ing
Current assignee: Bormann georg Von dipl-Ing
Priority date: 1983-09-08
Filing date: 1984-09-06
Publication date: 1985-05-15

Description

Verfahren, Anlage und/oder Vorrichtung zum Aufbereiten
von veröltem Haufwerk od. dgl. Materialien Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von veröltem, Haufwerk od. dgl. Materialien, insbesondere bei industriellen Prozessen anfallendem Waschgut wie Walzenzunder, sowie eine Anlage und/oder Vorrichtung dazu.
Zum Kühlen von großen, schnellaufenden Walzengerüsten werden deren Walzen mit emulgierten Schmier- und Kühlmitteln überflutet. Das Ö1 gelangt in den während des Walzvorganges entstehenden Walzenzunder, der -- bis zu etwa 20 t fllanteil belastet -- nicht mehr einsetzbar ist.
Durch die unvollkommene Verbrennung des teiles verkleben die Tuchfijtr-r ud die Elektrofiiter werden durch die entstehenden Kohenstoffbrücken kurzgeschlossen, was itt Filterbranden bzw. zu Filterexplosionen führt.
Aus den genannten Gründen muß der Walzenzunder vor seine Einsatz entölt werden, wozu es nach dem Stand der Technik die folgenden Methoden gibt.
Man vermischt den verölten Walzenzunder so mit unveröltem Walzenzunder, daß der Gesamtanteil an 51 unter das schädliche Maß absinkt. Da eine echte Durchmischung von ölhaltigem mit nicht ölhaltigem Zunder technisch kaum darstellbar ist, kommt es bei diesen Verfahren immer wieder zu Ölnestern und damit zu den oben bereits geschilderten Mängeln.
Der ölhaltige Walzenzunder kann auch u.a. in eine nachgeschaltete Koksbatterie gegeben werden. Durch die Anwesenheit von Eisen wird die sich bildende Schwefelsäure derart aggressiv, daß die mit ihr in Berührung kommenden Rohrsysteme kurzfristig zerfressen werden. Dies führt dazu, daß Hersteller von Kokereianlagen dann jegliche Garantie für letztere ablehnen, wenn der Einsatz von veröltem Walzenzunder vorgesehen ist.
Probleme ergeben sich auch beim Reinigen von Metallspänen, insbesondere von Aluminiumspänen, die z. B. während eines spanabhebenden Formverfahrens mit Maschinenöl, ölhaltigem Kühlmittel od. dgl. benetzt worden sind. Es ist bekannt, Metallspäne in einer Flüssigkeit zu waschen. Wäscht man etwa Aluminiumspäne in einer Lauge, wird durch Reaktion H2 frei, wobei eine große Menge von Schaum entsteht und sich Knallgas bildet.
Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art so zu gestalten, daß ein Entölen des industriellen Waschgutes, insbesondere des Walzenzunders, möglich wird.
Dieses Verfahren und die dafür geschaffene Anlage und/ oder Vorrichtungen sollen auch für die Behandlung verölter Aluminiumspäne od. dgl. anzuwenden sein.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt eine Lehre nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1. Bevorzugt1 wird etwa der Walzenzunder oder das entsprechende Waschgut -- mehr oder minder in schlammartiger Konsistenz -- in eine Waschtrommel eingeleitet und dort in einer mit 2 ' Atznairon versetzten Waschlauge bei etwa 50° C -- und höherer Temperaturgewaschen.
Im Rahmen der Erfindung liegt eine für dieses Verfahren besonders geeignete Waschtrommel, bei der an der Innenfläche der geschlossenen Trommelwandung geneigte Lamellen angeordnet sind, von denen mehrere auf einer Schraubenlinie verlaufen, also eine Wendel bilden. Erfindungsgemäß sind diese Lamellen in zuei Ebenen geneigt, wobei die Größe der beiden Neigungswinkel vom Rutschverhalten des eingesetzten Materials und von der gewünschten Steigung dieser Wendel abhängt. Die Vorgabe ist eine solche Neigung, daß die zu reinigenden Metallspäne vor dem Anheben über den Spiegel der Waschlauge von der Lamelle herunter gleiten und von der darunterliegenden Lamelle aufgefangen werden. Dieses Waschen unterhalb des Laugenspiegels ist nur bei starkoxidierenden Materialien erforderlich - andernfalls kann auch ein Anheben über den Laugenspiegel erfolgen.
Man wäscht erfindungsgemäß in dieser Waschtrommel bei einer höheren Temperatur; niedrigere Temperaturen führen zu erheblich schlechterem Entölungsverhalten.
Die aus der Waschtrommel ausgetragene, mit Öl be; frachtete Waschlauge wird vorteilhafterweise in einem Dekanter geführt und mittels eines Separators entölt.
Anschließend leitet man die Lauge über einen Wärmetauscher und/oder einen Verdampfer -- unter Erzeugung destillierten Wassers -- in die Waschtrommel zurück.
Als günstig hat es sich erwiesen, diese Vorgänge zumindest einmal zu wiederholen. Hierzu stehen die nachfolgenden Versuchsergebnisse mit veröltem Walzenzunder zur Verfügung: 1. Bei einmaligem Waschen: Absenken des Ölgehaltes von 20 y auf 0,23 X; 2. bei zweimaligem Waschen: Absenken des Ölgehaltes von 20 m Öl auf 0,15 aÓ.
Da im allgemeinen ein Ölgehalt von weniger als 0,5 gefordert wird, reichen die erzielten Versuchsergebnasse völlIg aus, um einen wiçdereìnsetzharen Zunder anbieten 2? können.
frtindungsgemäß wird nach dem zweiten Waschvorgang das entölte Waschgut entwässert, bevorzugt auf einer Kammerfilterpresse abgepreßt, und anschließend mit klarem Wasser ein Flüssigkeitsaustausch durchgeführt, um die gelösten Alkalien voll zu verdrängen. Die Analysenvorschrift hierzu lautet: Summe der Alkalien ( 0,3 %.
Dank dieses Verfahrens ist der Walzenzunder wieder vollkommen einsatzfähig.
Ein Teil des feinen Walzenzunders wird allerdings mit der Lauge ausgetragen und erst im Dekanter von der Lauge getrennt.
Man erhält mit dem Dekanter einen schlammartigen Niederschlag. Dieser Schlamm wird vorteilhafterweise in Lauge eingerührt und gleichzeitig das aufgerührte Gut mit Luft durchblasen. Hierzu ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ein Rührwerksbehälter am Boden mit Düsen bestückt, die wahlweise mit Lauge bzw. mit Luft beaufschlagt werden können.
Nach dem Erreichen eines gewissen Füllgrades kann die Schlammzufuhr zum Rührwerksbehälter unterbrochen und das Rührwerk abgeschaltet werden. Die Luftbegasung wird erfindungsgemäß aufrecht erhalten, so daß mit den aufsteigenden luftblasen das Öl mitgerissen wird - es findet eine beschleuniqte Entölung statt.
Nach einiger Zeit wird die Luftzufuhr ebenfalls abgestellt und das Öl von der Oberfläche abgesaugt.
Am Boden des Rukhrwerkbehälters abgelagerter Schlamm wird mittels des Rührwerks erneut aufgewirbelt, bis kein Öl mehr aufsteigt. Die Aufwirbelung des Schlammes erfolgt zur Herabsetzung des An fahr-momentes des Rührwerkes.
Das aufgestiegene Öl wird erneut abgesaugt. Dieser Vorgang wird je nach dam Ölgehalt gesteuert.
Ist der Austrag aus dem Dekanter weitgehend entölt, wird er -- zusammen mit dem Waschgut aus der Waschtrommelerfindungsgemäß entwässert.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die dafür beanspruchte Anlage sind -- außer für Walzenzunder -- erfindungsgemäß vor allem auch zum Entölen von Metallspänen oder Dolomit geeignet, ebenso zum Entölen von Enden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in Fig. 1 den teilweisen Längsschnitt durch eine Waschtrommel mit Trommelmantel und Stirnwänden; Fig. 2 einen Querschnitt durch die Waschtrommel; Fig. 3 eine skizzierte Darstellung eines Mantelausschnittes der Wachtrommel; r Fig. 4 einen vergrößerten Schnitt durch die Trommel wand; Fig. 5 die vergrößerte Draufsicht auf eine Stirnwand der Waschtrommels Fig. 6 ein Verfahrensschema zu einem Reinigungsvorgang.
Eine Waschtrommel 1 eines Durchmessers d von im gewählten Beispiel 150 cm und einer Länge n von 500 cm weist in einer die zylindrische Trommelwand 2 verschliessenden Stirnwand 3 eine Aufgabeeinrichtung 4 für Waschgut in Form von veröltem Walzenzunder S auf. Der Durchmesser e dieser Aufgabeeinrichtung 4 beträgt etwa 60 cm, wohingegen der Durchmesser t eines in der gegenüberliegenden Stirnwand 5 vorgesehenen Einlaufes 6 für eine Waschlauge L etwa 30 cm beträgt.
Im Trommelinnenraum 10 sind Lamellen 11 vorgesehen, deren Fläche F sowohl zu einer Umfangskontur k als auch zu einer zur Trommelachse A parallel verlaufenden Wandlinie P jeweils einen Neigungswinkel w1 bzw. w2 einschließt.
Die Länge c der Lamellen 11 mißt etwa 150 mm, ihre Breite f dann 80 mm Fig. 4 verdeutlicht die Projektionshöhe i (z. B. 40 mm).
Wie in fig. 1 angedeutet, bestimmen mehrere Lamellen 11 auf einer gedachten Linie G eine Schraubenlinie, bilden also eine zusammengesetzte Wendel. Von den Lamellen 11 sind in der Zeichnung aus Gründen der Übersichtlichkeit nur einige dargestellt - jedoch sind mehrere Wendel in der Waschtrommel 1 vorhanden.
Auch ist zur Vereinfachung der Zeichnung nicht gezeigt, daß die Lamellen 11 bezüglich der Winkel W1 und W2 verstellbar sind, um die Form jener Wendel dem jeweiligen Waschgut anpassen zu können.
Die,iaschtrommel 1 dient zum Reinigen von mit Öl versehenem Walzenzunder S oder von Aluminiumspänen, deren Ölfilm auf der Oberfläche des Metalls in der Lauge L ausgewaschen wird. In der Zeichnung ist die das Waschgut S enthaltende Lauge L aus Gründen der Übersichtlichkeit mit Q bezeichnet.
Die in zwei Ebenen geneigten Lamellen 11 nehmen die im Unterteil der sich drehenden Waschtrommel 1 liegenden Aluminiumspäne S auf und heben diese auf der Fläche F an.
Bevorzugt sind die Lamellen 11 so angebracht, daß ein Teil des von ihnen erfaßten Waschgutes auf seinem Förderweg x zur darunter liegenden -- also vorgeschalteten-Lamelle 11 zurückfällt, wodurch der Förderweg verlängert wird.
Handelt es sich um nur wenig oxidierendes Material, können die Späne S über dem Laugenspiegel Qs angehoben werden und fallen in Abhängigkeit von der Neigung der Fläche F auf die darunterliegende nächste Wendel. Bei stark oxidierenden Materialien sollte die Übergabe von einer Lamelle 11 auf die darunter folgende unterhalb des Laugenspiegels Q durchgeführt werden. Die Neigungswinkel wl bzw. w2 sind in ihrem Maße abhängig zum einen vom Schüttwinkel des zu reinigenden Werkstoffes S und vom Steigùngswinkel z der Wendel. Deren Steigung wiederum ist von der Länge n der Waschtrommel 1 und deren Umdrehungszahl abhängig und zwar unter Berücksichtigung der zum Reinigen erforderlichen Verweilzeit der Späne S in der Lauge Q.
Von Bedeutung ist zudem auch der Füllgrad der Waschtrommel 1.
Die Größe der Fläche F der Lamelle 11 beträgt im gewählten Ausführungsbeispiel 15 cm x 8 cm x 5 cm, in der Zeichnung sind die Lamellen 11 überhöht dargestellt.
Gemäß der auf der rechten Seite der Fig 5 gezeigten Ausführung sind an der Austragsstirnseite 5 radial und mit Zwischenwinkelns von 600 Zuführstege 12 einer Länge b/c von z. B. 500 mm angeordnet, an welche zur Austragsöffnung 14 hin Schuhrinnen 13 anschließen.
In der linken Hälfte von Fig. 5 findet sich eine besonders bevorzugte Ausführung mit einer Austragsrinne 15 und Austragsstegen 16, die Tangenten zu einem Konstruktionskreis 17 bilden; dessen Durchmesser g liegt zwischen dem Durchmesser h der Austragsöffnung 14 und jenem der Trommelachse 9. Dank dieser Maßgabe gleitet aufgenommenes Waschgut erst oberhalb der Horizontgeraden H vom Austragssteg 16 ab.
Unterhalb des Laugenspiegels 4s ist symbolisch ein Düsenstock 40 eingezeichnet, aus dessen Bohrungen 41 die Waschlauge gegen die Stirnwand 5 gesprüht wird. Dank des Druckes der zugeführten Waschlauge wird in der bereits vorhandenen Waschlauge an deren Spiegel Q eine von Rückständen freie Zone erzeugt, durch die das Waschgut störungsfrei hindurchgehoben werden kann.
Die alkalische Waschlauge Q weist vor allem Silikate und nichtionogene Tenside auf und wird gemäß Fig. 6 aus einer ersten Waschtrommel la zu einem Dekanter 20 geführt, dessen Niederschlag, Überlauf Ql in einen Separator 21 gelangt und von dort durch einen Wärmetauscher 22 als Lauge L zur Waschtrommel 1 zurück.
a Statt des Wärmetauschers 22 oder zusätzlich kann eine in der Zeichnung vernachlässigte Verdampfungsstation vorgesehen werden.
Die Umdrehungszahl des Dekanters 20 wird erfingungsgemäß so gewählt, daß die Adhäsion des Öls aus Waschgut S-also der Oberfläche des Walzenzunders -- größer ist als die Zentrifugalkraft, so daß das Öl großteils mit dem Feststoff ausgetragen wird.
Das Waschgut S1 wird nach der ersten Waschtrommel la über eine Entwässerungsrinne 25 zu einer zweiten Waschtrommel lb geführt, die ihrerseits an einen Laugenkreislauf angeschlossen ist, wie er zu Waschtrommel 1 a beschrieben wurde.
Das Waschgut S2 durchläuft nach der Waschtrommel lb wiederum eine Entwässerungsrinne 25 -- oder eine Kammerfilterpresse 26 -- und gelangt dann in eine mit klarem Wasser betriebene Waschtrommel lc.
Mit diesem wird ein Flüssigkeitsaustausch durchgeführt, so daß aus der Waschtrommel lc gereinigtes Produkt Z austritt.
Vor Waschtrommel 1 wird in das Waschgut 52 ein c schlammartiges Gut B1 eingelegt; dieses ist der Rückstand au's dem Dekanterniederschlag B, der in einem Rührwerk 30 weitestgehend von dem bei 31 abgezogenen til befreit worden ist.
Im Behälter 33 des Rührwerkes 30 sind im Bodenbereich Luftdüsen 34 vorgesehen, die wahlweise mit Waschlauge oder Luft beaufschlagt werden.
Wird das Rührwerk abgestellt und die Zufuhr an Schlamm B aus dem Dekanter 20 unterbrochen, reißen die aufsteigenden Luftblasen das Öl mit, was eine rasche Entölung ermöglicht.
Nach einiger Zeit wird die Luftzufuhr ebenfalls unterbrochen, so daß das Öl von der im Behälter 33 stehenden Suspensionsoberfläche abgezogen werden kann.
Der am Boden des Behälters 33 abgelagerte Schlamm wird mittels des Rührwerks 30 erneut aufgewirbelt.
Ist das Rührwerk 30in Betrieb, wird die Laugenzufuhr abgestellt und wieder Luft eingeblasen. Das aufgestiegene Öl wird wiederum abgesaugt. Dieser Vorgang wird je nach dem Ölgehalt gesteuert. Ist der; hier aufzubereitende Austrag B weitgehend entölt, wird er zusammen mit dem Waschgut S aus der zweiten Waschtrommel lb der Kammerfilterpresse 25 aufgegeben.
Das gewonnene Öl (Auslaß 31) wird so aufbereitet, daß es wieder verkauft werden kann. Im wesentlichen ist dies eine Trennung des Öls von Restlänge und Schwebstoffen.
- Leerseite- -

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Aufbereiten von veröltem Haufwerk od. dgl.

Materialien, insbesondere bei industriellen Prozessen anfallendem Waschgut wie Walzenzunder, dadurch gekennzeichnet, daß das verölte Material, insbesondere der Walzenzunder, in eine Waschtrommel eingeleitet und dort in einer bei 12 bis 14 pH, bevorzugt' 10 bis 14 pH, eingestellten Waschlauge im Cegenstrom gewaschen sowie dabei dieses Waschgut an der Trommelwandung durch Tragflächen angehoben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschlauge mit etwa 2 m Ätznatron versetzt und/oder daß bei etwa 500 C bzw. ei-ner darüberliegenden Temperatur gewaschen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß phosphat- und karbonfreie Waschlauge eingesetzt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß während es Waschvorgangs oder vor einem Wiederholen des Waschvorgangs mit kieselsaurem Kalium oder Natriumsilikat~aufgepuffert wird, bis es eine Reaktion mit der Lauge gibt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Waschvorgang oder dem wiederholenden Waschvorgang ein Flüssigkeitsaustausch mittels klaren Wassers erfolgt und/oder, daß das Waschgut zwischen den Waschuorgängen entwässert wird
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauge über einen Dekanter geführt sowie ein Teil der feinen Schwebstoffe von der Lauge getrennt wird, wobei bevorzugt aus dem Dekanter Ö1 mit dem Feststoff ausgetragen und gegebenenfalls nach dem Dekanter in einem Separator entölt wird.
7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauge vor der Rückführung zur Waschtrommel auf ihre ursprüngliche Konzentration eingestellt und auf Waschtemperatur geführt wird, wobei bevorzugt die Waschlauge einen Wärmetauscher und/oder einen Verdampfer durchläuft.
8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Dekanter ausgebrachter schlammartiger Niederschlag in Lauge eingerührt wird, wobei bevorzugt abgelagerter Schlamm aufgewirbelt wird.
9. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Dekanter ausgebrachte Niederschlag nach seiner Entölung mit dem aus der Waschtrommel ausgetragenen Waschgut entwässert wird.
10. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch wenigstens eine mit Waschlauge (L) beaufschlagte Waschtrommel (la, lb), der eine Entwässerungseintrichtung (25, 26) und nach dieser eine Einrichtung (lc) für einen Flüssigkeitsaustausch mit Wasser nachgeschaltet ist.
11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Laugenaustrag (Q) der Waschtrommel (la, lb) wenigstens ein Dekanter (20) nachgeschaltet ist, dessen Niederschlagaustrag an einen Rührwerksbehälter (33) angeschlossen ist.
12. Anlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwässerungseinrichtung eine Kammerfilterpresse (26) und/oder, daß der Rührwerksbehälter (33) bodenwärts mit Blasdüsen (34) versehen ist, wobei letztere gegebenenfalls zum einen an eine Laugenzuführung zum anderen an eine Luftzuführung oder aber jeweils sowohl an die Laugen- als auch an die Luftzuführung angeschlossen und wahlweise gegenüber einer der Zuführungen schließbar sind.
13. Anlage nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrag (B1) des Rührwerkbehälters (33) mit dem Einlauf der Entwässerungseinrichtung (26) und/oder daß der Flüssigkeitsaustrag (Q1) des Dekanters- (20) mit einem Separator (21) verbunden ist.
14. Anlage nach Anspruch 10 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Separator (21) und Waschtrommel (la, 1b ) wenigstens ein Wärmetauscher (22) und/oder ein Verdampfer im Laugenkreislauf (X -- ~ L) angeordnet ist.
15. Vorrichtung zum Aufbereiten von veröltem Haufwerk od. dgl., insbesondere bei industriellen Prozessen anfallendem Waschgut, vor allem für eine Anlage nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenfläche der geschlossenen Trommelwandung (2) einer Waschtrommel (1) zur Trommelwandung geneigte Lamellen (11) angeordnet sind, von denen mehrere auf einer Schraubenlinie (G) verlaufen.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (F) der Lamelle (11) sowohl mit einer Umfangskontur (UK) der Trommelwandung (2) als auch mit einer in dieser verlaufenden Parallelen (P) zur Trommelachse (A) Neigungswinkel (w1, w2) einschließt.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Neigungswinkel (w1, w2) etwa 300 beträgt und/oder daß die Neigungswinkel (w1, w2) der Waschtrommel (l) verstellbar sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß ihrer Austragsstirnwand (5) Stege (12, 16) zugeordnet sind, welche Tragflächen für das Waschgut bilden und oberhalb des tiefsten Randpunktes der Austragsöffnung (14) zu dieser geneigt verlaufen.
19. Vorrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (16) von Tangenten an einem um die Trommelachse gelegten Konstruktionskreises (17) sind, dessen Durchmesser (g) größer als jener der Trommelwelle und kleiner als jener der Austragsöffnung (14) ist (Fig. 5, links).
20. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl wenigstens einer Laugenzuführung (40) in der Waschtrommel (1) gegen deren Austragsstirnwand (5) gerichtet ist, bevorzugt unterhalb des Laugenspiegels (Q5) an der Wellenseite mit aufwärts drehenden Stegen (16).