DE3536624A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung des feststoff- oder dickstoffaustrages aus einem separator - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung des Feststoff- oder Dickstoffaustrages aus einem Separator in Abhängigkeit des im Separator von der flüssigen Phase abgetrennten Feststoffes oder Dickstoffes.

Zur Steuerung des Feststoffaustrages aus einem Separator ist es aus dem Sonderdruck "Chemie Ingenieur Technik," 47, Jahrgang, Heft 1, 1975 bekannt, eine Fühlerflüssigkeit in den Separator einzubringen, mit deren Hilfe die im Separator von der flüssigen Phase abgetrennte Feststoffmenge abgetastet wird. Ein Teilstrom der Fühlerflüssigkeit wird hierbei über einen Durchflußwächter nach außen aus dem Separator abgeführt. Wenn nun im Separator die von der flüssigen Phase abgetrennte Feststoffmenge ein bestimmtes Niveau erreicht hat und den Abfluß der Fühlerflüssigkeit stoppt, wird der Durchlauf durch den Durchflußwächter unterbrochen und dadurch von einem Magnetscheider ein Impuls zu einem Steuergerät gegeben, das die Entleerungsvorgänge auslöst. Nachteilig bei dieser bekannten Schlammniveaumessung im Separator mit Hilfe einer Fühlerflüssigkeit ist jedoch, daß das Schlammniveau bei Schlämmen, insbesondere pastösen Schlämmen, deren Viskosität- oder Dichtenunterschiede zwischen der flüssigen und der schlammigen Phase (Dickstoff) nur sehr gering sind, von der Fühlerflüssigkeitsmeßeinrichtung nicht erfaßt wird. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Steuerung des Feststoffaustrages aus einem Separator mit Hilfe einer Fühlerflüssigkeit besteht darin, daß die Fühlerflüssigkeit hinsichtlich Viskosität oder Dichte genau an die Viskosität oder Dichte des im Separator von der flüssigen Phase abgetrennten Feststoffes oder Dickstoffes angepaßt werden muß, um Fehlmessungen und die damit verbundenen Fehlausträge von Feststoffen oder Dickstoffen aus dem Separator zu vermeiden. Dies ist jeoch mit einem erhöhten Material-, Arbeits- und Kostenaufwand verbunden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, den Feststoff- oder Dickstoffaustrag aus einem Separator so zu steuern, daß bei optimaler Füllung des Feststoffraumes im Separator mit Dickstoffen oder Sedimenten, die aus dem Separator ausgetragene Dickstoff- bzw. Feststoffmenge der im Aufgabegut befindlichen Dickstoff- oder Feststoffmenge entspricht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Viskosität oder die Dichte des aus dem Separator ausgetragenen Feststoffes oder Dickstoffes gemessen und in Abhängigkeit des jeweils ermittelten Meßwertes der Feststoff- oder Dickstoffaustrag in kurzen, variablen Zeitintervallen und/oder variablen Mengen erfolgt.Auf diese Weise kann sehr vorteilhaft jede Änderung des im Separator von der flüssigen Phase abgetrennten Feststoffes oder Dickstoffes hinsichtlich Viskosität oder Dichte sofort erfaßt und in Abhängigkeit davon der Feststoff- oder Dickstoffaustrag ohne nennenswerte Zeitverzögerung so gesteuert werden, daß bei Aufrechterhaltung eines für den Trennprozeß günstigen Trennvolumens im Separator ein gleichmäßiger Austrag von optimal konzentrierten Feststoffen oder Dickstoffen aus dem Separator erreicht wird. Fehlausträge werden hierdurch praktisch vermieden, und der Separator kann mit optimalem Füllungsgrad und optimalem Trenneffekt betrieben werden.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung erfolgt der Feststoff- oder Dickstoffaustrag in Zeitintervallen von einer Sekunde oder Bruchteilen von Sekunden. Den Feststoff oder Dickstoff in Bruchteilen von Sekunden auszutragen, ermöglicht jedoch nur ein Separator, wie er in der deutschen Offenlegungsschrift 30 09 669 beschrieben und dargestellt ist. Denn bei diesem vorbekannten Separator wird sowohl der Zufluß des Druckmediums in die Druckkammer als auch der Abfluß des Druckmediums aus der Druckkammer und damit der Schließ- und Öffnungsvorgang des Ringschiebers von außen gesteuert. Auf diese Weise kann das Öffnen und Schließen der Auslaßöffnung bzw. des Ringspaltes in äußerst kurzer Zeit (< 0,1 sec) bewerkstelligt werden. Der Feststoffaustrag aus dem Separator kann auf diese Weise in Abhängigkeit der Viskosität oder der Dichte des aus dem Separator ausgetragenen Feststoffes oder Dickstoffes den jeweils zu entwässerten Schlämmen hinsichtlich Füllungsgrad und Trenneffekt optimal angepaßt werden.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Fig. 1 einen Separator mit feststoff- oder dickstoffaustragsseitig angeordneter Viskosität oder Dichtemeß- und Steuereinrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Separator mit einer Viskositäts-Meßeinrichtung im Überlauf gemäß der Erfindung,

Wie Fig. 1 zeigt, ist an einen Separater 1 mit konischem Gehäuse 2 feststoff- oder dickstoffaustragsseitig ein Kanal 3 angeschlossen, der in einen Behälter 4 mündet, welcher als Luftabscheider dient. Dem Behälter 4 ist ein weiterer Behälter 5 nachgeschaltet, der seitlich in der Wandung mit einer Überlauföffnung 6 versehen ist. Der Behälter 5 ist seinerseits in einem verhältnismäßig groß ausgebildeten Festoff- oder Dickstoffaufnahmebehälter 7 angeordnet, aus dem der Feststoff bzw. der entwässerte Dickstoff über eine Leitung 8 mit Pumpe 9 nach außen abgeführt wird. Am Boden des Behälters 5 ist eine Leitung 10 mit Pumpe 11 angeschlossen, die über eine als Sensor 12 ausgebildete Viskosität- oder Dichtemeßeinrichtung führt und von oben in den Behälter 4 mündet. Der Sensor 12 steht über einen Umformer 13 mit Sollwertgeber mit einer elektrohydraulischen Steuereinrichtung 14 in Verbindung, die ihrerseits über eine Hydraulikleitung 15 an den Separator 1 angeschlossen ist.

Im Betrieb dieses Separators wird der bei der Teilentleerung ausgeworfene Feststoff oder Dickstoff im Gehäuse 2 aufgefangen und gelangt von dort über den Kanal 3 und Luftabscheider 4 in den darunter befindlichen Behälter 5. Vom Behälter 5 fließt ein Teil durch die Öffnung 6 in den Behälter 7, von wo er über die Leitung 8 mit Hilfe der Pumpe 9 kontinuierlich abgezogen wird.

Der Behälter 5 befindliche Feststoff oder Dickstoff wird mit Hilfe der Umwälzpumpe 11 über die Leitung 10, Sensor 12 und Luftabscheider 4 dem Behälter 5 im Kreislauf zurückgeführt. Vom Sensor 12 wird die Viskosität oder die Dichte dieses aus dem Separator 1 ausgetragenen und im Kreislauf geführten Feststoffes bzw. Schlammes gemessen und der jeweils ermittelte Meßwert dem Umformer 13 mit Sollwertgeber zugeführt und in Signale umgeformt. Die im Umformer 13 in entsprechende Signale umgeformten Meßwerte werden der elektrohydraulischen Steuereinrichtung 14 zugeleitet, die über die an den Separator 1 angeschlossene Hydraulikleitung 15 nach einem rechnergesteuerten Programm die Teilentleerung des Separators bewirkt. In Abhängigkeit der jeweils vom Sensor 12 ermittelten Meßwerte erfolgt der Feststoff- oder Dickstoffaustrag bzw. die Teilentleerung in sehr kurzen, variablen Zeitintervallen und/oder variablen Mengen. Der Feststoff- oder Schlammaustrag wird bei steigender Viskosität oder Dichte des ausgetragenen Feststoffes oder Dickstoffes erhöht und bei fallender Viskosität oder Dichte erniedrigt und auf diese Weise automatisch geändert bzw. an den jeweils vorgegebenen Sollwert angepaßt, dem ein bestimmtes Schlammvolumen im Separator entspricht.

Als Sensor kann ggfs. auch sehr vorteilhaft ein Druckmeßgerät - insbesondere ein Manometer - verwendet werden, da sich je nach Änderung der Viskosität oder Dichte des Feststoffes oder Schlammes auch der Druck in der Umwälzleitung 10 entsprechend ändert und diese Druckänderung vom Manometer erfaßt und in vorbeschriebener Weise zur Steuerung des Feststoff- oder Dickstoffaustrages aus dem Separator benutzt werden kann.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Separator wird mit Hilfe eines an der Überlauföffnung 6 des Behälters 5 angeordneten Fühlers 16 festgestellt, ob bei Beginn des Teilentleerungsintervalles Feststoff oder Schlamm aus dem Separator über den Luftabscheider 4 und Behälter 5 in den Auffangbehälter 7 ausgetragen wird. Beim Kontakt mit dem austretenden Feststoff oder Schlamm aus dem Behälter 5 wird vom Fühler 16 über den Umformer 13 ein Signal in die elektrohydraulische Steuereinrichtung 14 abgegeben. Sollte beim Beginn des Teilentleerungsintervalles kein Schlamm oder Feststoff ausgetragen werden, so folgen rasch hintereinander weitere Teilentleerungen, bis der Schlamm- oder Feststoffaustritt aus dem Behälter 5 vom Fühler 16 wahrgenommen wird. Dann beginnt der Zeitabschnitt für einen neuen Teilentleerungsintervall. Die Steuerung des Feststoff- oder Schlammaustrages aus dem Separator 1 erfolgt im übrigen in gleicher Weise wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Separator. Eine noch weitergehende Optimierung des Feststoff- oder Schlammaustrages aus dem Separator kann durch ein besonderes Steuerprogramm erreicht werden, wobei als Einflußgröße die Anzahl der jeweiligen Teilentleerungen erfaßt werden und beispielsweise folgendermaßen abläuft:

• A) Eine nur 2 oder 3malige Teilentleerung pro Zeiteinheit bedeutet, daß das Schlamm- oder Feststoffvolumen im Separator zu gering und damit der Schlamm- oder Feststoffaustrag zu dünn ist. Für das Steuersystem gemäß der Erfindung bedeutet dies, den Teilentleerungszeitintervall zu verlängern und/oder die Teilentleerungsmenge zu verringern.
• B) Bei 4 bis 6maligen Teilentleerungen pro Zeiteinheit nimmt das Schlamm- oder Feststoffvolumen im Separator das optimale Niveau ein. Der Schlamm- oder Feststoffaustrag hat somit die gewünschte Konsistenz. In diesem Fall bedarf es keiner Veränderung des Teilentleerungszeitintervalles oder der Teilentleerungsmenge.
• C) Bei beispielsweise 7-10 Teilentleerungen pro Zeiteinheit ist das Schlamm- oder Feststoffvolumen im Separator zu groß und somit der Schlamm- oder Feststoffaustrag zu dick. Dies bedeutet für das erfindungsgemäße Steuerungssystem eine Verkürzung des Teilentleerungszeitintervalles und/oder eine entsprechende Vergrößerung der Teilentleerungsmenge.

Abgesehen von diesen vorhin angeführten erfindungsgemäßen Meß- und Steuermöglichkeiten kann sowohl das Verfahren als auch die Vorrichtung gemäß der Erfindung beliebig variiert und stufenlos auch während des laufenden Betriebes an wechselnde Verhältnisse sehr leicht und vor allem schnell und optimal angepaßt werden. So ermöglicht die erfindungsgemäße Steuerung des Feststoff- oder Dickstoffaustrages aus einem Separator u. a. auch eine Einflußnahme auf die Zulaufmenge in den Separator und den Klärwirkungsgrad im Separator.

Claims (6)

1. Verfahren zur Steuerung des Feststoff- oder Dickstoffaustrages aus einem Separator in Abhängigkeit des im Separator von der flüssigen Phase abgetrennten Feststoffes oder Dickstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität oder die Dichte des aus dem Separator ausgetragenen Feststoffes oder Dickstoffes gemessen und in Abhängigkeit des jeweils ermittelten Meßwertes der Feststoff- oder Dickstoffaustrag in kurzen, variablen Zeitintervallen und/oder variablen Mengen erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoff- oder Dickstoffaustrag bei steigender Viskosität oder Dichte des ausgetragenen Feststoffes oder Dickstoffes erhöht und bei fallender Viskosität oder Dichte erniedrigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoff- oder Dickstoffaustrag in Zeitintervallen von einer Sekunde oder Bruchteilen von Sekunden erfolgt.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Separator (1), an dem feststoff- oder dickstoffaustragsseitig eine Viskosität- oder Dichtemeßeinrichtung (12, 16) angeordnet ist, die über einen Umformer (13) mit Sollwertgeber mit einer elektro-hydraulischen Steuereinrichtung (14) zum Öffnen- und Schließen der Austragsöffnung für den Feststoff oder Dickstoff, insbesondere des Ringspaltes, am Separator (1) in Verbindung steht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Viskosität- oder Dichtemeßeinrichtung ein Sensor (12) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein feststoff- oder dickstoffaustragsseitig angeordnetes Druckmeßgerät, insbesondere Manometer.