FI65710C - Foerfarande och anordning foer avlaegsnande av vaetska fraon tjockt slam - Google Patents

Description

fSSr^l Γβ1 . KUULUTUSJULKAISU srrj.r, jjgftA lBJ (11) UTLÄGCNINCSSKIUPT 6571 0 c 05) Patentti oy2nnstty 10 07 190¾

Patent aeddelat V V (51) Kv.lk?/IM.CI.^ B 01 D 33/22 SUOMI—FINLAND (21) PKanttihakamui — Patanura&knlng 76367^ (22) HakamhpiM —Ameknin|ad«g 21.12.76 * * (23) Alkupatvt—Glkigh«tld»f 21.12.76 (41) Tulkit fulklMkal — Bllvlt offancNg 24.06.77

Patent-och reglsterstyrehen ^ mumw puMmtmI 30.03.84 (32)(33)(31) Pyr4***r nuoiic·*·—a*gsrd pnortt« 23.12.75 Iso-Bri tannia-Storbri tannien(GB) 52660/75 (71) Aktieselskabet de Danske Sukkerfabrikker, Langebrogade 5, DK-1001 Ktfbenhavn, Tanska-Danmark(DK) (72) Rud Frik Madsen, Nakskov, Tanska-Danmark(DK) (74) Berggren Oy Ab (54) Menetelmä ja laite nesteen poistamiseksi paksusta lietteestä - Förfarande ooh anordning för avlägsnande av vätska frän tjockt slam

Keksinnön kohteena on menetelmä nesteen poistamiseksi paksusta lietteestä puristamalla.

Hienojakoisia kiinteitä aineita nesteeseen kuten veteen sekoittuneena sisältävä liete on sivutuote, jollaista syntyy monissa teollisissa prosesseissa. Eräs esimerkki tällaisesta lietteestä on kalkkiliete, jota saadaan sokerinvalmistuksen sivutuotteena.

Lietteen kuiva-ainepitoisuus on usein suhteellisen pieni, nimittäin 0,5-20 painoprosenttia, ja jotta lietettä voitaisiin käsitellä sopivalla tavalla, on sen vuoksi tarpeen poistaa vettä lietteestä paksun lietteen muodostamiseksi.

Erilaisia laitteita, niinsanottuja lietteenpaksuntimia, on käytettävissä paksun lietteen valmistamiseksi. Esimerkkejä tällaisista laitteista ovat jatkuvasti toimivat lingot kuten dekantointilingot, hihna-puristimet, joissa liete puristetaan kahden jatkuvasti juoksevan hihnan väliin, sekä rumpusuodattimet, joissa rummun sisään aikaansaadun tyhjön avulla liete imetään pyörivän rummun ulkopintaan sijoitettua suodatuskangasta vasten.

65710 Näitä laitteita käyttämällä saadun paksunnetun kalkkilietteen kuiva-ainepitoisuus on välillä 15-55 painoprosenttia. Paksunnettu kalkki-liete esiintyy plastisena massana, joka on joko juoksevaa tai kiinteää.

Jos paksunnettu kalkkiliete saatetaan voimakkaan mekaanisen vaikutuksen, esimerkiksi pumppauksen alaiseksi, voidaan liete kuitenkin tehdä juoksevaksi, ja tässä muodossa lietettä voidaan pumpata ja kuljettaa vedenpoistoaltaisiin. Tällaiset lietepitoiset altaat, joilla on suuret pinta-alat, aiheuttavat usein voimakkaita hajuhaittoja, koska liete alkaa mädätä niinä suhteellisen pitkinä aikoina, joina liete on pidettävä altaissa veden poisjuoksuttamiseksi.

Näissä altaissa seisottamisen jälkeen poistetaan kuivattu kalkkiliete niistä ja sitä voidaan käyttää lannoitusaineena ja/tai maanparannusaineena.

On toivottavaa voida poistaa enemmän vettä kalkkilietteestä kuin mitä vedenpoisjuoksutusaltaissa seisottamalla on mahdollista kiinteän kuivan tuotteen aikaansaamiseksi, jota tuotetta voidaan käsitellä tarkoituksenmukaisemmalla tavalla kuin edellä kuvatulla menetelmällä valmistettua kuivattua lietettä.

On yritetty poistaa vettä paksusta lietteestä puristamalla, ja eräässä tunnetussa laitteessa liete viedään sylinteriin, joka käsittää männän sekä elimet nesteen poisjohtamista varten, ja puristetaan siinä kokoon lietekakun muodostamiseksi.

Käytännössä on kuitenkin ilmennyt, että on vaikeaa aikaansaada tehokas ja pysyvä tiivistys männän ja sylinterin välille, ts. laitteen suurpainevyöhykkeen ja pienpainevyöhykkeen välille.

Keksinnön pääasiallisena tarkoituksena on muuttaa paksu liete pienen nestepitoisuuden omaavaksi materiaaliksi käyttäen menetelmää, jolla ei ole yllämainittuja tunnetuissa menetelmissä esiintyviä epäkohta.

Keksinnön toisena tarkoituksena on lisätä lietteen kuiva-ainepitoisuutta, esimerkiksi arvosta 15-55 painoprosenttia arvoon 20-90 painoprosenttia.

6571 0 Nämä tavoitteet saavutetaan tämän keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista, että se käsittää 1) paksun lietteen viemisen huokoiselle alustalle, 2) nesteen osittaisen poistamisen lietteestä saattamalla tyhjö vaikuttamaan huokoiseen alustaan, 3) huokoisella alustalla olevan osittain kuivatun lietteen kokoon-puristamisen suhteellisen pienellä paineella nesteen edelleen poistamiseksi ja lietekakun muodostamiseksi, 4) huokoisella alustalla olevan lietekakun kokoonpuristamisen suhteellisen suurella paineella nestemäärien edelleen poistamiseksi, ja lopuksi 5) kuivatun lietekakun poistamisen huokoiselta alustalta.

Yllättäen on ilmennyt, että seurauksena nesteen poistamisesta aluksi imemällä huokoisen alustan lävitse ja sitä seuraavasta osittain kuivatun lietteen kokoonpuristamisesta suhteellisen pienellä paineella lietteen ominaisuuksissa tapahtuu sellaisia muutoksia, että liete-kakkua voidaan puristaa kokoon suhteellisen suurella paineella, ilman että on tarpeen sulkea lietekakku kammioon, joka liittyy tiiviisti kokoonpuristuksen suorittavaan puristuspäähän. On siis ilmennyt, että näillä lietteen alkukäsittelyillä on se vaikutus, että liete tulee siinä määrin kiinteäksi, että muodostunutta lietekakkua voidaan kokoonpuristaa edelleen suhteellisen suurella paineella sen valumatta ulos painevyöhykkeestä. Tästä johtuen keksinnön mukaisessa menetelmässä ei ole tarpeen käyttää tiivisteitä tai sentapaisia lietekakun sulkemiseksi painevyöhykkeeseen.

Käytettäessä tämän keksinnön mukaista yksinkertaista menetelmää voidaan liete siis muuttaa kiinteäksi tuotteeksi, jolla on siinä määrin pieni nestepitoisuus, että tällaista tuotetta voidaan käsitellä samalla tavalla kuin kuivatuotteita yleensä. Saatu tuote on siis riittävän kuiva, niin että sitä voidaan siirtää kuljettimilla, joita yleisesti käytetään kiinteiden materiaalien kuljetukseen ja sä-kittämiseen. Sitä paitsi voidaan tuotetta levittää maahan lannoitteeksi ja/tai maanparannusaineeksi tavanmukaisia lannanlevityskonei-ta käyttäen.

Keksinnön mukaisen menetelmän erään edullisen sovellutusmuodon mukaan ylläpidetään tyhjöä, joka vaikuttaa huokoiseen alustaan imuvaiheessa, myös tätä vaihetta seuraavien kokoonpuristusten aikana lietteestä 6571 0 puserretun nesteen poistamisen helpottamiseksi.

Nesteen poistaminen paksusta lietteestä suoritetaan keksinnön mukaisessa menetelmässä sopivimmin käyttäen kiertoprosessia, jolle on tunnusomaista, että huokoiseen alustaan saatetaan vaikuttamaan tyhjö, että huokoinen alusta kuljetetaan lietekylvyn kautta samalla ylläpitäen tyhjöä huokoisessa alustassa ainakin yhden lietekerroksen muodostamiseksi alustalle, että huokoinen alusta siirretään puristusvyöhyk-keeseen samalla ylläpitäen tyhjöä alustassa osittaisen nesteenpoiston lietteestä aikaansaamiseksi, että alustalla olevaa lietekerrosta ko-koonpuristetaan suhteellisen pienellä paineella lietekakun muodostamiseksi, että paine lisätään suhteellisen suureen arvoon kuivatun liete-kakun muodostamiseksi, ja että kuivattu lietekakku poistetaan huokoiselta alustalta antamalla ylipaineen vaikuttaa huokoiseen alustaan.

Kun kuivattu lietekakku on poistettu huokoiselta alustalta, alustaan voidaan jälleen saattaa vaikuttamaan tyhjö, ja edellä selostettu työvaihe voidaan toistaa.

Lietteen kokoonpuristus suoritetaan sopivimmin paineella, joka on 2 välillä 1-300 kp/cm , ja erikoisen tarkoituksenmukaisesti paineella, 2 joka on välillä 10-300 kp/cm .

Keksinnön kohteena on myös laite edellä selostetun menetelmän soveltamista varten.

Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista, että se käsittää huokoisen alustan, joka voidaan yhdistää tyhjölähteeseen, välineet lietteen viemiseksi huokoiselle alustalle, puristuspään lietekerroksen puristamiseksi huokoista alustaa vasten kasvavalla paineella kuivatun lietekakun muodostamista varten, sekä välineet kuivatun lietekakun poistamiseksi huokoiselta alustalta.

Keksinnön mukaisen laitteen eräs edullinen sovellutusmuoto käsittää lisäksi puristusmuotin sekä välineet puristusmuotin siirtämiseksi huokoiselle alustalle ennen lietteen kokoonpuristusta ja puristus-muotin poistamiseksi huokoiselta alustalta ennen kuivatun lietekakun irrottamista.

6571 0 Tämän puristusmuotin tehtävänä on pelkästään estää lietteestä puserretun nesteen valumasta pois puristusvyöhykkeestä sekä ohjata neste huokoiseen alustaan, mistä se poistetaan imun avulla.

Keksinnön mukaisen laitteen erittäin edulliselle sovellutusmuodolle on tunnusomaista, että se käsittää useita kaksipuolisia huokoisia alustoja asennettuna yhteiselle pyörivälle akselille, pyörivän akselin alapuolelle sijoitetun säiliön, välineet lietteen syöttämiseksi säiliöön, välineet akselin pyörittämiseksi siten, että huokoiset alustat kulkevat peräkkäin pitkin ympyränmuotoista, säiliön kautta käyvää rataa, puristusvyöhykkeen ja lietekakunpoistovyöhykkeen, välineet tyhjön saattamiseksi vaikuttamaan huokoisiin alustoihin niiden kulkiessa säiliön kautta kohti puristusvyöhykettä sekä niiden ollessa puristusvyöhykkeessä, välineet huokoiselle alustalle kertyneen lietteen kokoonpuristamiseksi puristusvyöhykkeessä, sekä välineet liete-kakkujen poistamiseksi huokoisilta alustoilta lietekakunpoistovyöhyk-keessä.

Tällaista laitetta käytettäessä voidaan nesteen poistaminen lietteestä suorittaa jaksottaisella puolijatkuvalla tavalla. Kun lietekakut on poistettu huokoisilta alustoilta, voidaan alustat siis viedä uudelleen lietettä sisältävään säiliöön ja koko prosessi toistaa.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä ja laitteessa käytetyt huokoiset alustat käsittävät sopivimmin onton, pyöreän ja litteän rungon, joka sisältää joukon onton rungon ulkopintoihin yhteydessä olevia kanavia. Onton rungon ulkopinnat on sopivimmin peitetty suodatuslevyllä ja huokoista ainetta olevalla kerroksella, jonka ulkopinta on päällystetty suodatuskankaalla.

Veden lietteestä poistamisen helpottamiseksi voivat myös puristuspäät olla varustetut suodatuslevyllä, joka on peitetty huokoisella aine-kerroksella ja suodatuskankaalla, sekä kanavilla, jotka ovat yhteydessä suodatuslevyn takasivun kanssa. Nämä kanavat on sopivimmin yhdistetty välineisiin, jotka aikaansaavat tyhjön tai ylipaineen puristuspa äh än .

Keksinnön mukainen menetelmä ja laite soveltuvat hyvin monien sellaisten lietetuotteiden kuivaukseen, joita muodostuu erilaisissa teollisuuksissa ja tuotantolaitoksissa, kuten sokeriteollisuuden kalkkiliet- 6 65710 teen ja leipomoitten hiivalietteen kuivaukseen. Sitä paitsi voidaan keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta käyttää kuivaamaan vastaavia tuotteita, jotka ovat peräisin sementtiteollisuudesta, posliini-teollisuudesta, kaoliininvalmistustehtaista, jätteiden kemiallista ja biologista puhdistusta suorittavista laitoksista, puu- ja selluloo-sateollisuudesta, keraamisesta teollisuudesta sekä kaivosteollisuudesta .

Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää kaaviomaisesti keksinnön mukaisen laitteen erästä s o ve 1 lu t us muo t o a, kuvio 2 esittää poikkileikkausta kuvion 1 mukaisen laitteen puristus-välineestä, ja kuvio 3 esittää poikkileikkausta keksinnön mukaiseen laitteeseen kuuluvien, yhdessä toimivien huokoisen alustan ja puristuspäiden edullisesta sovellutusmuodosta, kuvion vasemman puolen esittäessä puristus-pään, puristusmuotin ja huokoisen alustan asemia ennen lietteen kokoon-puristusta, ja kuvion oikean puolen esittäessä mainittujen elementtien asemia lietteen kokoonpuristuksen aikana. Huomattava on kuitenkin, että lietteen puristus käytännössä tapahtuu samanaikaisesti huokoisen alustan molemmilta puolilta.

Kuviossa 1 esitetty laite käsittää onton akselin 1, joka on sijoitettu siten, että se voi pyöriä vaaka-asennossa nuolen 2 osoittamaan suuntaan. Tyhjöputki ja paineilmaputki, jotka puuttuvat kuviosta, on johdettu onton akselin 1 sisään. Akselia 1 ympäröi jakokammio 3, johon on tuettu kahdeksan onttoa vartta 4, joista jokaisen uloimmassa päässä sijaitsee suodatuselementti 5a-5h. Suodatuselementit voivat olla rakenteeltaan sellaiset kuin on esitetty kuviossa 3. Jakokammio 3 on konstruoitu siten, että ontot varret 4 voidaan yhdistää tyhjö-putken tai vastaavasti paineilmaputken kanssa tahi sulkea näiden molempien putkien suhteen riippuen suodatuselementtien 5a-5h asemasta.

Kuvion 1 mukaisissa asemissa ovat suodatuselementtejä 5a-5d ja 5g-5h kannattavat varret 4 yhteydessä tyhjöputkeen, kun taas suodatuselement-tejä 5e ja 5f kannattavat varret on suljettu tyhjö- ja paineilmaput-kien suhteen. Suodatuselementin kulkiessa elementtejä 5d ja 5e 7 65710 vastaavien asemien välillä se joutuu hetkeksi yhteyteen paineilmaput-ken kanssa.

Säiliö 6 on sijoitettu suodatuselementtiyhdistelmän alapuolelle siten, että suodatuselementit akselin pyöriessä kulkevat säiliön kautta. Säiliö 6 on muodoltaan sellainen, että se voi sisältää lietekylvyn 7, joka on muutettava kuiviksi lietekakuiksi. Säiliö 6 on yhdistetty pumpun 8 välityksellä lietelähteeseen lietteen syöttämiseksi säiliöön. Säiliö 6 käsittää lisäksi ylivirtausputken 9, joka päättyy pumpun 8 kanssa yhteydessä olevan suppilon 10 yläpuolelle. Tämä järjestelmä tekee säiliön 6 sisältämän lietteen jatkuvan kierrätyksen mahdolliseksi .

Laite käsittää myös puristusvälineen 11, joka on yksityiskohtaisemmin esitetty kuviossa 2, sekä kaksi aluslevyä 12, jotka ovat sen verran erillään toisistaan, että suodatuselementit voivat kulkea niiden välitse elementtiyhdistelmän pyöriessä. Aluslevyjen 12 ulkoreunat ulottuvat laitteen ulkopuolelle, ja ne toimivat yhdessä kuviosta puuttuvien välineitten kanssa kuivattujen lietekakkujen poistamiseksi.

Kuviossa 2 esitetty puristusväline käsittää U-muotoisen metallikehyksen 20, jossa on kaksi suurpainesylinteriä 21. Kehyksessä on myös neljä hydraulista sylinteriä 22. Suurpainemäntä 23 on sijoitettu kumpaankin sylinteriin 21, ja hydraulinen mäntä 24 on sijoitettu jokaiseen hydrauliseen sylinteriin 22. Kumpikin suurpainemäntä 23 on liitetty puristuspäähän 25 ja kumpikin suurpainemännän 23 ulkopuolella sijaitsevien hydraulisten mäntien 24 pari on liitetty renkaanmuotoiseen puristusmuottiin 26. Kuviossa 2 esitetyssä asemassa onton varren 4 tukema suodatuselementti 5 sijaitsee mainitun kahden puristus-pään 25 välissä, ja lietekerros 27 on suljettu kummankin puristuspään 25 ja suodatuselementin läheisen ulkopinnan väliseen tilaan.

Kuvioissa 1-2 kuvatun laitteen toiminta on seuraava:

Suodatuselementtien kulkiessa säiliön 6 sisältämän paksun lietteen lävitse lietettä imeytyy suodatuselementtien 5 ulkopinnoille elementeissä ylläpidetyn tyhjön vaikutuksesta. Lietekerroksen paksuus voi olla välillä 5-100 mm suodatuselementtien 5 niihin kertyneine lietekerroksineen poistuessa lietekylvystä 7. Lietekerrokset pysyvät kiinni suodatuselementeissä niissä ylläpidetyn tyhjön vaikutuk- 8

6571 O

sesta elementtien kulkiessa kohti puristusvyöhykettä. Kun suodatus-elementti on saavuttanut puristusvyöhykkeen, kiertoliike pysäytetään. Hydrauliset sylinterit 22 alkavat toimia saattaen renkaanmuotoiset puristusmuotit 26 kosketukseen suodatuselementin 5 reunaosien kanssa. Sen jälkeen alkavat suurpainesylinterit 21 toimia saattaen puristuspäät siirtymään synkronisesti suodatuselementtiä 5 kohti ja kohdistamaan paineen suodatuselementtiin tarttuneisiin lietekerroksiin. Painetta lisätään asteittain ennaltamäärättyyn maksimiarvoon saakka. Suoda-tuselementissä 5 ylläpidetystä tyhjöstä johtuen lietekerroksista puserrettu neste poistuu onton varren 4 kautta.

Lopuksi hydrauliset männät 24 ja suurpainemännät 23 palautetaan alkuasemiinsa.

Sen jälkeen suodatuselementtien 5 yhdistelmä kääntyy kulman 360°/8 = 45 verran, ja tämän liikkeen aikana puristusvyöhykkeestä aluslevyjä 12 kohti siirtyvä suodatuseleraentti on yhteydessä paineilmaputkeen, niin että suodatuselementtiin kohdistuu ylipaine, joka irrottaa kuivatut lietekakut suodatuselementistä. Kuivatut lietekakut putoavat aluslevyille 12 ja siirretään sen jälkeen pois.

Kuviossa 3 esitetty suodatuselementti käsittää pyöreän suodatuslevyn 31, joka on valmistettu muovausmateriaalista tai muusta kevytmateriaalista. Suodatuslevyssä 31 on poraus 32, joka kanavien 33 kautta on yhteydessä samankeskisiin renkaanmuotoisiin uriin 34, jotka on muodostettu suodatuselementin 31 pintoihin. Suodatuselementin 31 kumpikin sivu on peitetty suodatuskiekolla 35, joka on päällystetty huokoista ainetta olevalla kerroksella 36, joka vuorostaan on peitetty suodatuskankaalla 37.

Puristuspäät 25 käsittävät myös suodatuskiekon 38/ huokoisen aineker-roksen 39 ja suodatuskankaan 40 muodostaman yhdistelmän. Puristuspäät on lisäksi varustettu kanavilla 41, jotka voidaan yhdistää joko tyhjölähteeseen tai paineilmalähteeseen.

Puristusmuoteissä 26, joita männänvarret 42 tukevat, on siten muotoillut etupinnat 43, että ne voivat lomistua suodatuselementin reunaosaan ja siten ohjata suodatuselementin puristuspään kohdalle liete-kakun 27 kokoonpuristuksen aikana.

6571 O

9

Lietekerrosten ensimmäisen kokoonpuristusvaiheen aikana puristuspäi-tä puristetaan kerrosta vasten paineella 1-10 kp/cm veden poistamiseksi osittain lietekerroksista. Lietekerroksista puserrettu vesi poistuu porauksen 32 ja kanavien 41 kautta.

Tässä alustavassa kokoonpuristuksessa lietekerroksen rakenne muuttuu, ja alkuaan plastisesta, valumaan pyrkivästä massasta tulee kiinteä jäykkä kakku sitä voimakkaasti kokoonpuristettaessa. Kun paine sen 2 2 jälkeen lisätään arvosta 1-10 kp/cm arvoon 30-300 kp/cm , poistuu edelleen vettä ja saadaan kuiva, hyvin koossapysyvä kakku.

Kokoonpuristus voidaan suorittaa puristuspäällä, joka ei sulje tiiviisti pyöreää puristusmuottia, ja puristuspään ulkokehän ja puris-tusmuotin väli voi olla jopa vain 5 mm, ilman vaaraa siitä, että olennaisia määriä lietekakusta puristuu ulos mainittujen osien välistä.

Claims (3)

10 6571 0

1. Laite nesteen poistamiseksi paksusta lietteestä puristamalla, käsittäen useita huokoisia suodatinelementtejä, jotka on asennettu yhteiselle pyörivälle akselille ja joista kukin tuo kerroksen lietettä nestettä läpäisevälle alustalle viemällä suodatinelemen-tit peräkkäisessä järjestyksessä lietesäiliöön, elimiä veden poistamiseksi lietekerroksesta saamalla aikaan alipaineen kerroksen alapinnalle ja elimiä materiaalin, josta vesi on poistettu, poistamiseksi alustalta, tunnettu siitä, että suodatinelemen-tit (5a-5h) ovat tasaisia levyjä, jotka on asennettu suurin piirtein kohtisuorasti yhteiselle, pyörivälle akselille (1), ja että se käsittää lisäksi elimiä (25) lietteen, josta vesi on poistettu, kokoonpuristamiseksi suurenevalla paineella lietekakun muodostamiseksi suodatinelementtien (5a-5h) puristusvyöhykkeessä olemisen aikana.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että suodatinelementit (5a-5h) ovat kaksipuolisia.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi puristusmuotin (26) ja elimiä (22, 24, 42. puristusmuotin (26) viemiseksi suodatinelementeille (5a-5h) niiden puristusvyöhykkeessä olemisen aikana.