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Title:
CENTRIFUGE WITH INSIDE-OUT FILTER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/023380
Kind Code:
A1
Abstract:
A solids dryer (10) is positioned downstream from a centrifuge with inside-out filter (1), whereby the solid is dehumidified and dried in the centrifuge with inside-out filter by spinning, compressed gas compression and/or heat convection, and in the dryer by heat contact and/or heat convection. The centrifuge with inside-out filter and solids dryer are connected by a locking device (18) to form a single unit. Sensors (35, 63-69) measure the prevailing levels of dehumidification and dryness and determine other operating parameters. The sensors activate a common control unit (71) which regulates the operating parameters. The control unit independently regulates the operating parameters in such a way that the operating times for dehumidification and drying in the centrifuge with inside-out filter and the solids dryer are harmonized and that at the same time the mechanical spinning energy and thermal energies expended by the centrifuge with inside-out filter and the solids dryer are optimally distributed.

Inventors:
GERTEIS HANS (DE)
MAYER GERD (DE)
Application Number:
PCT/EP1997/005937
Publication Date:
June 04, 1998
Filing Date:
October 28, 1997
Export Citation:
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Assignee:
HEINKEL IND ZENTRIFUGEN (DE)
GERTEIS HANS (DE)
MAYER GERD (DE)
International Classes:
B04B3/02; B04B13/00; B04B15/12; (IPC1-7): B04B3/02; B04B15/12; B04B13/00
Foreign References:
DE3630920C11988-04-07
DE948497C1956-08-30
DE4316081C11994-08-04
DE19529256A11996-08-22
DE3615013C11987-06-11
Attorney, Agent or Firm:
W�ssner, Gottfried (Stuttgart, DE)
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Claims:
P A T E N T A N S P R 0 C H E
1. Stülpfilterzentrifuge zur Trennung eines Feststoff FlüssigkeitsGemisches mit nachgeschaltetem Fest stofftrockner, wobei in der Stülpfilterzentrifuge durch Schleudern, Druckgaspressen und W§rmekonvektion mit Hilfe eines strömenden Trockengases und im Fest stofftrockner durch Wärmekonvektion mit Hilfe eines strömenden Trockengases eine Entfeuchtung und Trock nung des Feststoffes stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daB die Stülpfilterzentrifuge (1) und der Feststofftrock ner (10) über eine eine dichte Trennung von Stülpfil terzentrifuge und Feststofftrockner ermöglichende Verschlußeinrichtung (18) miteinander zu einer Ein heit verbunden sind ; an der Stülpfilterzentrifuge (1) und am Feststoff trockner (10) Sensoren (35,63,64,65,66,67,68, 69) zur Messung des dort jeweils herrschenden Ent feuchtungsund Trocknungsgrades sowie dort vorlie gender weiterer Betriebsparameter, wie beispielsweise Gewicht des Trommelinhalts, Druck, Temperatur, Durch flußmenge und/oder pHWert des Filtrats, Drehzahl, Feuchtigkeit, Zuflußmenge der zugeführten Suspension angeordnet sind ; eine gemeinsame Steuervorrichtung (71) vorgesehen ist, welche durch die von den Sensoren abgegebenen Meßwerte betätigbar ist und in Abhängigkeit hiervon die Betriebsdaten, wie beispielsweise Drehzahl der Stülpfilterzentrifuge (1), einen Gasdruck, die Strö mungsgeschwindigkeit eines Gases und/oder die Tempe ratur eines Gases sowie gegebenenfalls die Temperatur von den Feststoff (20) kontaktierenden Flächen (Behälter 21) regelt ; und die Steuervorrichtung die Regelung dieser Betriebsda ten selbsttätig durchführt, so daß die Betriebszeiten für die Entfeuchtung und Trocknung in der Stülpfil terzentrifuge (1) und im Feststofftrockner (10) sich aufeinander abstimmen und gleichzeitig die Aufteilung der mechanischen Schleuderenergie und der thermischen Energien in Stülpfilterzentrifuge (1) und Feststoff trockner (10) wirtschaftlich optimal erfolgt.
2. Stülpfilterzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß sie und der Feststofftrockner (10) mit einer gemeinsamen Vorrichtung (46) zur Lieferung des benötigten Gases verbunden sind.
3. Stülpfilterzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß sie und der Feststofftrockner (10) mit einer gemeinsamen Vorrichtung (46) zur Wiederauf bereitung des benötigten Gases verbunden sind.
4. Stülpfilterzentrifuge nach Anspruch 1, 2 und 3, da durch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (71) mit der Vorrichtung (46) verbunden ist und die jewei ligen Aufteilungen der Betriebszeiten und Energien in Stülpfilterzentrifuge (1) und Feststofftrockner (10) selbsttätig durchführt.
5. Stülpfilterzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß am Feststofftrockner (10) eine Heizvorrichtung (22) vorgesehen ist, über die der Feststoff (20) durch Wärmekontakt aufheizbar ist.
6. Stülpfilterzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß zwischen ihr und dem Feststoff trockner (10) ein Desagglomerierer (19) angeordnet ist.
7. Stülpfilterzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß abwechselnd unter Überdruck und Un terdruck gesetzte Leitungen (47,28) am Feststoff (20) einen Druckwechsel vollziehen und hierdurch den Feststoff (20) desagglomerieren.
8. Stülpfilterzentrifuge nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß in die Steuervorrichtung (71) feste Zeiten eingebbar sind, nach deren Ablauf jeweils die Entfeuchtungsund Trocknungsvorgänge in der Stülp filterzentrifuge (1) und im Feststofftrockner (10) beendet werden.
Description:
Stülpfilterzentrifuge Die Erfindung betrifft eine Stülpfilterzentrifuge zur Tren- nung eines Feststoff-Flüssigkeits-Gemisches mit nachge- schaltetem Feststofftrockner, wobei in der Stülpfilterzen- trifuge durch Schleudern, Druckgaspressen und Wärmekonvek- tion mit Hilfe eines strömenden Trockengases und im Fest- stofftrockner durch Wärmekonvektion mit Hilfe eines strö- menden Trockengases eine Entfeuchtung und Trocknung des Feststoffes stattfindet.

Es sind Stülpfilterzentrifugen bekannt (DE 43 16 081 C1), bei denen in der rotierenden Schleudertrommel eine mechani- sche Entfeuchtung und Trocknung des an der Trommelwand haf- tenden Filterkuchens stattfindet und der Filterkuchen zur weiteren Entfeuchtung mit Trockengas durchströmt wird, wo- bei die Effizienz der Entfeuchtung und Trocknung naturgemäß von der Temperatur und Geschwindigkeit des durchströmenden Gases abhängt. Auch ist es bekannt, bei solchen Stülpfil- terzentrifugen vor dem Durchströmen des Filterkuchens mit Trockengas die Kapillaren des Filterkuchens mit einem unter relativ hohem Druck stehenden Gas freizublasen, um so dem Trockengas den Weg zu öffnen.

Weiterhin ist es bekannt, in den Fällen, in denen die Ent- feuchtung und Trocknung in der Stülpfilterzentrifuge nicht ausreichen, der Zentrifuge thermische Aggregate in Gestalt eines Feststofftrockners nachzuschalten, in welchem der von der Stülpfilterzentrifuge abgezogene Feststoff durch Wärme- kontakt im Wege einer Beheizung und/oder durch Wärmekonvek- tion mit Hilfe eines strömenden Trockengases behandelt wird, um eine weitere Entfeuchtung und Trocknung des Fest- stoffes bis zum gewünschten Endwert zu erreichen. Vielfach ist es auch erforderlich, den verlangten Endtrocknunggrad (Restfeuchte) durch eine Endtrocknung im Vakuum zu errei- chen. Auch eine Desagglomerierung des Feststoffes durch ab- wechselndes Anlegen von Vakuum und Druck ist möglich. In der Regel geschieht die Endtrocknung oder Desagglomerierung durch Vakuum im Feststofftrockner, obwohl grundsätzlich diese Vorgänge auch in der Stülpfilterzentrifuge ausgeführt werden können.

Als Trockengas kommt Luft oder ein anderes, insbesondere ein Inertgas in Frage. Wird das Trockengas beim Entfeuch- tungs-und Trocknungsvorgang sowohl in der Stülpfilterzen- trifuge als auch im Feststofftrockner mit Schadstoffen kon- taminiert, muß es entweder entsorgt oder in einer Aufberei- tungsanlage behandelt werden, so daß das gereinigte Trok- kengas im Kreislauf zur Entfeuchtung und Trocknung in der Stülpfilterzentrifuge und im Feststofftrockner wieder ver- wendet werden kann und der Frischgasverbrauch auf ein Mini- mum reduziert wird.

Bei der Überführung des in der StUlpfilterzentrifuge vorge- trockneten Feststoffes in den Feststofftrockner machen sich häufig größere Feststoff-Agglomerate störend bemerkbar, die durch zu hohe Verdichtung oder zu hohe Kapillarbindungs- kräfte entstehen können. In diesem Falle muS vor dem Ein- tritt des Feststoffes in den Feststofftrockner eine Desag- glomerierung, d. h. Zerkleinerung, durchgeführt werden.

Im herkömmlichen Betrieb von Stülpfilterzentrifugen und Feststofftrocknern sind diese entkoppelt, d. h. jeder dieser Apparate wird im Hinblick auf das bei einem bestimmten Pro- dukt zu erzielende Ergebnis für sich dimensioniert und ge- steuert. Dabei muß im konkreten Anwendungsfall die Größe jedes Apparates nach den in Betracht zu ziehenden, mögli- cherweise auftretenden schlechtesten Ergebnissen ausgerich- tet werden, wobei die Verweilzeit in der Stülpfilterzentri- fuge oder im Feststofftrockner, z. B. bedingt durch einzu- kalkulierende Fehlchargen, zu lange werden kann.

Da bei bekannten Anlagen weder die Entfeuchtung und Trock- nung in der Stülpfilterzentrifuge noch die Entfeuchtung und Trocknung im Feststofftrockner in ihren Ergebnissen aufein- ander abgestimmt werden können, arbeiten die aus Stülpfil- terzentrifuge und Feststofftrockner bestehenden Aggregate infolge von Warte-oder Stillstandszeiten häufig unwirt- schaftlich. Auch werden solche Aggregate im Hinblick auf die Erfüllung bestimmter Produktionserwartungen häufig mit zu hoher Sicherheit ausgelegt, was unmittelbar die Geste- hungskosten der Aggregate und deren Betriebskosten negativ beeinflußt.

Auch kann der in der Stülpfilterzentrifuge durch mechani- sches Schleudern erreichbare Entfeuchtungsgrad begrenzt sein, so daß z. B. durch ein thixotropes Verhalten des abge- trennten Feststoffes dieser an unerwünschten Stellen ankle- ben oder"anbacken"kann und einen Weitertransport des Pro- duktes in den Feststofftrockner erschwert. Auch hierdurch können unerwünschte Stillstandszeiten entstehen. Außerdem können zusätzliche Ausrüstungen erforderlich werden, welche die notwendigen Investitionen ebenfalls in die Höhe trei- ben.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Stülpfil- terzentrifuge mit nachgeschaltetem Feststofftrockner so weiterzubilden, daß sich Stülpfilterzentrifuge und Fest- stofftrockner im Betrieb zur Erzielung eines bestimmten Entfeuchtungsgrades gegenseitig synergetisch ergänzen, wo- bei insbesondere der Einsatz der thermischen Energie des Trockengases optimiert werden soll.

Diese Aufgabe wird durch den Anspruch 1 gelöst.

Der Betrieb einer erfindungsgemäßen Anlage wird also von dem Gedanken beherrscht, produkt-und ergebnisabhängig die Trocknungsarbeit optimal auf die Stülpfilterzentrifuge und den Feststofftrockner aufzuteilen, wobei bedarfsweise Ent- feuchtungs-und Trocknungsvorgänge nicht in der Stülpfil- terzentrifuge, sondern im Feststofftrockner und umgekehrt vorgenommen werden.

Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausfüh- rungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit beilie- gender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen : Fig. 1 schematisch eine Stülpfilterzentrifuge mit nachgeschaltetem Feststofftrockner bei ge- schlossener Schleudertrommel und Fig. 2 die Stülpfilterzentrifuge aus Fig. 1 mit geöffneter Schleudertrommel.

Die auf der Zeichnung dargestellte Stülpfilterzentrifuge 1 umfaBt in einem Maschinengehäuse 2 eine drehbar gelagerte Hohlwelle 3, die über einen (nicht dargestellten) Motor in raschen Umlauf versetzt werden kann. Die Hohlwelle 3 er- streckt sich über eine das Maschinengehäuse 2 an dessen Vorderseite abschließende Trennwand 4 hinaus und weist eine (ebenfalls nicht dargestellte) axial verlaufende Keilnut auf, in welcher ein Keilstück 5 axial verschieblich ist.

Dieses Keilstück 5 ist starr mit einer im Innern der Hohl- welle 3 verschiebbaren Welle 6 verbunden, die somit gemein- sam mit der Hohlwelle 3 umläuft, jedoch in dieser axial verschieblich ist.

An dem über die Trennwand 4 hinausragenden Ende der Hohl- welle 3 ist eine topfförmige Schleudertrommel 7 drehfest angeflanscht. An ihrer kreiszylindrischen Seitenwand weist die Schleudertrommel 7 radial verlaufende Durchlaßöffnungen auf. Die Trommel 7 ist einseitig durch einen Boden 8 ver- schlossen und an ihrer dem Boden 8 gegenüberliegenden Stirnseite offen. An dem die offene Stirnseite umgebenden Rand ist ein im wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildetes Filtertuchs 9 dicht eingespannt, dessen gegenüberliegender Rand dicht mit einem Bodenstück 11 verbunden ist. Das Bo- denstück 11 ist starr mit der verschiebbaren, den Boden 8 frei durchdringenden Welle 6 verbunden.

An dem Bodenstück 11 ist über Stehbolzen 12 unter Freilas- sung eines Zwischenraums starr ein Schleuderraumdeckel 13 befestigt, der in Fig. 1 den Innenraum der Schleudertrommel 7 dicht verschließt und in Fig. 2 gemeinsam mit dem Boden- stück 11 durch axiales Herausschieben der Welle 6 aus der Hohlwelle 3 frei von der Schleudertrommel 7 abgehoben ist.

In Fig. 1 ist das Filtertuch 9 zur Innenseite der Schleu- dertrommel 7 eingestülpt, in Fig. 2 ist dieses Tuch nach außenumgestülpt.

Die geschlossene Schleudertrommel 7 (Fig. 1) läuft in einem bestimmten Abschnitt des Maschinengehäuses 2 um. Flüssig- keit (Filtrat), welches aus der Schleudertrommel 7 heraus- gepreßt wird, gelangt in eine Abführleitung 14, die über einen Faltenbalg 15 flexibel an das Maschinengehäuse 2 an- geschlossen ist. Die Abführleitung 14 ist durch ein Ab- sperrventil 16 verschließbar. In einem weiteren Abschnitt des Maschinengehäuses 2, der-vgl. Fig. 2-das umgestülp- te Filtertuch 9 und den Schleuderraumdeckel 13 aufnimmt, erfolgt das Abschleudern des von der Flüssigkeit abgetrenn- ten Feststoffes vom Filtertuch 9. Dieser Abschnitt des Ma- schinengehäuses 2 ist über einen Faltenbalg 17 flexibel mit einem Feststofftrockner 10 verbunden. Der Feststofftrockner 10 ist durch ein Absperrventil 18 gegenüber dem Maschinen- gehäuse 2 dicht verschließbar. Bei der dargestellten Aus- führungsform ist zwischen Maschinengehäuse 2 und Feststoff- trockner 10 (oberhalb des Absperrventils 18) noch ein Des- agglomerierer 19 angeordnet, welcher der vorherigen Zer- kleinerung des in den Feststofftrockner gelangenden Fest- stoffes 20 dient. Dieser Desagglomerierer ist nicht unbe- dingt erforderlich.

Der den abgeschleuderten und gegebenenfalls zerkleinerten Feststoff 20 aufnehmende eigentliche Feststofftrockner 10 umfaßt einen Behälter 21, der durch eine z. B. elektrische Heizvorrichtung 22 aufheizbar ist. Die Wärme wird dabei durch Wärmekontakt auf den Feststoff 20 übertragen, wodurch der Feststoff 20 einer Trocknung unterworfen wird.

Der Behälter 21 ist an seiner Unterseite durch eine schwenkbare Klappe 23, welche mit durchgehenden Perforatio- nen 24 versehen ist, verschließbar. Bei geöffneter Klappe 23 gelangt der getrocknete Feststoff 20 in einen weiteren Behälter 25, dessen Auslaß durch ein Absperrventil 26 wahl- weise dicht verschließbar ist. Mit dem Auslaß des Behälters 25 kann ein Produktaufnahmegefäß verbunden werden, in wel- ches bei geöffnetem Absperrventil 26 der fertig getrocknete Feststoff 20 eingefüllt wird. Der Behälter 25 weist einen Einlaßstutzen 27 für Trockengas auf, welches durch die Per- forationen 24 der Klappe 23 den Feststoff 20 im Behälter 21 durchströmt und über eine Leitung 28 abfließt.

Die Stülpfilterzentrifuge 1 ist weiterhin mit einem Füll- rohr 29 versehen, welches zum Zuführen einer in ihre Fest- stoff-und Flüssigkeitsbestandteile zu zerlegenden Suspen- sion in den Innenraum der Schleudertrommel 7 dient (Fig. 1) und in dem in Fig. 2 dargestellten Betriebszustand in eine Bohrung 31 der verschiebbaren Welle 6 eindringt, wobei die Verschiebung der Welle 6 und damit das Offnen und Schließen der Schleudertrommel 7 über (nicht dargestellte, auf der Zeichnung rechts gelegene) Antriebsmotoren, z. B. hydrau- lisch, erfolgt.

Im Schleuderbetrieb nimmt die Stülpfilterzentrifuge 1 die in Fig. 1 gezeichnete Stellung ein. Die verschiebbare Welle 6 ist in die Hohlwelle 3 zurückgezogen, wodurch das Filter- tuch 9 derart in die Schleudertrommel eingestülpt ist, daß es in deren Innerem die DurchlaBöffnungen im Trommelmantel überdeckt. Der Schleuderraumdeckel 13 verschließt dabei die offene Stirnseite der Schleudertrommel 7. Bei rasch rotie- render Schleudertrommel 7 wird über das Füllrohr 29 konti- nuierlich zu filtrierende Suspension eingeführt. Die flous- sigen Bestandteile der Suspension treten als Filtrat durch das Filtertuch 9 und die Durchlaßöffnungen im Trommelmantel hindurch in das Maschinengehäuse 2 ein und werden dort in die Abführleitung 14 geleitet. Die Feststoffteilchen der Suspension werden in Form eines Filterkuchens vom Filter- tuch 9 zurückgehalten.

Bei weiterhin-gewöhnlich langsamer-rotierender Schleu- dertrommel 7 und nach Abschaltung der Suspensionszufuhr am Füllrohr 29 mit einem Ventil 30 wird nun entsprechend Fig.

2 die Welle 6 (nach links) verschoben, wodurch sich das Filtertuch 9 umstülpt und die an ihm haftenden Feststoff- teilchen nach auswärts abgeschleudert werden. Die Fest- stoffteilchen gelangen-gegebenenfalls nach Durchtritt durch den Desagglomerierer 19-bei geöffnetem Absperrven- til 18 in den Behälter 21 des Feststofftrockners 10, wo der Feststoff 20 in der bereits oben angedeuteten Weise weiter entfeuchtet und getrocknet wird.

Nach beendetem Abwurf des Feststoffes 20 vom Filtertuch 9 wird die Stülpfilterzentrifuge durch Zurückschieben der Welle 6 wieder in die Betriebsstellung gemäß Fig. 1 ge- bracht, wobei sich das Filtertuch 9 in entgegengesetzter Richtung zurückstülpt. Auf diese Weise ist ein Betrieb der Stülpfilterzentrifuge 1 mit ständig rotierender Schleuder- trommel 7 möglich.

Die beschriebene Anordnung einschließlich Maschinengehäuse 2 und Schleudertrommel 7 ist in sich starr ausgebildet und um eine horizontale Drehachse 32 schwenkbar gelagert. Die Achse 32 ist ihrerseits auf einem elastischen Pufferelement 33 angeordnet, das seinerseits auf einem ortsfesten, z. B. mit dem Erdboden verbundenen Sockel 34 aufruht. Zwischen dem Maschinengehäuse 2 und dem Sockel 34 ist im Abstand von der Drehachse 32 ein Kraftmeß-Element 35 angeordnet. Somit wirkt die ganze Anordnung als eine Art Balkenwaage : Durch die in die Schleudertrommel 7 über das Füllrohr 29 einge- führte Substanz wird die links von der Drehachse 32 gelege- ne Seite der Stülpfilterzentrifuge 1 belastet, wodurch das rechts von der Drehachse 32 gelegene Kraftmeß-Element 35, das beispielsweise durch Zug beanspruchbar ist, entspre- chend beeinflußt wird. Das auf diese Weise gemessene Ge- wicht kann für die Kontrolle der Füllmenge der Schleuder- trommel 7 ausgenutzt werden. Auch kann das KraftmeB-Element 35 als Sensor für den vorliegenden Entfeuchtungsgrad des Feststoffes ausgenutzt werden, da die abgeschleuderte Flüs- sigkeit zu einer Gewichtsverringerung führt.

Die oben erwähnten Faltenbalge 15,17 an Filtratabführlei- tung 14 und Feststofftrockner 10 verhindern eine Störung der Gewichtsmessung, weil sie die"Balkenwaage"insoweit von den ortsfesten Teilen 14 und 10 entkoppeln. Eine solche Entkopplungseinrichtung-auf der Zeichnung nicht sichtbar -ist natürlich auch am Füllrohr 29 vorgesehen, beispiels- weise in Form eines ebenfalls faltenbalgartigen Schlauches, der außerhalb des Maschinengehäuses 1 liegt und einen Teil des Füllrohrs 29 bildet.

Wie dargestellt, ist das Füllrohr 29 mit einer Leitung 41 verbunden, über welche ein Gas in den Innenraum der Schleu- dertrommel 7 eingeführt werden kann. Das freie Ende des Füllrohrs 29 ist zu diesem Zweck über eine drehbare Dich- tung 42 gasdicht in die Schleudertrommel 7 eingeführt. Auf diese Weise kann ein unter relativ hohem Druck stehendes Gas in den Innenraum der Schleudertrommel 7 eingeleitet werden, welches zum Durchblasen der noch mit Feuchtigkeit gefüllten Kapillaren des am Filtertuch 9 haftenden Fest- stoffes (Filterkuchen) dient. Weiterhin kann über die Lei- tung 41 auch ein auf eine bestimmte Temperatur vorgeheiztes Trockengas in die geschlossene Schleudertrommel 7 einge- führt werden, welches den Filterkuchen durchströmt und den Feststoff trocknet. Das Abgas, welches den Feststoff durch- drungen hat, wird über einen Auslaßstutzen 43 und eine Lei- tung 44 abgeführt. Auf diese Weise kann die rein mechani- sche Schleudertrocknung mit einer Trocknung durch Wärmekon- vektion mit Hilfe eines strömenden Gases kombiniert werden.

Außerdem ist ein Druckgaspressen des Filterkuchens zum Freiblasen von dessen Kapillaren möglich.

Die Leitung 41, welche ein Absperrventil 45 enthält, ist an ihrem dem Füllrohr 29 gegenüberliegen Ende mit einer Vor- richtung 46 zur Lieferung der den angegebenen Zwecken die- nenden Gase verbunden. Die Vorrichtung 46 enthält (in an sich bekannter und nicht dargestellter Weise) auser einer Gasquelle insbesondere einen Kompressor und Heizeinrichtun- gen, um das über das Füllrohr 29 zugeführte Gas auf den ge- wünschten Druck und die gewünschte Temperatur zu bringen.

Die Vorrichtung 46 dient gleichzeitig auch der Wiederaufbe- reitung des über die Leitung 44 zugeführten Abgases. Zu diesem Zweck enthält die Vorrichtung 46 in an sich bekann- ter Weise insbesondere Entfeuchtungseinrichtungen (Konden- satoren), Filtereinrichtungen, Gaswascheinrichtungen, Ad- sorptionseinrichtungen u. dgl. Das aufbereitete Gas wird zirkulierend über die Leitung 41 wieder der Stülpfilterzen- trifuge 1 zugeführt.

Uber eine mit dem Einlaßstutzen 27 am Behälter 25 verbunde- ne Leitung 47, die ein Ventil 48 enthält, kann aus der Vor- richtung 46 Trockengas in den Feststofftrockner 10 einge- leitet werden, wo es den Feststoff 20 durchdringt, trocknet und über die Leitung 28 abgeführt wird. Die Leitung 28 transportiert das mit Feuchtigkeit befrachtete Abgas in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise zur Vorrichtung 46 zurück, wo es wieder aufbereitet und über die Leitung 47 im Kreisgang wieder dem Feststofftrockner 10 zugeführt wird.

Die Leitung 28 enthält im Strömungsweg hinter dem Fest- stofftrockner 10 ein Filter 51 zur Abscheidung von Schad- stoffen. Uber eine von der Leitung 41 abgezweigte Leitung 52 mit Ventil 53 kann das Filter 51 rückgespült werden.

Während der Rückspülung wird ein in der Leitung 28 vorgese- henes Ventil 54 geschlossen.

Von der Leitung 28, die in der Nähe der Vorrichtung 46 ein weiteres Ventil 55 enthält, zweigt eine Leitung 56 mit Ven- til 57 ab, die eine Vakuumpumpe 58 (Saugpumpe) enthält und zur Vorrichtung 46 zurückführt, so daB auch von der Vakuum- pumpe 58 abgezogenes Gas dort wiederaufbereitet werden kann. Bei geschlossenen Ventilen 53,55 und geöffneten Ven- tilen 54,57 kann somit im Behälter 21 des Feststofftrock- ners 10 ein Vakuum (Unterdruck) erzeugt werden, der die Entfeuchtung des Feststoffes 20 im Behälter 21 begünstigt.

Normalerweise ist in diesem Falle das Ventil 48 in der Lei- tung 47 geschlossen. Es kann jedoch günstig sein, das Ven- til 48 geringfügig zu öffnen, so daß über die Leitung 47 eine geringe Trockengasmenge eintritt und den Feststoff 20 als sogenanntes"Schleichgas"durchströmt. Dieses Schleich- gas dient der besseren Mitnahme und Abführung des im Vakuum entstehenden Dampfes über die Leitung 28.

Mit Hilfe der Vakuumpumpe 58 kann über die Leitung 28 der Feststoff 20 im Behälter 21 auch einer Druckwechselbean- spruchung unterzogen werden, was zu einer Desagglomerierung oder Zerkleinerung des Feststoffes 20 führt. Ursächlich hierfür ist der im agglomerierten Feststoff 20 entstehende Dampfdruck. FUr die Durchführung dieser Desagglomerierung durch Druckwechsel werden unter den oben beschriebenen Va- kuumbedingungen das Ventil 54 in der Leitung 28 und das Ventil 48 in der Leitung 47 abwechselnd geöffnet und ge- schlossen. Die Ventile 54 und 48 sind zu diesem Zwecke mit entsprechenden Steuereinrichtungen 61 bzw. 62 verbunden.

Die auf der Zeichnung dargestellte Anlage enthält auBer dem bereits erwähnten, als Kraftmeß-Element 35 ausgebildeten und beispielsweise der Feststellung des Entfeuchtungsgrades dienenden Sensor noch weitere Sensoren : An der Leitung 47 ist ein Sensor 63 angeordnet, der der Messung von Druck und/oder Temperatur des über diese Leitung 47 zugeführten Trockengases dient. Weitere Sensoren 64, die am Feststoff- trockner 10 angeordnet sind, dienen der Bestimmung der Tem- peratur und/oder der Restfeuchte des Feststoffes 20 bzw. der Temperatur und/oder des Feuchtigkeitsgehaltes des Abga- ses im Trockner 10. Ein Sensor 65 an der Flüssigkeits-Ab- führleitung 14 wird dazu verwendet, die Durchflußmenge und/ oder den pH-Wert des Filtrats zu bestimmen. Ein Sensor 66 an der Welle 3 der Stülpfilterzentrifuge 1 dient der Mes- sung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Schleudertrommel 7.

Über einen Sensor 67 in der Abgasleitung 44 kann die Tempe- ratur des Abgases und die in ihm enthaltene Feuchtigkeits- menge festgestellt werden. Ein Sensor 68 in der Leitung 41 dient der Bestimmung des Druckes und der Feuchtigkeit des über das Füllrohr 29 der Schleudertrommel 7 zugeführten Ga- ses. Am Füllrohr 29 schließlich ist ein Sensor 69 zum Ab- fühlen der Zuflußmenge und/oder der Temperatur der zuge- führten Suspension angeordnet. Alle diese Sensoren, zu de- nen im Bedarfsfall noch weitere Sensoren treten können, sind über Leitungen, die der Übersichtlichkeit halber auf der Zeichnung nicht eigens dargestellt sind, mit einer Steuereinrichtung 71 verbunden, die an die Vorrichtung 46 zur Lieferung und Wiederaufbereitung der benötigten Gase angeschlossen ist. Diese Steuereinrichtung 71 ist in an sich bekannter Weise programmierbar, so daß der Betriebsab- lauf der beschriebenen Anordnung in kontrollierter, sich selbst regelnder Weise automatisch gesteuert werden kann, wobei insbesondere die Dauer und Intensität der im einzel- nen ablaufenden Trocknungsvorgänge, also beispielsweise die Dauer des Schleudervorgangs oder die Dauer der Zuführung von Trockengas über die Leitung 47 entsprechend abgestimmt wird. Einzelheiten über diese Steuervorgänge werden nach- stehend noch erläutert.

Wichtig für die Funktionsweise der beschriebenen Anordnung zum Trennen von Flüssigkeit und Feststoff und anschließen- dem Entfeuchten und Trocknen des Feststoffes ist die mecha- nische dichte Trennung der Stülpfilterzentrifuge 1 vom Feststofftrockner 10 durch das vom Absperrventil 18 gebil- dete Verschlußelement. Stülpfilterzentrifuge 1 und Fest- stofftrockner 10 bilden zwar eine Einheit oder ein Gesamt- system, jedoch ist sowohl die Stülpfilterzentrifuge 1 wie auch der Feststofftrockner 10 ein eigenes, in sich ge- schlossenes System.

Sämtliche Maßnahmen, die zur Trocknung des Feststoffes im Feststofftrockner 10 führen, beeinträchtigen die gleichzei- tig in der Stülpfilterzentrifuge 1 ablaufenden Vorgänge nicht. Zu den Trocknungsvorgängen im Feststofftrockner 10 kann außer der bereits erwähnten Kontakttrocknung (Heizein- richtung 22), Konvektivtrocknung (Trockengaszuführung über die Leitung 47) und Vakuumtrocknung (Vakuumpumpe 58) auch noch eine Trocknung in einer Wirbel-oder Flugschicht kom- men, die durch Trockengas, das unter entsprechend hohem Druck über die Leitung 47 zugeführt wird, im Behälter 21 des Feststofftrockners 10 erzeugt wird. Wegen der Trennung der beiden Systeme durch das Absperrventil 18 wird im übri- gen auch von den Vorgängen im Feststofftrockner 10 eine z. B. gravimetrisch oder radiometrisch (y-Strahlen) vorge- nommene Füllsteuerung der Schleudertrommel 7 sowie gegebe- nenfalls ein zum Zwecke einer Abdichtung in das Maschinen- gehäuse 2 eingeleiteter Gasstrom nicht beeinflußt.

Wenn, wie dargestellt und beschrieben, die über die Leitun- gen 41 und 47 zugeführten Gase über die Leitungen 44 bzw.

28 zurückgeführt und nach Aufbereitung in der Vorrichtung 46 wiederverwendet werden, ergibt sich eine besonders gün- stige Möglichkeit, die betreffenden Gase zweckmäßig und energiesparend, also ökonomisch auf die beiden Systeme der Stülpfilterzentrifuge 1 bzw. des Feststofftrockners 10 auf- zuteilen.

Nachstehend wird ein Beispiel für eine solche Aufteilung des Gasstromes angegeben, wobei die Aufteilung sowohl in der Stülpfilterzentrifuge 1 als auch im Feststofftrockner 10 in jeweils zwei Abschnitten oder Prozeßschritten vorge- nommen wird.

In der Stülpfilterzentrifuge 1 werden in einem ersten Ab- schnitt die Schritte des Füllens, Zwischenschleuderns, Wa- schens und Endschleuderns, gegebenenfalls Schleuderns unter Druck, durchgeführt. In diesem Abschnitt wird bei allen Schritten, ausgenommen Schleudern unter Druck, kein Gas und beim Druckschleudern nur eine geringfügige Menge an Gas be- nötigt.

Im zweiten Abschnitt wird der Feststoff (Filterkuchen) in der Stülpfilterzentrifuge 1 zum Zwecke einer konvektiven Trocknung mit Gas durchströmt. Das Trocknungsergebnis ist hierbei sowohl vom Zustand des Gases (Feuchtigkeit, Tempe- ratur) als auch von der Gasmenge und der Durchflußgeschwin- digkeit abhängig. In diesem Abschnitt wird eine relativ große Menge an Gas benötigt.

Im Feststofftrockner 10 liegen die Verhältnisse mit Bezug auf die oben beschriebenen Vorgänge in der Stülpfilterzen- trifuge 1 gerade umgekehrt. In einem ersten Abschnitt wird der Feststoff 20 im Behälter 21 von einer großen Menge an Gas durchströmt, selbst wenn man eine zusätzliche Kontakt- trocknung über die Heizeinrichtung 22 anwendet. Wenn an- schließend in einem zweiten Abschnitt im Feststofftrockner 10 eine Endtrocknung unter Vakuum vorgenommen wird, wird theoretisch keine Gasdurchströmung benötigt. Es hat sich allerdings, wie bereits erwähnt, als vorteilhaft erwiesen, den Feststoff 20 mit einer geringen Menge an Gas, einem so- genannten"Schleichgas"zu durchströmen, weil hierdurch der Transport der letzten, unter Einfluß des Vakuums verdamp- fenden Flüssigkeit erleichtert wird. In diesem zweiten Ab- schnitt wird jedoch praktisch kein oder nur eine äußerst geringe Menge an Gas benötigt.

Eine energetisch günstige Aufteilung des gesamten Entfeuch- tungs-und Trocknungsvorganges wie auch die Unterteilung in die oben erwähnten Abschnitte kann durch Versuche ermittelt werden, wobei verfahrenstechnische Gesichtspunkte und Ko- sten-Parameter berücksichtigt werden können. Die so ermit- telte Aufteilung gilt jedoch häufig nur für einen bestimm- ten Moment des Gesamtverfahrens. Viele Produkte liegen in einer Suspension nicht homogen verteilt vor oder haben z. B. aufgrund von Aufbaukristallisation oder Kornbruch sich ver- ändernde Korngrößen. Außerdem erfolgt in Anlagen der be- schriebenen Art ein häufiger Produktwechsel, wobei jeweils die optimalen Einstellungen der Betriebsdaten neu bestimmt werden müssen.

Die optimale Aufsplittung in die einzelnen Trocknungsab- schnitte sowohl in der Stülpfilterzentrifuge 1 wie auch im Feststofftrockner 10 wird durch einen sich selbst steuern- den Prozeß im Sinne eines Regelkreises, wie zuvor beschrie- ben, erreicht, wobei, wie ebenfalls bereits angegeben, meh- rere Sensoren und die Steuereinrichtung 71, die mit der das Trockengas liefernden Vorrichtung 46 verbunden ist, einge- setzt werden. Hierdurch kann die kleinstmögliche Gesamtzeit der Gesamtabtrennung von Flüssigkeit und Feststoff ein- schließlich Entfeuchtung und Trocknung des Feststoffes er- zielt werden, wenn nämlich die Entfeuchtungs-und Trock- nungsvorgdnge in der Stülpfilterzentrifuge 1 und im Fest- stofftrockner 10 durch die Sensoren, die auf Temperatur, Feuchtigkeit, Gewicht, Durchflußmenge, Druck, etc. anspre- chen, fortlaufend überwacht werden. Die gemessenen Werte werden dann ständig mit den zu erreichenden Zielwerten für die Entfeuchtung und Trocknung sowohl in der Stülpfilter- zentrifuge 1 als auch im Feststofftrockner 10 verglichen.

Die Zielwerte ihrerseits basieren dabei auf bekannten oder ermittelten Betriebsdaten, die für eine wirtschaftliche Entfeuchtung und Trocknung maßgeblich sind.

Werden die vorgegebenen Zielwerte erreicht, wird der Trock- nungsvorgang im Feststofftrockner 10 beendet und gleichzei- tig der Trocknungsvorgang in der Stülpfilterzentrifuge 1 unterbrochen. Der Feststofftrockner 10 wird durch Öffnen der Klappe 23 entleert, und aus der Stülpfilterzentrifuge 1 wird neuer, vorgetrockneter Feststoff in den Feststoff- trockner 10 überführt.

Gestaltet sich der Trocknungsvorgang im Feststofftrockner 10 so, daß die Zielwerte noch nicht erreicht sind, auch wenn die Stülpfilterzentrifuge 1 ihren Zielwert bereits er- reicht hat, so kann das Trocknungsergebnis in der Stülpfil- terzentrifuge 1 z. B. durch eine Erhöhung des Gasdurchsatzes in der Schleudertrommel 7, eine Temperaturerhöhung des Trocknungsgases, etc. verbessert werden. Ebenfalls kann ge- gebenenfalls die Drehzahl der Zentrifuge erhöht werden, um die mechanische Trocknung (Entwässerung) zu verbessern.

Hierdurch kann dem Feststofftrockner ein stärker vorge- trocknetes Produkt zugeführt werden, das dann im kürzerer Zeit im Feststofftrockner getrocknet werden kann. Die Be- triebszeiten von Stülpfilterzentrifuge und Feststofftrock- ner stimmen sich hierdurch harmonisch aufeinander ab. Umge- kehrt können, falls das Erreichen der Zielwerte im Fest- stofftrockner 10 festgestellt wird, bevor die Stülpfilter- zentrifuge 1 ihre Zielwerte erreicht, die Betriebsdaten des Feststofftrockners 10 entsprechend umgestellt werden. Auch eine Umstellung der Betriebsdaten sowohl der Stülpfilter- zentrifuge 1 als auch des Feststofftrockners 10 ist mög- lich, um so ein harmonisches oder synergetisches Zusammen- spiel dieser beiden Apparate zu erreichen.

Gemäß dem hier vorgeschlagenen Vorgehen optimieren sich die von der Stülpfilterzentrifuge 1 und dem Feststofftrockner 10 gebildeten Systeme selbst mit der Zielsetzung z. B. einer minimalen Gesamtbetriebszeit, wobei die Anteile der mecha- nisch durch Schleudern erzielten Entfeuchtung und der ther- misch durch Trockengas durchgeführten Entfeuchtung von Charge zu Charge zeitlich und ergebnismäßig erheblich von- einander abweichen kbnnen.

Der Betriebsablauf der aus der Stülpfilterzentrifuge 1 und dem Feststofftrockner 10 bestehenden Anlage kann grundsätz- lich auch so gesteuert werden, daß man feste, z. B. für das jeweilige Produkt durch Versuche ermittelte Zeiten vorgibt, und nach dem jeweiligen Ablauf dieser Zeiten die Entfeuch- tungs-und Trocknungsvorgänge in der Stülpfilterzentrifuge 1 und im Feststofftrockner 10 unterbricht. Möglich ist z. B. eine Aufteilung der Entfeuchtungs-und Trocknungszeiten in Stülpfilterzentrifuge 1 und Feststofftrockner 10 im Ver- hältnis 1 : 1 oder auch in anderen Verhältnissen, je nach den vorliegenden Betriebsbedingungen und zu erreichenden Ziel- werten unter Einhaltung einer möglichst wirtschaftlichen und rationellen Arbeitsweise.