Filtrationszentrifugen

Kriterien bei der Auswahl von Filtrationsapparaten

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Fallbeispiel

Um den theoretischen Vergleich mit ein paar anschaulichen Zahlen zu füllen, soll ein Fallbeispiel zeigen, welche unterschiedliche Leistungsdaten der beiden Zentrifugentypen bei einer gegebenen Zulaufbedingung erreichbar sind.

Ein klassischer Fall ist die Entwässerung von feinem Natriumbikarbonat. Gegeben ist eine Durchsatzmenge von 14000 kg/h absolut trockenen Feststoffs. Die Zulaufkonzentration des Feststoffs beträgt 15 Gewichtsprozent (%wt), die mittlere Korngröße liegt bei 100 μm. Die erforderliche Restfeuchte soll möglichst gering sein, um den nachgeschalteten Fließbetttrockner zu entlasten.

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Die Feinheit des Produktes lässt bei relativ konstanten Zulaufbedingungen prinzipiell beide Maschinentypen zu. Jedoch ist die Schubzentrifuge nicht in der Lage, eine Zulaufkonzentration von 15%wt, also eine Flüssigkeitsmenge von knapp 90000 kg/h zu bewältigen. Um den Leistungsvergleich dennoch zu ermöglichen, soll deswegen ein Paket, bestehend aus Schubzentrifuge und Hydrozyklon gegen die Schälzentrifuge antreten.

Der Hydrozyklon kann den recht schweren Feststoff sehr gut voreindicken, Werte von 50%wt im Unterlauf stellen bei sehr feinem Trennschnitt und damit geringem Feststoffverlust kein großes Problem dar.

Die 14 t/h Feststoff können auf einer SZ 800/2 (siehe Abb. 1), also einer zweistufigen Schubzentrifuge mit 800 mm Trommeldurchmesser gut verarbeitet werden. Der Durchschlag, also der Feststoffverlust im Filtrat dürfte dabei durch das feine Produkt wohl im Bereich von 1 bis 2%wt liegen, bezogen auf den trockenen Durchsatz an Feststoff. Die Restfeuchte, die erzielt werden kann, liegt bei etwa 4,5%wt.

Als weitere Alternative für diesen Anwendungsfall stehen zwei HZ 180/7,1 Si (Abb. 3) zur Verfügung, also zwei Horizontalschälzentrifugen mit 1800 mm Trommeldurchmesser und 7,1 m² Filterfläche, ausgestattet mit einer Siphontrommel. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass durch das feinere Filtermittel und die erneuerbare Grundschicht ein Durchschlag von nur 0,5%wt erreicht werden kann. Durch eine längere Verweilzeit in der Trommel, welche allerdings zu Lasten des stündlichen Feststoffdurchsatzes geht, kann die Restfeuchte nochmals weiter auf etwa 3%wt reduziert werden.

Die Aufteilung der Gesamtleistung auf zwei Maschinen lässt einen quasi-kontinuierlichen Prozess zu, indem immer eine der beiden Maschinen ausschält, während die andere gefüllt wird, bzw. trocken schleudert. Das kommt bei einer Chargenzeit von etwa neun Minuten sicher nicht dem kontinuierlichen Austrag einer Schubzentrifuge gleich, reicht jedoch aus, um den Fliessbetttrockner schonender betreiben zu können.

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