Feinsandrückgewinnung mit Hydrozyklonen in Schräglage
Dipl.-Ing. Bernd Bohle, Bohle Aufbereitungstechnik GmbH, Oer-Erkenschwick
Bei der Feinsandtrennung mit Hydrozyklonen sind Fehlausträge an Grobkorn im Überlauf sowie an Feinstkorn im Unterlauf nicht zu vermeiden. Außerdem führen unterschiedliche Feststoffgehalte in der Aufgabe oftmals zu Schwankungen bei der Eindickung des Zyklonunterlaufs. Bei konisch zulaufenden Zyklonen ist der Einbau in vertikaler Lage oder liegend möglich, wobei der Zyklon unter besonderen Einsatzbedingungen auch in Schräglage betrieben werden kann. Die Vorteile, die sich aus der Schräglage für die betriebliche Praxis ergeben, werden nachfolgend vorgestellt.
Die liegende bzw. schräggeneigte Installation von Hydrozyklonen findet man vor allem bei großen Zyklonen mit Nenndurchmessern über 400 mm. In diesem Fall verringert sich der in der Unterlaufdüse anstehende Flüssigkeitssäulen-Druck um die Höhe der eingesparten Suspensionssäule. Bei den ohnehin recht niedrigen Aufgabedrücken für große Zyklone um ca. 70 kPa ist dieser Anteil durchaus nicht zu vernachlässigen. Der Luftkern kann beim liegenden Zyklon in der Unterlaufdüse wie ein Luftpolster wirken, wobei sein Durchmesser je nach Feststoffkonzentration variiert: Bei höheren Konzentrationen expandiert der Luftkern, bei geringeren Feststoffgehalten konzentriert er sich. Dies hat zur Folge, dass die
Feststoffkonzentration im Unterlauf auch bei wechselnden Aufgabebedingungen nahezu konstant bleibt. Außerdem wird der Einsatz größerer Unterlaufdüsen möglich, da ein Umschlagen zum Strangaustrag nicht zu erwarten ist. Die Verringerung des Druckes in der Unterlaufdüse und die Erhöhung des Düsendurchmessers führt zu einem veränderten Austragsverhalten: Es liegen wesentlich geringere Austragsgeschwindigkeiten vor, was sich positiv auf die Standzeiten der Unterlaufdüsen und damit auf die Betriebskosten auswirkt.
Weitere Vorteile von schrägliegenden Zyklonen gegenüber Vertikalzyklonen sind:
- Die Überlauf- und Unterlaufaustrags-einrichtungen befinden sich auf einem Bühnenniveau; der Zugang zum Aggregat wird erleichtert und das Austragsverhalten kann leichter kontrolliert werden.
- Schrägzyklone beanspruchen vor allem bei größeren Zyklondurchmessern eine wesentlich geringere Installationshöhe als Vertikalzyklone; damit ergeben sich Kosteneinsparungen bei Stahlbau, Pumpenbetrieb und -einbau.
- Auf vakuumgesteuerte Unterlauftascheninstallationen kann kosteneinsparend verzichtet werden.
- Schrägzyklone werden aufgrund ihrer geringeren Einlaufhöhe bei Freifalleinrichtungen eingesetzt; dies spart die zusätzliche installation und Investition von Pumpenvorlagebehältern und Pumpen.
Etliche Betriebseinsätze bei der Feinsandrückgewinnung haben gezeigt, dass überall dort, wo konstante Unterlauf-Feststoffverhältnisse gefordert sind, der Einsatz von Schrägzyklonen erfolgreich ist.