Die Standard-Sieb-Dekanter der Conthick-Baureihe werden vor allem bei der Produktion von Massengütern wie Kaliumchlorid, Natriumkarbonat oder Düngemittel eingesetzt. Die Maschinen sind für Durchsätze von 20 bis 25 t/h ausgelegt. Doch die Nachfrage nach Zentrifugen mit höheren Durchsätzen steigt. Deshalb hat Siebtechnik die Turbo Screen Decanter in der Tube-Ausführung entwickelt. Sie bewältigen pro Stunde bis zu 100 t Fest-Flüssig-Mischung.
Die Standard-Sieb-Dekanter der Conthick-Baureihe gehören zu den bewährten Maschinen im Programm von Siebtechnik. Es handelt sich hierbei um zweistufige Zentrifugen. Die erste Stufe ist eine sehr großzügig dimensionierte Vollmanteltrommel. Hier findet die Klärung bzw. Sedimentation des Fest-Flüssig-Gemisches statt. An die zylindrische Vollmanteltrommel schließt sich ein Konus an, der in ein vergleichsweise kurzes Siebteil mündet.
Auf der Oberfläche des kleinvolumigen Siebteils bildet sich ein dicker Feststoffkuchen aus. Darüber hinaus herrschen aufgrund des kleinen Siebtrommeldurchmessers in diesem Teil der Maschine die kleinsten g-Zahlen. Beide Faktoren verlängern zwangsläufig die erforderliche Trocknungszeit oder verschlechtern den Trocknungseffekt bei kurzen Verweilzeiten.
Mit großem Siebteil
„Der Standard-Sieb-Dekanter hat nach wie vor eine gute Stellung im Markt“, betont Horst Dietschreit, technischer Leiter Abteilung Zentrifugen der Siebtechnik GmbH. „Allerdings führt die kurze Siebtrommel mit kleinem Durchmesser dazu, dass Prozesse mit Massendurchsätzen nicht immer optimal gestaltet werden können. Außerdem werden bei der Produktion von Massengütern häufig Maschinen mit einem größeren Durchsatz gefordert.“ Gründe genug für die Siebtechnik-Ingenieure, eine leistungsstärkere Maschine, den Turbo Screen Decanter in der Tube-Bauweise zu entwickeln. Er ist unter konstruktiven Gesichtspunkten eine Weiterentwicklung der bewährten Turbo Screen Decanter.
Die Turbo Screen Decanter sind kontinuierlich arbeitende, zweistufige Vollmantel-Sieb-Schnecken-Zentrifugen. Die erste Stufe ist eine in Vollmantelbauweise ausgeführte zylindrische Klärtrommel, die zum Ende konisch verläuft. An diese schließt sich als zweite Stufe der Siebteil an. Im Unterschied zu den Conthick-Anlagen hat die Siebtrommel aber einen deutlich größeren Durchmesser als die Klärtrommel. „Dadurch können um 20 bis 30 % höhere g-Zahlen als auf dem Trockenstrand der Klärtrommel erreicht werden“, erklärt Dietschreit. „Beim Übergang von der Klär- zur Siebtrommel wird der Feststoffkuchen aufgebrochen. Aufgrund des deutlich größeren Flächenangebots kann sich der vorgetrocknete Feststoff auf der Innenseite der Siebtrommel in einer dünnen Schicht verteilen. Das bedeutet: Bei großen Durchsätzen entsteht bei hohen G-Zahlen und langen Verweilzeiten ein Feststoff mit geringer Schichtdicke und damit verbunden guter Restfeuchte.“
Bisher hat Siebtechnik weltweit 20 Turbo Screen Decanter installiert. Haupteinsatzgebiet ist die Aufarbeitung von Polymeren. In der Standardausführung eignen sich die Zentrifugen für Feststoffe mit einer Korngröße größer 40 μm. Bei Zulaufkonzentrationen von 25 bis 30 % erreichen sie – in Abhängigkeit vom Produkt – einen Durchsatz von maximal 50 t/h.
Der nächste Entwicklungsschritt
Beim Turbo Screen Decanter hat die Klärtrommel einen kleineren Durchmesser als die Siebtrommel. „Um den Durchsatz weiter zu erhöhen, war es nahe liegend eine Maschine zu entwickeln, bei der Klär- und Siebtrommel den gleichen Durchmesser haben, also die Leistungsfähigkeit des Klärteils erhöht wird. Im Endeffekt entsteht dann ein Rohr, in dem beide Dekanterstufen untergebracht sind“, beschreibt Dietschreit die Grundidee des Turbo Screen Decanters in Tube-Bauweise. Premiere hatte die neue Zentrifuge auf der Achema 2009.
Herzstück des Dekanters ist ein durchgängiges Rohr, in das ein Konus eingeschweißt ist, der Klär- und Siebteil trennt. Zum Ablauf in der Maschine: Das aufzuarbeitende Fest-Flüssig-Gemisch gelangt in den Klärteil des Dekanters und wird aufkonzentriert. Der sich dabei bildende Feststoffkuchen wandert in Richtung Konus. Beim Übergang in den Siebteil bewirkt dieser einen Aufbruch des Feststoffkuchens. Im Siebteil verteilt sich der Feststoff in einer dünnen Schicht auf der Innenseite der Trommel und wird endgültig getrocknet.
Das Rohr mit Klär- und Siebteil ist zweifach gelagert. Der Antrieb erfolgt über ein Hochleistungs-Planetengetriebe, das von Siebtechnik entwickelt wurde. „Die äußeren Teile des Getriebes“, so Dietschreit, „treiben in direktem Kraftschluss die Trommel an, während die inneren Teile für den Antrieb der Förderschnecke zuständig sind. Auf diese Weise können Schnecke und Dekantertrommel mit unterschiedlichen Drehzahlen arbeiten. Dieses Antriebskonzept haben wir bei allen Zentrifugen realisiert, die mit einer Förderschnecke arbeiten.“
Die Turbo Screen Decanter in Tube-Bauweise erreichen einen Durchsatz von bis zu 100 t/h. Dabei kann die Feststoffkonzentration im Zulauf 50 % und höher sein. Die Tube-Zentrifugen gibt es mit Trommeldurchmessern von 1000, 1100,1200 und 1400 mm. Die Maschinen sind für Prozesstemperaturen bis maximal 150 °C ausgelegt und optional in einer gasdichten und druckfesten Ausführung lieferbar. Ist ein Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen geplant, können die Dekanter wie alle Siebtechnik-Maschinen mit dem Atex-Paket ausgestattet werden.
Sicher und wartungsarm
Eine reibfreie Sicherheitskupplung schützt die Maschine vor Überlast. Im Fall der Fälle übernimmt sie die mechanische Krafttrennung zwischen Trommel und Förderschnecke. Das heißt: Die Geschwindigkeit der Förderschnecke passt sich schlagartig der Trommelgeschwindigkeit an und der Produkttransport innerhalb der Maschine kommt zum Erliegen.
Bei Großzentrifugen wie den Turbo Screen Decantern in Tube-Bauweise ist Verschleiß eine nicht zu vernachlässigende Größe. So sind die Gänge der Förderschnecke und die Siebe aufgrund der abrasiven Eigenschaften vieler Feststoffe und der hohen Zentrifugalkräfte einer großen Belastung ausgesetzt. Nach den Worten von Dietschreit, würden die daraus resultierenden kurzen Wartungsintervalle einen wirtschaftlichen Betrieb der Maschinen gefährden. Notwendig sind also Maßnahmen zum Verschleißschutz.
Die Siebtechnik-Ingenieure entwickelten eine Förderschnecke, auf deren Gänge Trägersysteme geschweißt sind. Diese sind mit Zapfen ausgestattet, auf die Keramikelemente gesteckt bzw. geklebt werden. Sie schützen die Schneckengänge vor Abrieb. „Die Standzeiten der Förderschnecke“, so Dietschreit, „verlängert sich auf bis zu 10 000 Betriebsstunden. Auf ähnliche Weise lässt sich auch der Klärteil der Zentrifugen vor Abrasion schützen.“
Bei der Gestaltung der Siebtrommel ging man ganz neue Wege. Das Rohr verfügt über viereckige Öffnungen, in die Siebkassetten wie Schubladen von außen hineingeschoben werden. Klemmringe fixieren die Kassetten. „Das ist ein Riesenvorteil für den Anwender“, stellt Dietschreit fest. „Denn im Falle eines Siebwechsels müssen keine tonnenschweren Bauteile mehr bewegt und montiert werden. Die Kassetten mit den Sieben werden einfach herausgezogen und durch neue ersetzt.“ Diese Konstruktion hat auch verfahrenstechnische Vorteile. Die gleiche Maschine kann mit unterschiedlichen Siebsegmenten ausgestattet werden. „Noch wichtiger ist“, resümiert Dietschreit, „dass im Vergleich zu einem Standard-Sieb-Dekanter die verfügbare Siebfläche um das Fünffache größer ist. Das führt zu einer deutlichen Verbesserung des Trocknungseffekts.“ (le)
Halle 7, Stand 344
Online-Info www.cav.de/0410400
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