Die Rückhalterate der Zyklone weiter verbessern – dies hatte sich die Firma Wolftechnik in unterschiedlichen Forschungs- und Entwicklungsprojekten über Zentrifugalabscheider (Zyklone), neben der Trennaufgabe, zum Ziel gesetzt. Gleichzeitig sollte die Durchsatzleistung erhöht werden.
Um das Ziel zu erreichen, können klassisch mehrere Hydrozyklone zu einer Batterie parallel angeordnet werden. Der Zulauf erfolgt dabei über eine zentrale Hauptleitung. Eine zweite Möglichkeit, das Ziel zu erreichen, besteht darin, mehrere kleine Hydrozyklone in nur einem Behälter unterzubringen. Man spricht dann von einem Multizyklon. Der Vorteil liegt in der leichten Parallelisierung großer Zahlen an Hydrozyklonen. Der Zulauf zu den einzelnen Zyklonen erfolgt direkt aus dem Behälter. Ein Nachteil dieser Variante ist, dass Grobgut im Vorlagebehälter sedimentiert und den Zufluss zu den einzelnen Hydrozyklonen behindert.
Eine von Wolftechnik neu entwickelte Verteilerplatte am WTMZA-Wolftechnik-Multizyklon verhindert die Sedimentation von Grobgut und stellt eine definierte Strömungsverteilung zu den einzelnen Zyklonen sicher, wodurch die Rückhalterate verbessert wird. Ein WTMZA-Wolftechnik-Multizyklon kann zwei, vier, sechs, acht oder mehr Einzelzyklone beinhalten. Ein 4er-WTMZA-Multizyklon (WT4MZA) mit vier Einzelzyklonen von je 4 m3/h Durchsatzleistung erbringt beispielsweise eine Gesamtdurchsatzleistung von 16 m3/h.
Schlankeres Design
Testreihen mit Multizyklonen zeigten, dass der Trenngrad stark von dem des Einzelzyklons abhängig ist. Wolftechnik hat deshalb die Standardgeräte der WTZA-Wolftechnik-Zentrifugalabscheider in Bezug auf die Abscheidung optimiert und ein neu entwickeltes Modell WTZA-XE (eXtra Efficiency) mit einem dünneren und schlankeren Design ausgestattet. Durch das schlankere Design erhöhen sich im Zentrifugalabscheider die Geschwindigkeiten und Kräfte, die für die Partikelabtrennung bestimmend sind.
Eine Steigerung der Rückhalterate der abzutrennenden Partikel lässt bei Zyklonen aber grundsätzlich den Differenzdruck zwischen Zulauf und Ablauf ansteigen, das zeigten Messreihen unterschiedlicher Zyklon-Varianten. Durch den Anstieg des Differenzdrucks wird eine höhere Pumpenleistung benötigt, was den Betrieb der Anlage teurer macht. Testreihen brachten beim WTZA-XE-Wolftechnik-Zentrifugalabscheider in Bezug auf den Anstieg des Differenzdrucks ein interessantes Ergebnis: Trotz einer deutlich besseren Trennleistung des WTZA-XE-Wolftechnik-Zentrifugalabscheiders im Vergleich zum Standardgerät WTZA liegt der Differenzdruck des neu entwickelten Zyklons im Vergleich nur gering über dem des Standardgeräts.
Überraschend war zudem das Ergebnis eines direkten Vergleichs unterschiedlicher Zyklon-Varianten in einer Testanlage. Unter den Testgeräten war auch ein ebenfalls neu entwickelter, zweistufiger Multizyklon. Im Vergleich schnitt der WTZA-XE-Wolftechnik-Zentrifugalabscheider im Gesamtergebnis am besten ab. Verglichen wurden Effizienz (Abtrennleistung) und Differenzdruck (Energieverbrauch / Betriebskosten); betrachtet wurden zudem die Anschaffungskosten.
Alle Versuche wurden bei einem Volumenstrom von 25 m3/h durchgeführt. Dieser Volumenstrom entspricht einer Pumpenleistung von 95 Prozent. Die eingewogene Partikelmenge betrug 1,8 kg, was einer Feststoffkonzentration von 3 g/l entspricht. Als Stoffsystem wurde Calciumsilikathydrat Circosil 0,1 der Firma Cirkel verwendet; die Feststoffdichte beträgt 2.600 kg/m3. Während des Betriebs waren immer alle Unterläufe geschlossen.
Vielfältiger Einsatz
Wolftechnik-Zentrifugalabscheider eignen sich besonders zur Abtrennung von harten und festen Partikeln wie Sand, Glas oder Metall aus wässrigen Medien. Sie werden zum Beispiel in industriellen Waschanlagen, in Kühlkreisläufen, bei der Stahlherstellung, in der Automobilindustrie, im Bergbau, in Bewässerungsanlagen und bei der Herstellung von optischen Gläsern eingesetzt.
Durch den tangentialen Eintritt und die spezielle Strömungsführung im Innern dieser Feststoffabscheider wird das Medium in eine rotierende Bewegung versetzt. Es bildet sich ein Wirbel, daher auch der Name Hydrozyklon. Die dabei auftretenden Zentrifugalkräfte wirken auf die abzutrennenden Partikel ein und ermöglichen effiziente Abtrennleistungen.
C-Stahl, Edelstahl oder Kunststoff
Die Partikel lagern sich zunächst in der Sammelkammer des Zyklons ab und werden durch die automatische Abschlämmeinheit im Unterlauf periodisch ausgetragen. Die im Zentrifugalabscheider gereinigte Flüssigkeit wird über den sogenannten Oberlauf aus dem Zentrifugalabscheider abgeführt und kann bei Bedarf noch über Beutel- oder Kerzenfilter nachgefiltert werden.
Wolftechnik-Zentrifugalabscheider können aus C-Stahl, Edelstahl oder Kunststoff gefertigt werden. Bei gleichem Innenaufbau werden sie in den Baureihen WTEZA, WTDZA und WTFZA hergestellt und unterscheiden sich in der Zugänglichkeit von Eintrittskammer und Schmutzsammelkammer.
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