CH660851A5

CH660851A5 - Process for continuously thickening suspensions

Info

Publication number: CH660851A5
Application number: CH283583A
Authority: CH
Inventors: Hans Dr-Ing Mueller
Original assignee: Mueller Drm Ag
Priority date: 1983-05-25
Filing date: 1983-05-25
Publication date: 1987-05-29

Description

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur kontinuierlichen Eindickung von schwerfiltrierbaren Suspensionen in einem Druckbehälter mit Kerzenfilterelementen, bestehend aus einem Bündel von perforierten Rohren als Stützkörper, die um ein geschlossenes Zentralrohr angeordnet und von einem Filtergewebe überzogen sind, dadurch gekennzeichnet, dass während der Eindickung der Suspension die Abreinigung der Kerzenfilterelemente durch mindestens einen Rückspülstoss in den mit Rückspülmedium gefüllten und unter Druck stehenden Filterbehälter erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückspülstoss während 1 bis 4 Sekunden erfolgt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückspülstoss 2 bis 3 mal erfolgt.

4. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Rückspülmedium Gas, insbesondere Luft verwendet wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Rückspülmedium eine Flüssigkeit verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit aus Filtrat besteht.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückspülmedium in Vibration versetzt wird.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablauf der eingedickten Suspension über ein Ventil (10) und der Rückspülstoss über Ventile (11,
12) gesteuert wird, wobei die Steuerung der Ventile durch einen Mikroprozessor erfolgt.

9. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schwerfiltrierbare Suspension aus Kaolin Aufschwemmung besteht.

10. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schwerfiltrierbare Suspension aus zellulosehaltigen Abwässern besteht.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Eindickung von schwerfiltrierbaren Suspensionen in einem Druckbehälter mit Kerzenfilterelementen.

Eine grosse Anzahl von schwerfiltrierbaren Substanzen wie Aufschlämmungen von Kaolin in Wasser, Rotschlamm aus der Herstellung von Tonerde, sandhaltigem Frischwas ser und Abwasser, müssen oft auf einen höheren Trocken substanzgehalt aufkonzentriert werden. Das Problem be steht nun darin, dass bei der Filtration solcher Suspensionen eine rasche Verstopfung der Filtergewebe stattfindet und nach kurzer Filtrationszeit die Gewebe gereinigt werden müssen.

Es hat sich nun gezeigt, dass solche Eindick-Filtrationen vorzugsweise auf Kerzenfiltern durchgeführt werden können. Nach der EP-A 66 921 ist ein Kerzenfilter bekannt, des sen Filterkerzen so konstruiert sind, dass das Filtergewebe während der Filtration auf eine mit Vertiefungen versehene
Unterlage gedrückt und bei der Abreinigung durch Gegen druck von diesen Vertiefungen abgehoben wird. Durch diese
Bewegung des Filtergewebes fällt der sich auf dem Gewebe aufgebaute Filterkuchen ab, und das Gewebe selbst wird durch die Bewegung von innen nach aussen ausgewaschen.

Nach der EP-A 77 086 ist auch ein Verfahren zur Reini gung von Kerzenfilterelementen der gleichen Art bekannt, wobei die Abschleuderung des Filterkuchens durch wechsel weise Anwendung von Druck und Vakuum nach beendeter
Filtration erfolgt.

Ein Nachteil der bekannten Verfahren liegt darin, dass vor dem Abwurf des Filterkuchen und dessen Austragung aus dem Behälter, der flüssige Inhalt des Filters abgelassen werden muss.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Eindikkung von schwerfiltrierbaren Suspensionen mit Hilfe eines Kerzenfilters zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Verfahren mittels eines Kerzenfilters, dessen Filterkerzen aus einem Bündel von perforierten Rohren als Stützkörper bestehen, die um ein geschlossenes Zentralrohr angeordnet und von einem Filtergewebe überzogen sind, gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass während der Eindickung der Suspension die Abreinigung der Kerzenfilterelemente durch mindestens einen Rückspülstoss in den mit Rückspülmedium gefüllten und unter Druck stehenden Filterbehälter erfolgt.

Bei der hier vorgesehenen Abreinigung bleibt das gesamte Flüssigkeitsvolumen im Filterkessel. Für die Abreinigung muss demzufolge der Abreinigungsdruck bzw. der Rückstossdruck grösser sein als der Filtrationsdruck im Kessel, wenn man während der Abreinigung den Kesseldruck nicht entlasten will. Dies ist ebenfalls möglich. Hier kann eine Abreinigung erfolgen, ohne den Filterkessel zu entleeren.

Bei schwerfiltrierbaren Substanzen wie Kaolin-Suspensionen, ist die Filtrationszeit bis zur Abreinigung relativ kurz, da die Filtrationsleistung mit der Filtrationsdauer stark abnimmt. Die Filtrationszeit wird hier auf wenige Minuten eingestellt. In solchen Fällen wird die Filtration und die Abreinigung vorzugsweise durch einen Mikroprozessor automatisch gesteuert.

Trotz kurzen Filtrationszeiten bildet sich während der Filtration ein Filterkuchen auf den Geweben, und zwar von einigen Millimetern Dicke. Dieser Filterkuchen wird durch den Rückstoss vom Gewebe abgeworfen und sinkt nun im Filterkessel langsam nach unten, wo er abgezogen wird.

Je nach der zu filtrierenden Substanz kann der Rückstoss mit Flüssigkeit oder einem Gas, wie Luft erfolgen.

Es hat sich gezeigt, dass auf die beschriebene Art und mit den beschriebenen Filterkerzen Substanzen eingedickt werden können, welche auf den bekannten Filtern praktisch unfiltrierbar sind. Dies ist beispielsweise der Fall bei den als Nullfasern bezeichneten kleinsten Zelluloseteilchen in Abwässern.

Das Verfahren soll anhand einer schematischen Zeichnung erläutert werden.

Die linke Seite der Zeichnung zeigt die Anordnung in der Filtrationsphase; die rechte Seite in der Rückspülphase.

Die Filterkerzen bestehen aus einem Zentralrohr 1, das von einem Bündel perforierter Rohre 2 umgeben ist. Diese Stützrohre 2 sind mit Schlitzöffnungen 3 versehen. Über das ganze Kerzenbündel ist ein Filtergewebe 4 gespannt. Das Filtergewebe 4 ist als Schlauch ausgebildet und weist Durchlassöffnungen von 0,5 bis 40 Mikron auf. Ein oder mehrere solcher Kerzenfilterelemente sind in einem Druckbehälter 6 untergebracht. Dieser ist mit einem Stutzen 7 für die Zufuhr der zu filtrierenden Suspension, einem Stutzen 8 für den Fil trataustritt und einem Stutzen 9 für den eingedickten Aus trag versehen. Der Filtrataustritt kann mit einem Ventil 10 gedrosselt werden. Die Leitung mit Ventil 11 ist für Rückspülflüssigkeit; die Leitung mit Ventil 12 ist für ein Rückspülgas vorgesehen.

In der Zuflussleitung für die Suspension sind die Ventile 13 und 13' vorgesehen.

Im rechten Teil der Figur sind zusätzlich Vibratoren 14 und 15 vorgesehen, die als motorgetriebene Strömungsunter- brecher dienen. Sie haben die Aufgabe die Rückspülmedien, Flüssigkeit oder Luft, zu zerhacken und in Vibration zu versetzen. Das vibrierende Rückspülmedium bewirkt eine einwandfreie Loslösung des Rückstandes vom Filtergewebe.

Im Betrieb tritt gemäss dem linken Teil der Figur die zu

filtrierende Flüssigkeit durch die Ventile 13 resp. 13' in den Filterkessel 6 ein und durchlliesst das Filtergewebe 4 von aussen nach innen. Die Strömungsrichtung ist durch Pfeile angedeutet. Nach Passieren des Gewebes fliesst die Flüssigkeit durch die Schlitzöffnungen 3 der Abflussrohre 2 und dringt im unteren Teil wie durch Pfeile angedeutet in den unteren Teil des Zentralrohres 1 ein. Über das Zentralrohr 1 verlässt das Filtrat über den Stutzen 8 und das Ventil 10 den Behälter 6. Die Feststoffe der Suspension lagern sich als Filterkuchen 5 auf den Geweben 4 ab. Es wird während der Filtration das Filtergewebe 4 stark auf die Oberfläche der Stütz- und Abflussrohre 2 gepresst, so dass es fast die zylindrische Form des Rohrbündels annimmt.

Die rechte Seite der Zeichnung zeigt den Zustand während der Reinigungsphase der Filterelemente. Dabei ist das Zulaufventil 13' und das Ventil 10 für den Filterablauf geschlossen. Der Rückspülstoss kann sowohl mit Filtrat, einer anderen Flüssigkeit oder einem Gas durch Öffnen der Ventile 11 oder 12 erfolgen.

Beim Rückspülstoss wird das Filtergewebe 4 aufgebläht, und der Filterkuchen 5 wird von der Unterlage abgelöst.

Durch die starke Bewegung des Gewebes wird dieses auch von den feinsten Rückständen befreit, welche in den Gewebekreuzungen haften. Durch raschen Unterbruch des Rückspülstosses und das Wiederaufdrücken des Gewebes auf die Filterrohre durch den Druck im Filtergehäuse, wiederholt sich der Reinigungseffekt. Die volle Durchlässigkeit des Gewebes ist wieder gewährleistet.

Die durch die Schwerkraft nach unten sinkenden Rückstände werden durch eine Schleuse aus dem Filterkessel abgelassen oder mittels einer volumetrischen Pumpe 16 entfernt.

Da die Filtrationsphase oft sehr rasch zur Rückspülphase überwechseln muss, wie dies bei sehr schwer filtrierbaren Suspensionen der Fall ist, werden die Ventile 10, 11 und 12 mit einem Mikroprozessor in Sequenz gesteuert.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist in besonders vorteilhafter Weise bei der Eindickung beispielsweise einer Kaolinaufschlämmung von 15% Kaolingehalt auf 30% geeignet.

Hierbei wechselt ein Filtrationszyklus von etwa 3 Minuten mit einem Rückspülzyklus von ca. 1 Sekunde, wobei ein Filterkuchen von 4 bis 5 mm zu entfernen ist. Die Eindickung kann während mehreren Wochen kontinuierlich geführt werden, wobei keine Verstopfung der Filtergewebe und somit kein Abbau der Filterleistung auftritt.

Ähnliche Ergebnisse können bei der Entfernung von zellulosehaltigen Fasern aus dem Abwasser einer zelluloseverarbeitenden Fabrikationsanlage erzielt werden. Hierbei erfolgt nach einem Filtrationszyklus von 10 bis 12 Minuten die Abreinigung mittels Pressluft während 4-5 Sekunden. Die Leistung beträgt über mehrere Wochen konstant 600 - 1000 Liter pro m2 und Stunde.

Auch bei der Aufarbeitung von Rotschlamm werden ähnliche Ergebnisse erzielt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur kontinuierlichen Eindickung von schwerfiltrierbaren Suspensionen in einem Druckbehälter mit Kerzenfilterelementen, bestehend aus einem Bündel von perforierten Rohren als Stützkörper, die um ein geschlossenes Zentralrohr angeordnet und von einem Filtergewebe überzogen sind, dadurch gekennzeichnet, dass während der Eindickung der Suspension die Abreinigung der Kerzenfilterelemente durch mindestens einen Rückspülstoss in den mit Rückspülmedium gefüllten und unter Druck stehenden Filterbehälter erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückspülstoss während 1 bis 4 Sekunden erfolgt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückspülstoss 2 bis 3 mal erfolgt.
4. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Rückspülmedium Gas, insbesondere Luft verwendet wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Rückspülmedium eine Flüssigkeit verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit aus Filtrat besteht.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückspülmedium in Vibration versetzt wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablauf der eingedickten Suspension über ein Ventil (10) und der Rückspülstoss über Ventile (11, 12) gesteuert wird, wobei die Steuerung der Ventile durch einen Mikroprozessor erfolgt.
9. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schwerfiltrierbare Suspension aus Kaolin Aufschwemmung besteht.
10. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schwerfiltrierbare Suspension aus zellulosehaltigen Abwässern besteht.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Eindickung von schwerfiltrierbaren Suspensionen in einem Druckbehälter mit Kerzenfilterelementen.

Eine grosse Anzahl von schwerfiltrierbaren Substanzen wie Aufschlämmungen von Kaolin in Wasser, Rotschlamm aus der Herstellung von Tonerde, sandhaltigem Frischwas ser und Abwasser, müssen oft auf einen höheren Trocken substanzgehalt aufkonzentriert werden. Das Problem be steht nun darin, dass bei der Filtration solcher Suspensionen eine rasche Verstopfung der Filtergewebe stattfindet und nach kurzer Filtrationszeit die Gewebe gereinigt werden müssen.

Es hat sich nun gezeigt, dass solche Eindick-Filtrationen vorzugsweise auf Kerzenfiltern durchgeführt werden können. Nach der EP-A 66 921 ist ein Kerzenfilter bekannt, des sen Filterkerzen so konstruiert sind, dass das Filtergewebe während der Filtration auf eine mit Vertiefungen versehene Unterlage gedrückt und bei der Abreinigung durch Gegen druck von diesen Vertiefungen abgehoben wird. Durch diese Bewegung des Filtergewebes fällt der sich auf dem Gewebe aufgebaute Filterkuchen ab, und das Gewebe selbst wird durch die Bewegung von innen nach aussen ausgewaschen.

Nach der EP-A 77 086 ist auch ein Verfahren zur Reini gung von Kerzenfilterelementen der gleichen Art bekannt, wobei die Abschleuderung des Filterkuchens durch wechsel weise Anwendung von Druck und Vakuum nach beendeter Filtration erfolgt.

Ein Nachteil der bekannten Verfahren liegt darin, dass vor dem Abwurf des Filterkuchen und dessen Austragung aus dem Behälter, der flüssige Inhalt des Filters abgelassen werden muss.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Eindikkung von schwerfiltrierbaren Suspensionen mit Hilfe eines Kerzenfilters zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Verfahren mittels eines Kerzenfilters, dessen Filterkerzen aus einem Bündel von perforierten Rohren als Stützkörper bestehen, die um ein geschlossenes Zentralrohr angeordnet und von einem Filtergewebe überzogen sind, gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass während der Eindickung der Suspension die Abreinigung der Kerzenfilterelemente durch mindestens einen Rückspülstoss in den mit Rückspülmedium gefüllten und unter Druck stehenden Filterbehälter erfolgt.

Bei der hier vorgesehenen Abreinigung bleibt das gesamte Flüssigkeitsvolumen im Filterkessel. Für die Abreinigung muss demzufolge der Abreinigungsdruck bzw. der Rückstossdruck grösser sein als der Filtrationsdruck im Kessel, wenn man während der Abreinigung den Kesseldruck nicht entlasten will. Dies ist ebenfalls möglich. Hier kann eine Abreinigung erfolgen, ohne den Filterkessel zu entleeren.

Bei schwerfiltrierbaren Substanzen wie Kaolin-Suspensionen, ist die Filtrationszeit bis zur Abreinigung relativ kurz, da die Filtrationsleistung mit der Filtrationsdauer stark abnimmt. Die Filtrationszeit wird hier auf wenige Minuten eingestellt. In solchen Fällen wird die Filtration und die Abreinigung vorzugsweise durch einen Mikroprozessor automatisch gesteuert.

Trotz kurzen Filtrationszeiten bildet sich während der Filtration ein Filterkuchen auf den Geweben, und zwar von einigen Millimetern Dicke. Dieser Filterkuchen wird durch den Rückstoss vom Gewebe abgeworfen und sinkt nun im Filterkessel langsam nach unten, wo er abgezogen wird.

Je nach der zu filtrierenden Substanz kann der Rückstoss mit Flüssigkeit oder einem Gas, wie Luft erfolgen.

Es hat sich gezeigt, dass auf die beschriebene Art und mit den beschriebenen Filterkerzen Substanzen eingedickt werden können, welche auf den bekannten Filtern praktisch unfiltrierbar sind. Dies ist beispielsweise der Fall bei den als Nullfasern bezeichneten kleinsten Zelluloseteilchen in Abwässern.

Das Verfahren soll anhand einer schematischen Zeichnung erläutert werden.

Die linke Seite der Zeichnung zeigt die Anordnung in der Filtrationsphase; die rechte Seite in der Rückspülphase.

Die Filterkerzen bestehen aus einem Zentralrohr 1, das von einem Bündel perforierter Rohre 2 umgeben ist. Diese Stützrohre 2 sind mit Schlitzöffnungen 3 versehen. Über das ganze Kerzenbündel ist ein Filtergewebe 4 gespannt. Das Filtergewebe 4 ist als Schlauch ausgebildet und weist Durchlassöffnungen von 0,5 bis 40 Mikron auf. Ein oder mehrere solcher Kerzenfilterelemente sind in einem Druckbehälter 6 untergebracht. Dieser ist mit einem Stutzen 7 für die Zufuhr der zu filtrierenden Suspension, einem Stutzen 8 für den Fil trataustritt und einem Stutzen 9 für den eingedickten Aus trag versehen. Der Filtrataustritt kann mit einem Ventil 10 gedrosselt werden. Die Leitung mit Ventil 11 ist für Rückspülflüssigkeit; die Leitung mit Ventil 12 ist für ein Rückspülgas vorgesehen.

In der Zuflussleitung für die Suspension sind die Ventile 13 und 13' vorgesehen.

Im rechten Teil der Figur sind zusätzlich Vibratoren 14 und 15 vorgesehen, die als motorgetriebene Strömungsunter- brecher dienen. Sie haben die Aufgabe die Rückspülmedien, Flüssigkeit oder Luft, zu zerhacken und in Vibration zu versetzen. Das vibrierende Rückspülmedium bewirkt eine einwandfreie Loslösung des Rückstandes vom Filtergewebe. **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.