CN104548716A - 用于在压力下连续过滤悬浮液的过滤器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在压力下连续过滤悬浮液的过滤器，其带有压力容器、布置在压力容器中的能转动的过滤元件，其中，过滤元件针对每次转动运行一个过滤循环，其具有在液相和气相中的过滤区域，过滤器此外还具有过滤物通道以及用于借助控制盘控制各过滤物区域的装置，其中，过滤物通道在过滤元件与针对每个过滤区域的分开的过滤物出口之间连接，控制盘具有用于液相和气相的过滤物出口。其特征主要在于，在过滤循环的方向上看，在液相的过滤物出口之前设置有排气区域。因此，可以以有利的方式排出在过滤元件和过滤物管中含有的压缩空气并且使其降低压力。

Description

用于在压力下连续过滤悬浮液的过滤器
技术领域
本发明涉及一种用于在压力下连续过滤悬浮液的过滤器，其带有压力容器、布置在压力容器中的能转动的过滤元件，其中，过滤元件针对每次转动运行一个过滤循环，其具有在液相和气相中的过滤区域，过滤器此外还具有过滤物通道以及用于借助控制盘控制各过滤物区域的装置，其中，所述过滤物通道在过滤元件与针对每个过滤区域的分开的过滤物出口之间连接，所述控制盘具有用于液相和气相的过滤物出口。
背景技术
上面提到类型的过滤器用作压力过滤器，用以脱水其它纤维悬浮液，但更多地还用于脱水具有矿物固体(例如碳或矿石)的悬浮液，以便得到更高的脱水度，即，更高的干含量。用于纤维悬浮液的压力过滤器的示例在DE 36 14 668 A1中描述。在此示出压力盘过滤器，但是其中，原则上也可应用压力鼓式过滤器。过滤循环通常由所谓的形成滤饼，即，滤饼生成或者说在纤维悬浮液的情况下在过滤元件上生成过滤垫组成。以下通常会称为滤饼，然而其中，这也以相同的方式包括由纤维组成的过滤垫。滤饼形成也可以像在DE 36 14 668 A1中描述的那样以多个阶段实现。压力过滤器的另一变型方案在EP 0 596 857 A1中描述。在滤饼生成之后用空气吹过该滤饼。在真空过滤器的情况下，在滤饼中含有的液体被吸出，在压力过滤器的情况下通过较高的压力挤压穿过。作为下一阶段，在过滤循环中还可以设置对滤饼的洗涤，其中，在此，洗涤液体也通过存在于过滤元件上的压力差(真空或炉内压力)又从滤饼中去除。随后，滤饼从过滤元件上移除，其中，这可以通过水束或空气束(纤维垫)、压缩空气反冲或刮刀来实现。随后开始新的过滤循环。在过滤循坏开始时必须确保的是，过滤单元和过滤物管是排气的，在过滤物管上也可布置多个过滤单元。在压力过滤的情况下，(一个或多个)过滤单元和过滤物管的体积处于炉中的工作压力下。由此，排气通过在滤饼形成区域开始时突然将压力降低至炉外存在的大气压来实现，并且导致滤饼形成区域中的显著的压力冲击、涡旋和涡流。膨胀的空气量在此通常在体积上明显大于滤饼形成区域中的待排出的过滤物量。
发明内容
现在，本发明的目的是提供一种克服该缺点的设备。
因此本发明的特征在于，朝过滤循环的方向上看，在液相的过滤物出口(滤饼形成区域)之前设置有排气区域。通过在滤饼形成之前单独地排出系统空气就可以使滤饼形成区域稳定，这导致明显更均匀的滤饼结构，这是因为避免了压力冲击。
本发明的有利的改进方案的特征在于，分离的过滤物出口与布置在较低水平上的离析容器连接，其中，离析容器可以通过具有6m至10m的竖直长度的所谓气压下降管与过滤物出口连接。通过也被称为气压底座或测地线底座的气压下降管，在滤饼形成区域中形成额外的吸取压力，该吸取压力随后导致较好的脱水和/或较高的生产效率。
本发明的有利的设计方案的特征在于，排气区域通过分离的管路与离析容器连接。由此可确保的是，膨胀的压缩空气从系统中分离地排出，并且随后在下降管中几乎存在仅一个液柱，由此保持气压吸取压力。如果在下降管中含有过多空气，那么会中断液柱，并且可能不会生成吸取压力。
附图说明
本发明现在借助附图示例性地描述，其中：
图1示出根据现有技术的压力过滤设施；
图2示出根据现有技术的控制头部的结构；
图3示出根据本发明的控制盘；和
图4示意性地示出根据本发明的布置方案。
具体实施方式
图1根据现有技术借助示例性地的具有过滤盘的盘式过滤器示出一种压力过滤器。本发明自然也可应用于具有多个过滤盘的盘式过滤器或者应用于鼓式过滤器，其中，过滤单元布置在鼓形件的周边上。在该压力过滤系统中，例如来自于矿石或碳制备的矿物悬浮液从具有搅拌工具32’的储备容器20中，在相应的预压力的情况下由泵21吸取，并且从上方通过过滤物传送设备30泵入至过滤池3中。过滤池3安装在压力炉1中。为了避免伴随着持续的溢出流12和排出流13发生固体集聚而移动池3。浑流或浑流均匀化物流过过滤池3通过搅拌工具18来促进。浑流输送泵21的运输流通过经由变频器调节的电动机，依赖于浑流溢出量自动设定。浑流溢出量通过流量测量部位37检测。溢出流12和排出流13借助重力梯度流到构造为压力搅拌容器的、具有搅拌工具32的悬浮液收集容器31中。浑流可以通过(未示出的)液位控制泵，利用浸入的吸取管或者仅借助压力梯度从压力容器31运输回存储容器中。来自于压缩空气站，例如空气压缩机23的压缩空气作为工作介质输送给过滤器2。在进入压力腔之前，空气还可以借助加热器24上升至必需的温度。过滤器2是一种在轴上旋转的、具有彼此分离的部段的空心过滤盘，其内部空间分别设有单独的过滤物排出装置。轴通常在过滤盘的一侧构造为空心轴，过滤物排出管路在该空心轴的内部延伸，并且通入在空心轴的端覆盖盘中布置的交付开口，该交付开口以彼此相同的间距沿圆周布置。端覆盖盘形成控制头部的旋转部分。替选地，过滤物导出装置也可以实施为于外部布置在轴周边上的过滤物管，过滤物管通入在空心轴的端覆盖盘中布置的交付开口。
在过滤盘2运行时，在过滤盘2的沉入区域中，处于过滤池3中的固体/液体混合物以如下方式过滤，即，液体通过过滤层被压入相关的部段内部，而固体作为层19(滤饼)聚集在过滤器表面上。在压力炉1中，在过滤盘2的沉入区域外，压缩气体被挤压穿过所生成的固体层，并且将还处于固体层(滤饼)中的液体排出到相关的部段的内部。
因此，在过滤过程中一方面产生实际上的纯液体(滤饼形成过滤物)并且另一方面产生气体/液体混合物(除湿过滤物)，相关的部段从过滤池3中浮出得越长，那么所述气体/液体混合物的液体份额通常就越少。
通常，滤饼形成过滤物和除湿过滤物彼此分离地排出。为此，控制头部具有用于空心轴的端覆盖盘的固定的配对盘，端覆盖盘紧紧贴靠地在该配对盘上滑动，并且配对盘装备有周边缝隙，这些周边缝隙一方面联合端覆盖盘的引导滤饼形成过滤物的交付开口，并且另一方面联合端覆盖盘的引导除湿过滤物的交付开口，从而两种过滤物基本上可通过单独的导出装置引导。
具有尽可能少的空气份额的滤饼形成过滤物14流至过滤物离析器25中，除湿过滤物15同样在空气/气体冷却器27中冷却之后导入该过滤物离析器中，在该空气/气体冷却器中形成冷凝液。在过滤物离析器25中，废气流从上方由26流出。经离析的过滤物/冷凝液混合物可以相应被清除。经脱水的固体(例如矿石或碳浓缩物)经由滑动式闸门7、8、8’、9运出。例如借助快速喷吹阀28和来自快速喷吹压缩机29压缩空气从过滤盘2提取出的滤饼在此通过在过滤盘2的两侧安装的下落井道5掉落至下落漏斗6中。快速喷吹式分离滤饼是公知的方法，其中，过滤材料通过与过滤方向相反的压缩空气冲击而强烈鼓胀，这导致已脱水的滤饼剥落。替选地，也可通过刮刀从滤布上刮下滤饼并引入至下落漏斗6中。滤饼从下落漏斗6到达闸存储容器7。现在，滑动式闸门8、8’交替地打开或关闭，由此，滤饼首先到达闸中间腔9并随后到达滤饼运出装置10。滑动式闸门8、8’通过液压机组34操作。运出的滤饼19’例如由运输带35输出。空气、蒸汽、悬浮液输入、悬浮液溢出、悬浮液排出的量以及过滤物量可以通过调节阀36控制或相应的管路也可被完全闭锁。
图2示意性地示出具有控制盘和过滤器轴的控制头部的结构。控制头部整体上用38表示。除湿过滤物的排出通过管套(管路)15实现，而滤饼形成过滤物划分为浑浊过滤物14和清澈过滤物14’。管套或管路14、14’实施为气压下降管，并且随后与过滤物离析器(未示出)连接。控制头部38基本上由空心柱体形的部件39构成，该部件在进入侧具有凸缘40并在离开侧具有凸缘41。在此，尤其通过具有密封条43的分流器42实现浑浊过滤物14和清澈过滤物14’的期望的分配。过滤轴4装备有单个的过滤物排出通道4’，其中，替选地也可应用具有较小直径且位于外部的过滤物管的轴。通过过滤物排出通道4’，液体从各过滤段中被收集起来，并且被引导至过滤器的端部，液体在那里输送给控制头部38。过滤物在此流过控制盘44，该控制盘调节滤饼形成和除湿以及吹下滤饼的时间流程。在此，滤饼形成区域14相对于除湿区域15构造得非常长，这是因为固体的干含量相对于(清澈)过滤物的再生仅起次要作用。
图3示出与图2中的控制盘类似的控制盘44。控制盘具有除湿区域15以及滤饼形成区域14。滤饼形成区域14在运行期间基本上处于待脱水的悬浮液的液面之下，而除湿区域15处于该液位的之上。由此得到的是，在滤饼形成过滤物中少量地含有空气，而主要在除湿过滤物中含有空气。在除湿区域15中吸干滤饼之后，压缩空气反冲通过控制盘44中的开口45来实现。在过滤循环的方向上，在滤饼形成区域14前布置有排气区域46。该排气区域用于：在不与滤饼形成区域14接触的情况下，将在过滤段和所属的过滤物管(过滤物通道)4’中含有的压缩空气的压力降低至大气压。因为在此仅存在空气，所以也可以阻止滤饼形成区域14的进入棱边受到磨损，并且进而明显提高控制盘44和控制头部的使用寿命。
图4示意性地示出具有压力炉1和示例性地沉入过滤池3中的过滤盘2的压力过滤器的布置方案。原则上自然也可使用鼓式过滤器。滤饼形成区域以管路14’与过滤物离析器25连接，其中，过滤物离析器25布置在比具有过滤池3的压力炉1明显更低的水平上，由此得到所谓的气压下降管。根据过滤器的安置和设计，高度差异(以及进而气压下降管的竖直长度)可以在6m至10m之间。除湿区域以管路15’同样与过滤物离析器25连接。根据本发明的排气区域以同样单独的管路41’与过滤物离析器连接。因此，所有溢出的空气在过滤物离析器25的上端部通过管路26例如被引导至自由空间。因为从现在开始，经降低压力的(压缩)空气从过滤元件和过滤物管中分离地排出，所以也可维持滤饼过滤物管路14’中的连续的过滤物流并且因此可维持额外的真空。由此，相对于至今的现有技术而言提高了滤饼形成区域中的有效的压力差，并且可得到大致5％-15％的产量提升。此外也可增大用于除湿区域的角度，这额外地导致大致1％-2％的干含量上升。
尤其通过如下认识，即，通过使处于过滤元件和过滤物管中的空气降低压力不仅可得到滤饼形成区域中的涡流，而且还可实现下降管中的非连续的过滤物流，并且从现在开始，单独的排气区域中的降压空气的分离排出，首次就可以使气压高度和无涡流的悬浮液用于改进尤其是矿物的固体-液体悬浮液的脱水。
本发明并不局限于示出的示例，而是尤其也可以应用在鼓式过滤器以及其他连续的压力过滤器中。

Claims (4)

1.一种用于在压力下连续过滤悬浮液的过滤器，所述过滤器具有压力容器(1)、布置在压力容器(1)中的能转动的过滤元件(2)，其中，过滤元件(2)针对每次转动运行一个过滤循环，其具有在液相和气相中的过滤区域，过滤器此外还具有过滤物通道(4’)以及用于借助控制盘(44)控制各过滤物区域的装置，其中，所述过滤物通道在所述过滤元件(2)与针对每个过滤区域的分开的过滤物出口(14、15)之间连接，所述控制盘(44)具有用于液相和气相的过滤物出口，其特征在于，在所述过滤循环的方向上看，在液相的过滤物出口之前设置有排气区域(46)。
2.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述分开的过滤物出口(14’、15’)与离析容器(25)连接，所述离析容器布置在较低的水平上。
3.根据权利要求2所述的过滤器，其特征在于，所述离析容器通过具有6m至10m的竖直长度的所谓的气压下降管(14’、15’)与所述过滤物出口连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的过滤器，其特征在于，所述排气区域(46)通过分开的管路(46’)与所述离析容器(25)连接。
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