DE10050733B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Entfeuchtung eines Filterkuchens - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Entfeuchtung eines gebildeten Filterkuchens mit einem Gehäuse (1) und einer darin angeordneten Filterfläche (2), wobei das Gehäuse (1) einen abgedichteten Druckraum (3) umschließt und mit einem unter Überdruck stehenden Arbeitsfluid (31) gefüllt ist, und mit einer Haube (4), welche zumindest einen Abschnitt der Filterfläche (2) übergreift und einen Arbeitsraum (5) umschließt, der ein gasförmiges Behandlungsfluid (32) enthält,
dadurch gekennzeichnet,
– dass die Haube (4) in mindestens drei Kammern (21) unterteilt ist, welche jeweils an den Filterkuchen (6) angrenzen,
– dass die Kammern (21) voneinander durch Trennelemente (22; 25) abgetrennt sind,
– dass die einzelnen Kammern (21) jeweils eigene Kammerarbeitsräume umschließen,
– dass eine einzelne Leitung (20) zur Zuführung des Behandlungsfluides in die Haube (4) vorgesehen ist, und
– dass die Leitung (20) in die Haube (4) in die Kammer (21) mündet, in welche der Filterkuchen bei Eintritt in die Haube (4)...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur mechanischen Entfeuchtung eines gebildeten Filterkuchens nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zur mechanischen Entfeuchtung eines auf einer Filterfläche gebildeten Filterkuchens nach dem Oberbegriff des Anspruches 18.
  • Eine gattungsgemäße Vorrichtung weist ein Gehäuse mit einer darin angeordneten Filterfläche auf, wobei das Gehäuse einen abgedichteten Druckraum umschließt und mit einem unter Überdruck stehenden Arbeitsfluid gefüllt ist. Weiterhin weist die Vorrichtung eine Haube auf, welche zumindest einen Abschnitt der Filterfläche übergreift und einen Arbeitsraum umschließt, der ein gasförmiges Behandlungsfluid enthält.
  • Bei einem gattungsgemäßen Verfahren wird der Filterkuchen in einer Haube mit einem dampfförmigen Behandlungsfluid beaufschlagt, dessen Druck und Temperatur derart eingestellt werden, dass das Behandlungsfluid beim Durchdringen des Filterkuchens aufgrund einer Druckdifferenz im Filterkuchen kondensiert.
  • Vorrichtungen und Verfahren dieser Art, die auf dem allgemeinen Prinzip der Filtration durch Anlegen eines Differenzdrucks beruhen, werden in der Verfahrenstechnik zur Feststoff-Flüssigkeits-Trennung eingesetzt und sind aus der DE 42 38 087 C2 bekannt.
  • Um eine gewünschte Entfeuchtung eines auf der Filterfläche abgesetzten Filterkuchens zu bewirken, ist es bekannt, den Filterkuchen mit einem Behandlungsfluid zu beaufschlagen. Allgemeines Ziel ist dabei, die Parameter des dampfförmigen Behandlungsfluids so einzustellen, dass das Behandlungsfluid im Filterkuchen kondensiert, wodurch eine Entfeuchtung, die auch mechanische Entfeuchtung genannt wird, erzielt wird.
  • Bei den bekannten Vorrichtungen und Verfahren werden Vermischungen des Behandlungsfluids mit einem Gas, insbesondere mit einem zur Bereitstellung des Differenzdrucks verwendeten Arbeitsfluid, beispielsweise Luft, angestrebt, die jedoch das Entfeuchtungsergebnis entscheidend beeinträchtigen.
  • Bei Vermischung des Behandlungsfluids mit einem Arbeitsfluid entsteht ein Gemisch, das schlechtere Entfeuchtungseigenschaften aufweist als das Behandlungsfluid alleine. Insbesondere wird bei der genannten Vermischung der Wärmeübergang vom Behandlungsfluid zum Filterkuchen deutlich gesenkt. Gewünscht ist ein hoher Wärmeübergang, damit der Filterkuchen schnell durch die freigesetzte Kondensationsenergie erhitzt wird und die flüssigkeitsgefüllten Poren durch die anstehende Druckdifferenz entleert werden. Dieser hohe Wärmeübergang kann sehr gut durch Einsatz von reinem Dampf erreicht werden. Nach einem raschen Erhitzen der ersten Berührungsflächen kann der Dampf aufgrund der Differenzdruckwirkung eine mechanische Porenentleerung bewerkstelligen, wobei eine gleichmäßige Porenentleerung durch das Entstehen einer Kondensatfront abläuft (Vermeidung von "fingering" durch das Nichtvorhandensein von Inertgas, wie z. B. Luft).
  • Weiterhin entsteht bei Vermischung des Behandlungsfluids mit einem Arbeitsfluid entsteht ein Gemisch, aus dem je nach thermodynamischem Zustand zumindest ein Teil des Behandlungsfluids frühzeitig kondensiert. Diese Kondensation erfolgt im Allgemeinen nicht an dem beabsichtigten Behandlungsort, sondern zielt vorzugsweise darauf ab, durch Einbringen von Kondensationsenergie die Viskosität der zu entfernenden Restfeuchteflüssigkeit abzusenken und auf diese Weise eine Reduzierung der mechanisch verdrängbaren Restfeuchteflüssigkeit zu erzielen.
  • Um solche Vermischungen des Behandlungsfluids mit dem Arbeitsfluid zu unterdrücken, wurde in der DE 42 38 087 C2 eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei welcher zur Beaufschlagung des Filterkuchens mit dem Behandlungsfluid eine den Filterkuchen zumindest teilweise übergreifende Haube vorgesehen ist. Durch diese Maßnahme können unerwünschte Verzögerungen des Wärmeübergangs und Fehlkondensationen deutlich reduziert und das Entfeuchtungsergebnis verbessert werden.
  • Insbesondere in der Umgebung der Öffnungen der Haube zum Druckraum sind jedoch weiterhin Vermischungen von Behandlungs- und Arbeitsfluid nicht ausgeschlossen.
  • Das Gemisch kondensiert bei der Beaufschlagung auf den Filterkuchen dann nicht vollständig an der Oberfläche des zunächst kalten Filterkuchens und im Filterkuchen an den Partikeloberflächen, Flüssigkeitsoberflächen und Porenwänden, da ein Teil des Behandlungsfluids im Arbeitsfluids gelöst bleibt. Weiterhin wird durch die Vermischung der Wärmeübergang im Vergleich zum reinen Behandlungsfluid deutlich gesenkt. Dadurch und durch die Druckdifferenz zwischen Außenumfangsfläche des Filterkuchens und der dem Fil ter zugewandten Filterkuchenfläche wird der Filterkuchen schon zu Beginn des Kontakts mit dem Gemisch untersättigt, d. h. die Poren werden teilweise entleert. Aufgrund dieser Untersättigung mit dem Gemisch ist der Wärmeübergang zwischen dem Gemisch und den Partikel-, Flüssigkeits- und Porenoberflächen des Filterkuchens im Vergleich zur Behandlung mit dem unvermischten Behandlungsfluid deutlich reduziert. Dies hat zur Folge, dass der Filterkuchen bei Behandlung mit einem mit dem Arbeitsfluid vermischten Behandlungsfluid bei gleichen Behandlungszeiten eine geringere Temperaturerhöhung aufweist als bei einer Behandlung mit dem unvermischten Behandlungsfluid.
  • Es stellt sich dann keine ebene Kondensationsfront ein und die groben Kapillaren im Filterkuchen werden bevorzugt entwässert, wodurch die Restfeuchte des behandelten Filterkuchens höher ist als diejenige Restfeuchte, die sich nach Ausbildung einer ebenen Kondensationsfront einstellt. Durch die ungleichmäßige Entfeuchtung werden nicht alle Filterkuchenbereiche gleichmäßig vom Behandlungsfluid-Arbeitsfluid-Gemisch erreicht.
  • Die Waschwirkung verschlechtert sich ebenfalls, da die Löslichkeit und die Stoffübergangsgeschwindigkeit vieler Stoffe mit abnehmender Temperatur sinken.
  • In der DE-PA F 15 760 IVc/12d wird ein kontinuierlich arbeitender Drehfilter mit einer im Gehäuse umlaufenden Drehtrommel beschrieben.
  • Aus der DE 12 19 905 ist eine Anordnung einer Filterfläche in einem als Druckerraum ausgebildeten druckdichten Gehäuse bekannt.
  • In der DE 29 47 329 ist auch eine Anordnung eines Filters in einem Druckraum beschrieben.
  • Aus der DE 11 77 572 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dampfbeschleierung von Kohlenschlämmen auf Vakuumtrommel- und Vakuumscheibenfiltern bekannt, bei dem der Filterkuchen mit Wasserdampf behandelt wird. Der Filterkuchen ist zum Zeitpunkt des Einwirkens der Dampfbeschleierung entwässert. Das erste Drittel des aus der Filtertrübe heraustretenden Teils des drehenden Filters liegt außerhalb des Einwirkungsbereiches der Dampfhaube. Die Wasserdampftemperatur ist so eingestellt, dass die Kondensation direkt über dem Filter erfolgt. Die Haube bildet einen Abstand von ca. 20 cm zum Filter.
  • Aus der DE 14 61 502 ist ein Verfahren zur Trocknung von Filterkuchen bekannt. In dieser Druckschrift ist eine starr angeordnete Haube erwähnt, die sich mit etwa 180° des Tischumfangs über einem Vakuumtellerfilter gegenüber der Aufgaberutsche befindet. Die Haube wird durch Dichtungsstreifen gegenüber dem Drehtisch abgedichtet. Die Enden der Haube können durch nachgiebige Vorhänge verschlossen werden.
  • Aus der US 34 32 936 A ist eine Vorrichtung zur Trocknung einer Papierfaserbahn bekannt, wobei zur Beaufschlagung mit Dampf eine Haube mit zwei Kammern eingesetzt wird. Jede Kammer weist eine eigene Dampfzuführung auf.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren der oben angegebenen Art zu schaffen, mit welchem eine besonders wirtschaftliche Beaufschlagung eines Filterkuchens mit einem Behandlungsfluid ermöglicht wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 18 gelöst.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen beansprucht.
  • Eine Vorrichtung der oben angegebenen Art ist erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, dass die Haube in mindestens zwei Kammern unterteilt ist, welche jeweils an den Filterkuchen angrenzen, dass die Kammern voneinander durch Trennelemente abgetrennt sind und dass die einzelnen Kammern jeweils eigene Kammerarbeitsräume umschließen, in welchen unterschiedliche Drücke einstellbar sind. Die unterschiedlichen Drücke sind, je nach gewählter Kammerabtrennung, mitunter gering, so dass der mittlere Kammerdruck nur geringfügig höher ist als im umgebenden Druckraum. Insbesondere soll durch die Gestaltung des Kammerarbeitsraumes sowie der zugehörigen Dichtungen ein konvektiver Austausch zwischen Behandlungsfluid und Arbeitsfluid behindert werden und gleichzeitig die Größe des Arbeitsbereiches des Behandlungsfluides veränderbar sein.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei der Filtration durch Gasdifferenzdruck bei kontinuierlichen Druck-, Vakuum- oder Druckvakuumfiltern unter Verwendung eines vorzugsweise dampfförmigen Behandlungsmediums, der Ort, die flächenhafte Ausdehnung und die Zeitdauer der Dampfbeaufschlagung das Entfeuchtungs- und Waschergebnis sowie durch die Temperaturerhöhung des Filterkuchens auch den Aufwand bei einer anschließenden Trocknung entscheidend beeinflussen.
  • Eine Kernidee der Erfindung kann darin gesehen werden, dass statt des nur einen im Stand der Technik vorgesehenen Behandlungsraums mehrere voneinander abgetrennte Behandlungs kammern vorgesehen sind. Hierdurch kann eine gleichmäßigere Behandlung des Filterkuchens mit dem dampfförmigen Behandlungsfluid erzielt werden. Weiterhin kann, je nach Bedarf, der Massenstrom an Behandlungsfluid verändert werden, d. h., dass je nach Aufnahmemenge bzw. Verbrauch des Behandlungsfluids im Filterkuchen mehr oder weniger Kammern mit Behandlungsfluid gefüllt werden.
  • Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht weiterhin darin, dass in den einzelnen Kammern die Parameter des Behandlungsfluids auf den momentanen Zustand des Filterkuchens in den jeweiligen Kammern eingestellt werden kann und dass dadurch auch Fehlkondensationen deutlich unterdrückt werden. Auf diese Weise wird der Durchtritt einer ebenen Kondensatfront durch den Filterkuchen und damit eine homogene Entfeuchtung des Filterkuchens erzielt.
  • Ein weiterer Vorteil ist, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung konstruktiv einfach und kostengünstig, insbesondere zusammen mit herkömmlichen Filteranlagen realisierbar ist. So kann es beispielsweise bevorzugt sein, dass die Filterfläche an einem Trommelfilter oder einem Scheibenfilter angeordnet ist. Weiterhin kann die Filterfläche im Betrieb kontinuierlich oder schrittweise bewegbar, insbesondere drehbar sein.
  • Um einen Gasaustausch zwischen den einzelnen Kammern zu unterdrücken, kann es vorteilhaft sein, wenn die Abtrennelemente im Betrieb vom Filterkuchen durch einen linienförmigen oder flächigen Spalt getrennt sind. Unter einem linienförmigen Spalt wird in diesem Zusammenhang ein relativ schmaler Spalt verstanden, wobei eine Spalthöhe senkrecht zur Oberfläche des Filterkuchens kleiner ist als eine Dicke des Abtrennelements. Hingegen ist bei einem flächigen Spalt die Dicke des Abtrennelements deutlich größer als dessen Abstand zum Filterkuchen.
  • Durch die Unterdrückung des Gasaustausches können in den einzelnen Kammern verschiedene Drücke, Zusammensetzungen und/oder Temperaturen des Behandlungsfluids eingestellt werden und auf diese Weise das Entfeuchtungsergebnis verbessert werden.
  • Es kann dabei insbesondere zweckmäßig sein, dass die Abtrennelemente am Filterkuchen im Betrieb schleifend anliegen, wodurch eine besonders effektive Unterdrückung des Gasaustausches zwischen den Kammern erzielt wird.
  • Weiterhin können die Abtrennelemente starr ausgebildet oder aus einem flexiblen Material gefertigt sein, wobei flexible Abtrennelemente zum schleifenden Anliegen besonders bevorzugt sein, etwa streifen- oder fadenförmige Vorhänge aus Elastomeren, Textilien etc.
  • Eine weitere vorteilhafte Gestaltung der Abdichtelemente ist einerseits die Unterstützung der Gleit- und Dichtfunktion durch einen über die Dichtelemente laufenden Wasserfilm und andererseits der gezielte Einsatz eines Flüssigkeitsvorhangs, insbesondere beim Haubeneintritt.
  • Eine Vermischung des Behandlungs- mit dem Arbeitsfluid kann weiterhin dadurch in vorteilhafter Weise unterdrückt werden, dass die Haube teilweise in die Suspension eintauchbar ist.
  • In diesem Zusammenhang ist außerdem besonders bevorzugt, dass der Druck des Behandlungsfluids in allen Kammern größer ist als der Druck des Arbeitsfluids. Es entsteht dann eine Strömung des Behandlungsfluids durch die Spalte in den ersten Arbeitsraum hinein. Da bei den hier in Frage kommenden Drücken schleichende Strömung vorliegt, ist eine Vermischung von Behandlungs- und Arbeitsfluid bei diesen Bedingungen praktisch ausgeschlossen.
  • Die Kammern können sich im Wesentlichen in einer Filterkuchenbewegungsrichtung und/oder im Wesentlichen quer zur Filterkuchenbewegungsrichtung erstrecken. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass mehrere Kammern hintereinander in der Filterkuchenbewegungsrichtung angeordnet sind. Bei dieser Anordnung ist es besonders bevorzugt, in den einzelnen Kammern jeweils unterschiedliche Drücke des Behandlungsfluids einzustellen. Zum Beispiel kann der Filterkuchen in aufeinanderfolgenden Kammern mit jeweils abnehmendem Druck mit dem Behandlungsfluid beaufschlagt werden.
  • Hierzu kann eine oder mehrere in eine der Kammern mündende Leitung zur Zuführung des Behandlungsfluids vorgesehen sein.
  • Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Kontaktfläche zum Filterkuchen in der ersten Kammer, in der das Behandlungsfluid zugeführt wird, kleiner ist als die für den Austausch zwischen Filterkuchen und Behandlungsfluid benötigte Austauschfläche. In diesem Fall wird das Behandlungsfluid in die nächste benachbarte Kammer strömen, somit besteht keine Gefahr, dass Arbeitsfluid aufgrund eines Druckabfalls in die erste Kammer einströmt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird eine oder mehrere Behandlungskammern mit einer Abführleitung versehen, über die durch Anlegen eines separat erzeugten Unterdruckes oder durch Ausnutzen von Konvektionsströmungseffekten ein gezielter Strömungsverlauf in der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingestellt werden kann, so dass sichergestellt werden kann, dass kein Arbeitsfluid die Reaktion des Behandlungsfluids in den vorgeschalteten Behandlungskammern beeinflusst.
  • Um eine abfallende Druckcharakteristik des Behandlungsfluids längs der Bewegungsrichtung des Filterkuchens zu erzielen, ist es zweckmäßig, wenn eine Zuführungsleitung in der Nähe des Eintritts des Filterkuchens in die Haube angeordnet ist.
  • Bei anfänglicher Einleitung des Behandlungsfluides in die Kammern werden vorzugsweise vor einer Kuchenbehandlung die Kammern mit dem Behandlungsfluid "gespült", um Restgas in den Kammern über das Filtermedium oder Entlüftungsventile zuverlässig zu entfernen. So wird sicher gestellt, dass die Kuchenbehandlung mit weitestgehend reinem Behandlungsfluid erfolgt.
  • Weiterhin kann auch eine Einrichtung zur Änderung eines Abstands der Haube zum Filterkuchen vorgesehen sein. Durch diese Maßnahme kann der Strömungsleitwert zwischen den ein zelnen Kammern und zwischen den Kammern und dem ersten, äußeren Druckraum variiert werden. Hierdurch wird ebenfalls eine Manipulierung des Drucks des Behandlungsfluids in den einzelnen Kammern ermöglicht.
  • Insbesondere kann ein Abstand der einzelnen Kammern zum Filterkuchen unabhängig voneinander einstellbar sein.
  • Zweckmäßig ist hierbei, wenn die Haube in sich beweglich ausgebildet und insbesondere aus einem flexiblen Material gefertigt ist.
  • Schließlich kann es auch von Vorteil sein, wenn zur Beaufschlagung des Filterkuchens mit dem Behandlungsfluid mehrere Hauben vorgesehen sind.
  • Bei einer konstruktiv einfachen Variante ist eine Kammer vorgesehen, deren Ausdehnung in Richtung senkrecht zur Oberfläche des Filterkuchens in der Größenordnung eines Spalts zwischen Haube und Filterkuchen liegt. Im stationären Betrieb stellt sich längs der Ausdehnung einer solchen Kammer in Umfangsrichtung aufgrund des geringen Strömungsleitwerts ein Druckgradient ein. Die Kammer entspricht somit in ihrer Wirkung einer Vielzahl von hintereinander angeordneten, durch Trennelemente getrennten Kammern grösserer Ausdehnung.
  • Eine weitere konstruktive Variante der Gestaltung des Arbeitsraumes ist die Einbringung von Formkörpern in den Strömungskanal. Diese Formkörper sollen einen konvektiven Austausch und eine Vermischung von Behandlungsfluid und Arbeitsfluid behindern. Solche Formkörper können beispielsweise biegsame Drähte sein, so dass dann eine Struktur wie bei Besen oder Bürsten entsteht. Eine andere Mög lichkeit ist die Verwendung von Vorhängen aus Geweben, Ketten oder flexiblen Bändern.
  • Verfahrensmäßig wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren nach Anspruch 19 gelöst.
  • Ein Verfahren der oben beschriebenen Art ist erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, dass der Filterkuchen in mehreren, voneinander durch Trennelemente abgetrennten Kammern mit dem Behandlungsfluid beaufschlagt wird und dass in den einzelnen Kammern unterschiedliche Drücke des Behandlungsfluids eingestellt werden.
  • Ein Kerngedanke dieses Verfahrens besteht darin, dass der Filterkuchen nicht mehr, wie bisher üblich, mit einem einheitlichen Druck des Behandlungsfluids beaufschlagt wird, sondern dass in einzelnen Behandlungskammern jeweils unterschiedliche Drücke des Behandlungsfluids eingestellt werden.
  • Der Druck des Behandlungsfluids kann dann in den einzelnen Kammern auf den momentanen Zustand (z. B. den Umwandlungsgrad) des Filterkuchens in dieser Kammer abgestimmt werden. Auf diese Weise können besonders gute Entfeuchtungsergebnisse erzielt werden.
  • Bei zweckmäßigen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Filterfläche während des Betriebs kontinuierlich oder schrittweise bewegt und insbesondere gedreht.
  • Insbesondere kann zur Durchführung des Verfahrens ein Trommelfilter oder ein Scheibenfilter verwendet werden.
  • Besonders einfach und kostengünstig gestaltet sich die Durchführung des Verfahrens, wenn als Arbeitsfluid Druckluft verwendet wird.
  • Das Behandlungsfluid kann in unmittelbarer Nähe eines Eintritts des Filterkuchens in die Haube über eine Zuführungsleitung in die Kammer eingeleitet werden. So lässt sich in besonders einfacher Weise eine von Kammer zu Kammer abfallende Druckcharakteristik erzielen.
  • Besonders vorteilhaft ist außerdem eine Verfahrensvariante, bei der der Druck des Behandlungsfluids in allen Kammern größer als der Druck des Arbeitsfluids gewählt wird. Auf diese Weise kann eine Vermischung des Behandlungsfluids mit dem Arbeitsfluid in den Behandlungskammern so gut wie ausgeschlossen werden, da aufgrund einer schleichenden Strömung des Behandlungsfluids von den Behandlungskammern in den benachbarten ersten Druckraum ein Übertritt des Arbeitsfluids in die Behandlungskammern praktisch ausgeschlossen ist.
  • Die Drücke des Behandlungsfluids in den Kammern können außerdem dadurch variiert werden, dass ein Abstand der Haube von dem Filterkuchen definiert eingestellt wird.
  • Schließlich können zur Behandlung des Filterkuchens auch mehrere Hauben verwendet werden.
  • Weitere Vorteile, Details und Eigenschaften der Erfindung werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben.
  • In diesen Zeichnungen zeigen:
  • 1: eine Querschnittsansicht durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Filtration und zur mechanischen Entfeuchtung eines gebildeten Filterkuchens;
  • 2: eine weitere Querschnittsansicht der Vorrichtung aus 1;
  • 3: eine Teilquerschnittsansicht der Vorrichtung aus 1;
  • 4: eine Teilquerschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 5: eine Teilquerschnittsansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
  • 6: eine Teilquerschnittsansicht eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Bei der in den 1 und 2 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Filtration und zur mechanischen Entfeuchtung eines Filterkuchens ist eine Filterfläche 2 innerhalb eines Gehäuses 1, welches einen Druckraum 3 vollständig umschließt, angeordnet. Der Druckraum 3 ist mit einem Arbeitsfluid 31, das beispielsweise Druckluft sein kann, angefüllt. Im Druckraum 3 befindet sich außerdem ein Suspensionstrog 9 mit einer zu filtrierenden Suspension 7. Die Filterfläche 2, die auf einem Trommelfilterelement angeordnet ist, taucht dabei teilweise in die Suspension 7 ein.
  • Durch eine Druckdifferenz zwischen einer Filtratseite 13 und einer Suspensionsseite 14 der Filterfläche 2 wird die Suspension 7 durch die Filterfläche 2 filtriert, wobei auf der Suspensionsseite 14 ein in den Figuren nicht dargestellter Filterkuchen gebildet wird. Der Trommelfilter wird im Betrieb kontinuierlich in einer durch einen Pfeil 12 angedeuteten Bewegungsrichtung gedreht.
  • Zur mechanischen Entfeuchtung wird der Filterkuchen unter einer Haube, die einen Arbeitsraum 5 umschließt, mit einem Behandlungsfluid 32, beispielsweise mit Wasserdampf, beaufschlagt.
  • Ein Austausch von Fluiden zwischen dem ersten Druckraum 3 und dem Arbeitsraum 5 wird in den Bereichen AB, BC und CD zwischen Haube und Stirnfläche des Trommelfilterelements durch Mehrfachlippen, einfache Spaltdichtungen, Labyrinthdichtungen, Bürstendichtungen oder einen Flüssigkeitsschleier weitestgehend verhindert. Eine weitere Abdichtungsvariante besteht darin, die Haube 4 so zu positionieren, dass sie teilweise in die Suspension 7 im Suspensionsbehälter 9 eintaucht.
  • Eine Abtrennung des Druckraum 5 vom Arbeitsraum 3 ist dadurch gegeben, dass die Haube 4 durch die Spalte 15, die linien- oder flächenförmig ausgebildet sein können, von der Außenumfangsfläche des Filterkuchens getrennt ist.
  • Die Haube ist erfindungsgemäß in mehrere, in den 1 und 2 schematisch dargestellte Kammern unterteilt. Zur Zuführung des Behandlungsfluids 32 in der gewünschten Zusammensetzung in den Arbeitsraum 5 ist eine Zuführungs leitung 20 im Bereich des Eintritts des Filterkuchens in die Haube 4 vorgesehen.
  • 3 zeigt die Haube 4 der Vorrichtung 10 aus den 1 und 2 in einer Detailansicht. Der Arbeitsraum 5 ist durch starre Trennelemente 22, die auch als flächige Einbauten bezeichnet werden können, in mehrere Kammern 21 unterteilt, wobei entweder ein Trennelement 22 vom Filterkuchen durch einen Spalt 23 getrennt ist oder ein Trennelement 22 den Filterkuchen an einer Berührungsstelle 24 berührt und im Betrieb schleifend anliegt. Durch die Aufteilung des Arbeitsraums 5 in mehrere Behandlungsräume oder Kammern 21 wird ein selbstständiger Austausch der Fluide zwischen den Kammern 21 weitestgehend vermieden. Die Einbauten oder Trennelemente 22 erstrecken sich im Wesentlichen quer zur durch den Pfeil 12 angedeuteten Filterkuchenbewegungsrichtung.
  • Durch die vorgegebenen Menge des Stroms an dampfförmigem Behandlungsfluid 32, das aufgrund eines höheren Druckes pZuleitung in der Zuführungsleitung 20 und eines niedrigeren Druckes p1 in der ersten Kammer 21 in diese erste Kammer 21 einströmt, wird sichergestellt, dass ein eventuell in dieser Kammer 21 vorhandenes und bei diesen Bedingungen nicht kondensierbares Gas aus der ersten Kammer 21 weitestgehend verdrängt wird. Der Druck des Behandlungsfluids 32 nimmt dabei zur jeweils nachfolgenden Kammer 21 ab. Ist der Mengenstrom des kondensierten oder dampfförmigen Behandlungsfluids 32, das der Filterkuchen in der ersten Kammer 21 aufnimmt kleiner als der zuströmende Mengenstrom an dampfförmigem Behandlungsfluid, so strömt aufgrund einer sich einstellenden geringen Druckdifferenz zwischen erster und zweiter Kammer 21 der nicht kondensierte und in den Filterkuchen eingedrungene Mengenstrom an dampf förmigem Behandlungsfluid durch einen Spalt 23 oder über die Berührstelle 24 in den benachbarten Behandlungsraum. Dies wiederholt sich so lange, bis entweder der in eine k-te Kammer 21 eintretende Mengenstrom an Behandlungsfluid 32 kleiner oder gleich dem Mengenstrom des kondensierten oder dampfförmigen Behandlungsfluids 32 ist, das der Filterkuchen in der k-ten Kammer 21 aufnimmt, und so der Druck pk in der k-ten Kammer 21 im Wesentlichen gleich oder kleiner als der Druck pk+1 der benachbarten, in Filterkuchenbewegungsrichtung liegenden Kammer 21 ist oder bis die Kammer 21 an der Filterkuchenaustrittsseite der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 erreicht ist und das vorzugsweise dampfförmige Behandlungsfluid 32 einen höheren oder im Wesentlichen gleichen Druck wie das Arbeitsfluid 31 im Druckraum 3 aufweist.
  • 4 zeigt in einer Teilquerschnittsansicht ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der sich an eine erste Kammer 21 eine zweite Kammer 26 anschließt, deren Ausdehnung 18 in Richtung senkrecht zur Oberfläche des Filterkuchens in der Größenordnung des Spalts 23 aus 3 liegt. Im stationären Betrieb stellt sich längs der Ausdehnung der Kammer 26 in Umfangsrichtung des Trommelfilters ein Druckgradient des Behandlungsfluids 32 ein, so dass die Kammer 26 in ihrer Wirkung vergleichbar ist mit einer Vielzahl von hintereinander angeordneten, durch Trennelemente getrennte Kammern 21.
  • Ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Teilquerschnittsansicht in 5 dargestellt, wobei dort insgesamt vier Kammern 21 des Arbeitsraums 5 durch flexible, streifen- oder fadenförmige Trenn elemente 25 voneinander abgetrennt sind. Die an der Haube 4 befestigten Trennelemente 25 liegen im Betrieb schleifend am Filterkuchen an, wodurch eine Dichtwirkung in der Art eines Rückschlagventils zwischen jeweils benachbarten Kammern 21 erzielt wird.
  • Zwischen dem Filterkuchen und den flexiblen Trennelementen 25, bei welchen es sich beispielsweise auch um Bürstendichtungen handeln kann, kann sich im Betrieb auch ein Flüssigkeitsschleier oder ein Flüssigkeitsfilm ausbilden, der eine zusätzliche Dichtwirkung entfaltet.
  • Bei der in 6 dargestellten Variante sind in der Haube 4 eine Vielzahl von biegsamen Elementen 27 vorgesehen, bei welchen es sich beispielsweise um biegsame Drähte handeln kann. Diese biegsamen Elemente 27 können an einem auf der Filterfläche 2 abgesetzten Filterkuchen anliegen oder dazu einen geringen Abstand aufweisen und dienen dazu, einen konvektiven Austausch und eine Vermischung des Behandlungsfluids mit dem Arbeitsfluid zu vermeiden.

Claims (23)

  1. Vorrichtung zur Entfeuchtung eines gebildeten Filterkuchens mit einem Gehäuse (1) und einer darin angeordneten Filterfläche (2), wobei das Gehäuse (1) einen abgedichteten Druckraum (3) umschließt und mit einem unter Überdruck stehenden Arbeitsfluid (31) gefüllt ist, und mit einer Haube (4), welche zumindest einen Abschnitt der Filterfläche (2) übergreift und einen Arbeitsraum (5) umschließt, der ein gasförmiges Behandlungsfluid (32) enthält, dadurch gekennzeichnet, – dass die Haube (4) in mindestens drei Kammern (21) unterteilt ist, welche jeweils an den Filterkuchen (6) angrenzen, – dass die Kammern (21) voneinander durch Trennelemente (22; 25) abgetrennt sind, – dass die einzelnen Kammern (21) jeweils eigene Kammerarbeitsräume umschließen, – dass eine einzelne Leitung (20) zur Zuführung des Behandlungsfluides in die Haube (4) vorgesehen ist, und – dass die Leitung (20) in die Haube (4) in die Kammer (21) mündet, in welche der Filterkuchen bei Eintritt in die Haube (4) gelangt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterfläche (2) an einem Drehfilter angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterfläche (2) im Betrieb kontinuierlich oder schrittweise bewegbar, insbesondere drehbar, ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (4) teilweise in die Suspension (7) eintauchbar ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennelemente (22; 25) im Betrieb vom Filterkuchen (6) durch einen linienförmigen oder flächigen Spalt (23) getrennt sind.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennelemente (22; 25) am Filterkuchen (6) im Betrieb schleifend anliegen.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennelemente (22; 25) mittels eines Flüssigkeitsfilms abdichtbar sind.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennelemente (22; 25) starr ausgebildet oder aus einem flexiblen Material gefertigt sind.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Behandlungsfluids (32) in mindestens einer Kammer (21) größer ist als der Druck des Arbeitsfluids (31).
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kammern (21) im Wesentlichen in einer Filterkuchenbewegungsrichtung (12) oder im Wesentlichen quer zur Filterkuchenbewegungsrichtung (12) erstrecken.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Zuführungsleitung (20) in der Nähe des Eintritts des Filterkuchens (6) in die Haube (4) angeordnet ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Änderung eines Abstands der Haube (4) zum Filterkuchen (6) vorgesehen ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand der einzelnen Kammern (21) zum Filterkuchen (6) unabhängig voneinander einstellbar ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (4) in sich beweglich ausgebildet ist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kammer (21) vorgesehen ist, deren Ausdehnung in Richtung senkrecht zur Oberfläche des Filterkuchens (6) in der Größenordnung eines Spalts (23) zwischen Haube (4) und Filterkuchen (6) liegt.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Kammern (21) mit Formkörpern ausgestattet sind, die eine konvektive Vermischung von Behandlungsfluid (32) und Arbeitsfluid (31) behindern.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Hauben (4) vorgesehen sind.
  18. Verfahren zur mechanischen Entfeuchtung eines auf einer Filterfläche (2) gebildeten Filterkuchens (6), bei dem der Filterkuchen (6) in einer Haube (4) mit einem dampfförmigen Behandlungsfluid (32) beaufschlagt wird, dessen Druck und Temperatur derart eingestellt werden, dass das Behandlungsfluid (32) im und/oder auf dem Filterkuchen (6) kondensiert, dadurch gekennzeichnet, – dass das Behandlungsfluid (32) einer Haube (4) zugeführt wird, welche in mindestens drei Kammern (21) unterteilt ist, welche jeweils an den Filterkuchen (6) angrenzen, wobei die Kammern (21) voneinander durch Trennelemente (22; 25) abgetrennt sind und die einzelnen Kammern (21) jeweils eigene Kammerarbeitsräume umschließen, und – dass das Behandlungsfluid in die Haube (4) über eine einzelne Leitung (20) zugeführt wird, welche in die Kammer (21) mündet, in welche der Filterkuchen bei Eintritt in die Haube (4) gelangt.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterfläche (2) während des Betriebs kontinuierlich oder schrittweise bewegt, insbesondere gedreht wird.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass als Arbeitsfluid (31) Druckluft verwendet wird.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsfluid (32) in unmittelbarer Nähe eines Eintritts des Filterkuchens (6) in die Haube (4) über die Zuführungsleitung (20) in die Kammern (21) eingeleitet wird.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Behandlungsfluids (32) in mehr als einer Kammer (21) größer als der Druck des Arbeitsfluids (32) gewählt wird.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Hauben (4) verwendet werden, welche in Filterkuchenbewegungsrichtung (12) nebeneinander liegen.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101985074A (zh) * 2010-11-19 2011-03-16 成都天保重型装备股份有限公司 真空转鼓过滤机的压辊装置
EP2520348A1 (de) * 2011-05-02 2012-11-07 Siemens Aktiengesellschaft Filtereinrichtung, Verfahren zu deren Betrieb sowie deren Verwendung

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1177572B (de) * 1963-05-16 1964-09-10 Harpener Bergbau Ag Verfahren und Vorrichtung zum Entwaessern von Kohlenschlaemmen
DE1219905B (de) * 1963-01-26 1966-06-30 Holstein & Kappert Maschf Druckfilter zur kontinuierlichen Filtration
DE1461502A1 (de) * 1964-04-09 1969-01-02 United States Steel Corp Verfahren zum Trocknen von Filterkuchen
US3432936A (en) * 1967-05-31 1969-03-18 Scott Paper Co Transpiration drying and embossing of wet paper webs
DE2947329A1 (de) * 1979-11-23 1981-05-27 Werner Prof. Dr. 6740 Landau Stahl Anordnung zur filtration
DE4238087C2 (de) * 1992-11-11 1994-09-29 Bokela Ing Gmbh Verfahren zur mechanischen Entfeuchtung eines Filterkuchens und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1219905B (de) * 1963-01-26 1966-06-30 Holstein & Kappert Maschf Druckfilter zur kontinuierlichen Filtration
DE1177572B (de) * 1963-05-16 1964-09-10 Harpener Bergbau Ag Verfahren und Vorrichtung zum Entwaessern von Kohlenschlaemmen
DE1461502A1 (de) * 1964-04-09 1969-01-02 United States Steel Corp Verfahren zum Trocknen von Filterkuchen
US3432936A (en) * 1967-05-31 1969-03-18 Scott Paper Co Transpiration drying and embossing of wet paper webs
DE2947329A1 (de) * 1979-11-23 1981-05-27 Werner Prof. Dr. 6740 Landau Stahl Anordnung zur filtration
DE4238087C2 (de) * 1992-11-11 1994-09-29 Bokela Ing Gmbh Verfahren zur mechanischen Entfeuchtung eines Filterkuchens und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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