DE1155093B

DE1155093B - Filter

Info

Publication number: DE1155093B
Application number: DEB58483A
Authority: DE
Inventors: Eugen Jung
Original assignee: Beteiligungs und Patentverwaltungs GmbH
Current assignee: Beteiligungs und Patentverwaltungs GmbH
Priority date: 1960-07-05
Filing date: 1960-07-05
Publication date: 1963-10-03

Description

Filter Filter zur Reinigung von Flüssigkeiten und Gasen insbesondere Wasser, mittels eines in einem Kessels angeordneten Bettes aus verflüssigbarem Filterhilfsmaterial mit großer wirksamer Oberfläche sind bereits in den verschiedensten Formen bekannt. Da das Material des Filterbettes meist entweder aus scharfkantig gebrochenen Körnern oder aus porösen Körnern besteht, nimmt es ein verhältnismäßig großes Volumen ein. Diese Tatsache bringt die Schwierigkeit mit sich, daß das Material des Filterbettes, wenn es mit ausgefilterten Verunreinigungen beladen ist und aus dem Kessel entfernt werden muß, immer noch ein verhältnismäßig großes Volumen einnimmt, was insbesondere dann störend ist, wenn die Verunreinigungen radioaktiv strahlende Substanzen sind.
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Nachteile und besteht bei einem Filter der eingangs genannten Art darin, daß das Filterbett aus einem Material besteht mit einem Schmelzpunkt, der erheblich über der maximal zulässigen Betriebstemperatur und erheblich unter der Temperatur, bei der der Kessel beschädigt wird, liegt, und daß an oder in dem Kessel eine Beheizungsvorrichtung zum Verflüssigen des Materials des Filterbettes nach Aufnahme von ausgefilterten Verunreinigungen und unterhalb des Filterbettes in dem Kessel eine Auslaßöffnung für das verflüssigte Material des Filterbettes vorgesehen sind.
Bei der Verflüssigung des Materials des Filterbettes mit den aufgenommenen ausgefilterten Verunreinigungen wird dieses auf sein minimales Volumen reduziert und kann in dieser Form verhältnismäßig leicht entfernt und erforderlichenfalls unschädlich gemacht werden. Dabei ist es an sich gleichgültig, ob die Reinigung der Flüssigkeiten oder Gase in dem Filter auf mechanischem, chemischem oder elektrostatischem Wege erfolgt. Außer dem Filterbett, dessen Material durch Verflüssigung entfernt werden kann, kann der Kessel außerdem auch noch weitere Filterbetten enthalten, die jedoch zweckmäßigerweise so anzuordnen sind, daß das verflüssigte Material des einen Filterbettes nicht durch ein anderes Filterbett durchtreten muß, bevor es dem Kessel entnommen werden kann. Das zu reinigende Gas oder die zu reinigende Flüssigkeit kann durch den Kessel entweder von oben nach unten oder von unten nach oben durchtreten.
Vorteilhafterweise liegt der Schmelzpunkt des verflüssigten Materials des Filterbettes zwischen 50 und 5000 C.
Die Beheizungsvorrichtung zum Verflüssigen des Materials des Filterbettes kann zweckmäßigerweise entweder als den Kessel umgebende Induktionsspule ausgebildet sein oder aus einem Satz von oberhalb und/oder unterhalb des Filterbettes auf dieses gerichteten Brennern bestehen.
Um das Entfernen des verflüssigten Materials des Filterbettes aus dem Kessel zu erleichtern, ist es vorteilhaft, in dem Kessel einen Stützrost für das Filterbett vorzusehen, unter dem sich ein Sammelraum für gereinigtes Gas bzw. gereinigte Flüssigkeit oder ein Zuführraum für zu reinigendes Gas bzw. zu reinigende Flüssigkeit befindet.
Das zu verflüssigende Material des Filterbettes kann beispielsweise Hartpech oder Bitumen sein.
Wenn nur verhältnismäßig niedrige Temperaturen beim Betrieb des Filters in Betracht kommen, kann als Material auch Wachs oder Stearin verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist die Anwendung von Kunstharzen, insbesondere Polystyrol, als zu verflüssigendes Material des Filterbettes.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Filters gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar in einem vertikalen Schnitt, wobei in der rechten Hälfte und in der linken Hälfte Teile verschiedenartiger Beheizungsvorrichtungen gezeigt sind.
Der Kessel besteht aus einem oberen Teil 1, einem mittleren Teil 2, in dem sich das Filterbett 3, dessen Material verflüssigt wird, befindet, und einem unteren Teil 4. Die drei Teile 1, 2 und 4 des Kessels sind lösbar und unter Zwischenschaltung von Dichtungen 5, die eine geringe Wärmeleitfähigkeit haben sollen, miteinander verbunden.
An dem oberen Teil 1 des Kessels ist ein Rohr 6 ängeschlossen, das entweder als Zuführleitung für zu reinigendes Gas bzw. zu reinigende Flüssigkeit oder als Abführleitung für gereinigtes Gas bzw. gereinigte Flüssigkeit dient, je nachdem ob das Filter aufwärts oder abwärts von dem zu reinigenden Medium durchströmt wird. In dem oberen Teil 1 des Kessels befindet sich ferner auf einem Rost 7 ein weiteres Filterbett 8, das entweder als Vorreiniger oder als Nachreiniger für das zu reinigende Medium dient.
An dem unteren Teil 4 des Kessels ist ein Rohr 9 angeschlossen, das zum Abziehen des verflüssigten Materials des Filterbettes 3 dient. Ferner ist an dem unteren Teil 4 des Kessels ein weiteres Rohr 10 angeschlossen, das entweder als Zuführleitung für zu reinigendes Medium oder als Abführleitung für gereinigtes Medium dient.
Am unteren Ende des mittleren Teiles 2 des Kessels befindet sich der Stützrost 11, auf dem das Filterbett 3 aus zu verflüssigendem Material ruht.
Im rechten Teil der Zeichnung ist als Beheizungsvorrichtung ein Teil einer den mittleren Teil 2 des Kessels umgebenden Induktionsspule 12 dargestellt.
Im linken Teil der Zeichnung ist als Beheizungsvorrichtung ein Teil eines Satzes auf das Filterbett 3 gerichteter Brenner 13, 14 und 15 dargestellt. Die Brenner 13, 14 und 15 sind über den Umfang des Kessels verteilt, so daß ein einigermaßen gleichmäßiges und genügendes Erwärmen des Filterbettes 3 möglich ist. Während die Brenner 13 von oben und die Brenner 15 von unten unmittelbar auf das Filterbett 3 einwirken, sind die Brenner 14 außerhalb des mittleren Teiles 2 des Kessels angeordnet und wirken nur mittelbar durch den mittleren Teil 2 des Kessels hindurch auf das Filterbett 3 ein. Die Brenner 13, 14 und 15 werden von einer Hauptleitung 16 mit brennbarem Gas versorgt.
Der Filterkessel besteht im folgenden Ausführungsbeispiel aus einem kreiszylindrischen Stahlrohr mit vertikaler Achse von 400 mm Durchmesser und 800 mm Länge. An beiden Enden sind konische Anschlußstücke vorgesehen. An der Innenseite sind fünf schmale kreisringförmige Auflageflächen für Stütz- und Abdeckroste für das Filterbett vorgesehen, und zwar am oberen und unteren Ende des kreiszylindrischen Teiles und dazwischen in Abständen von je etwa 200 mm. Der zylindrische Teil und der untere konische Teil sind außen mit einem elektrischen Widerstand in Form einer Heizspirale versehen. Außen ist der Kessel mit dem Widerstand noch von einem Isoliermantel umgeben. Am oberen Ende des oberen konischen Ansatzes befindet sich die Zuführöffnung für das zu reinigende Medium und am unteren Ende des unteren konischen Ansatzes die Austrittsöffnung für das gereinigte Medium.
Durch diese untere Öffnung läuft außerdem nach der Erwännung das aufgeschmolzene Material des Filterbettes aus.
Das Filterbett besteht aus Polystyrolflocken mit einer Korngröße von 3 bis 10 mm und einem Schüttgewicht von 15 bis 20 kg/m3. Die Erweichungstemperatur dieses Materials liegt bei etwa 920 C und die Schmelztemperatur bei etwa 150cd. In einge- schmolzenem, dichtem Zustand hat das Material ein spezifisches Gewicht von etwa 0,7 kg/dm:3 Das Gesamtgewicht der Füllung des Kessels, die den ganzen zylindrischen Teil einnimmt, beträgt etwa 1,5 kg. Für die Erwärmung und das Aufschmelzen von Polystyrol von 0 auf 1500 C sind etwa 57 kcallkg, für die gesamte Füllung des Kessels also etwa 86 kcal erforderlich. Diese Wärmemenge entspricht etwa 0,1 kWh.
Der elektrische Widerstand ist zweckmäßig mit einer Leistungsaufnahme von 2 kW ausgelegt. Bei einer derartigen Heizleistung gelingt es auch unter ungünstigen Verhältnissen, insbesondere geringer Anfangstemperatur und ungünstigen Wärmeleitverhältnissen im Inneren des Kessels, das mit den ausgefilterten Verunreinigungen beladene Filterbett einschließlich der Stütz- und Abdeckroste und der Trägerschichten in einer Zeit von weniger als einer Stunde völlig aufzuschmelzen und in flüssigem Zustand durch die untere Öffnung am Filterkessel abzuziehen. Das ausgeschmolzene Material nimmt nach der Wiederverfestigung ein Volumen von etwa 2,2 dm3, ein.
Der vorstehend beschriebene Filter ist sowohl für Wasser als auch für Luft geeignet.
Für die Gegenstände der Unteransprüche wird nur im Zusammenhang mit dem Hauptanspruch Schutz begehrt.
PATENTANspR0cHE: 1. Filter zur Reinigung von Flüssigkeiten und Gasen, insbesondere Wasser, mittels eines in einem Kessel angeordneten Bettes aus verflüssigbarem Filterhilfsmaterial mit großer wirksamer Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterbett (3) aus einem Material besteht mit einem Schmelzpunkt, der erheblich über der maximal zulässigen Betriebstemperatur und ererheblich unter der Temperatur, bei der der Kessel (1, 2, 4) beschädigt wird, liegt, und daß an oder in dem Kessel (1, 2, 4) eine Beheizungsvorrichtung (12, 13, 14, 15) zum Verflüssigen des Materials des Filterbettes (3) nach Aufnahme von ausgefilterten Verunreinigungen und unterhalb des Filterbettes (3) in dem Kessel (1, 2, 4) eine Auslaßöffnung (9) für das verflüssigte Material des Filterbettes (3) vorgesehen sind.

Claims

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzpunkt des Materials des Filterbettes (3) zwischen 50 und 5000 C liegt.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizungsvorrichtung als den Kessel umgebende Induktionsspule (12) ausgebildet ist.

4. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizungsvorrichtung aus einem Satz von oberhalb und/oder unterhalb des Filterbettes (3) auf dieses gerichteten Brennern (13, 14, 15) besteht.

5. Filter nach Anspruch 1., 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kessel (1, 2, 4) ein Stützrost (11) für das Filterbett (3) vorgesehen ist, unter dem sich ein Sammelraum für gereinigtes Gas bzw. gereinigte Flüssigkeit oder ein Zuführraum für zu reinigendes Gas bzw. zu reinigende Flüssigkeit befindet.

6. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Filterbettes (3) Hartpech oder Bitumen ist.

7. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Filterbettes (3) Wachs oder Stearin ist.

8. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Filterbettes (3) ein Kunstharz, insbesondere Polystyrol, ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 962 696, 969 876; deutsche Auslegeschrift Nr. 1 004592.