DE1604982C - Verfahren zum Trocknen der Filterrückstände in einem Zentrifugalreinigungsfilter mit senkrechter Welle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen der Filterrückstände in einem Zentrifugalreinigungsfilter mit senkrechter Welle, die nach dem Filtern in diesem anfallen, bei dem diese im Filtergehäuse auf den tellerförmigen Filterelementen mittels Heißgasen getrocknet und von den Filterelementen abgeschleudert werden. '

Ein solches bekanntes Verfahren (schweizerische Patentschrift 353 339) wurde entwickelt, um besondere Trocknungseinrichtungen einzusparen und um die Arbeitszeit für das Trocknen zu verkürzen. Die Rückstände werden dabei auf den stillstehenden Filterelementen bis . zum Ende des Trocknungsvorgangs belassen. Die Trocknung erfolgt durch Beheizen der Filterelemente von innen her, Einblasen von Heißluft öder Heißgasen in das Filtergehäuse über die Filterkuchen hinweg, elektrische Beheizung des Gehäuseinneren oder andere gebräuchliche Einrichtungen. Je nach Beschaffenheit der· Filterkuchen, d.h. je nachdem, ob diese locker oder zäh oder schwer durchlässig, thixotrop od. dgl. sind, dauert der Trocknungsvorgang kurzer oder länger, immer aber eine verhältnismäßig lange Zeit, die dem Filter für den eigentlichen Filtervorgang verlorengeht. Vielfach war der erzielbare Trocknungseffekt so gering, • daß es einer Trocknung in getrennten nachgeschaltetcn Filtern noch bedurfte. Der an sich durch die Verlagerung des TrocknungsVorgangs in den Filtern erziel bare technische Vorteil ließ sich aus wirtschaftlichen Gründen nicht nutzen. Vielfach mußte aber wegen des Verhaltens der Filterrückstände beim Trocknen auf ein solches im Filtergehäuse ganz verzichtet werden. Der Grund dafür ist offenbar darin zu suchen, daß ■ das bekannte, eingangs genannte Trocknungsverfahren auf die Notwendigkeit der Trocknung und Filtration nicht ausreichend Rücksicht nahm, so daß eine wirtschaftliche Filtration und Trocknung nicht mehr möglich war.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beheben, um die technischen Vorteile der Kombination von Filtration und Trocknung in einem Zentrifugalreinigungsfilter erst voll zur Geltung kommen zu lassen, indem damit eine gleichmäßige und schnellere Trocknung erzielt wird als bisher.

Für das eingangs genannte Verfahren ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung die Filterrückstände bei langsamer Rotation der Filterelemente auf diesen vorgetrocknet und anschließend nach dem Abschleudern im unteren Teil des Filtergehäuses durch, z. B. tangential eingeführte, Heißgase aufgewirbelt und fertig getrocknet werden. Die Trocknung erfolgt also in zwei Stufen, wie es an sich bekannt ist. Die angegebene Verfahrensaufteilung ermöglicht nicht nur eine besonders vorteilhafte und einfache Konstruktion des Filters bzw.

ίο Filtergehäuses und seiner für das Trocknen vorzusehenden Einrichtungen, sondern überhaupt erst die wirtschaftliche und daher sinnvolle Trocknung der Filterrückstände im Filtergehäuse selbst, was ja bedeutet, daß während der Trocknung das Filter seinem eigentlichen Zweck, der Filtration, entzogen ist. Es ist überraschend, daß durch die angegebene Ausgestaltung des Trocknungsverfahrens im Filtergehäuse, in dem sich der Durchführung des Trocknungsverfahrens bisher teilweise grundsätzliche, in jedem Falle aber erhebliche Schwierigkeiten entgegengestellt haben, wirtschaftliche Ergebnisse erzielen lassen. Der Erfindung liegt nicht das Problem der Trocknung von Filterrückständen schlechthin zugrunde, denn dies läßt sich einwandfrei mit bekannten, beispielsweise mehrstufig arbeitenden Trocknern lösen, sondern um die Trocknung unter Berücksichtigung der Eigenheiten von Filterrückständen in dem speziellen Filtergehäuse eines Zentrifugalreinigungsfilters so durchzuführen, daß sie noch wirtschaftlich vertretbar ist und das Filtergerät nicht praktisch nur noch ein Trockner ist, weil die Zeit eines Arbeitsspiels praktisch nur noch durch den Trocknungsvorgang bestimmt ist. Das Ergebnis des Verfahrens nach der Erfindung ist deswegen überraschend, weil eine vollständige Trocknung der Filterrückstände mit einem Wasserentzug bis auf 0,5 % in vielen Fällen in nur etwa einem Fünftel der sonst üblicherweise benötigten Zeit erzielt wird.

Die beim Vortrocknungsvorgang angewendete Rotationsgeschwindigkeit der Filterelemente wird so klein gehalten, daß die Rückstände nicht abgeschleudert werden, sondern auf den Filterelementen liegenbleiben. Durch die langsame Rotation, welche beispielsweise nur wenige Umdrehungen pro Minute oder noch weniger betragen kann, erfolgt die Trocknung des Kuchens gleichmäßiger und schneller als bei Stillstand der Filterelemente. Hierdurch wird an Heizleistung gespart. Wenn dann die Rückstände teilweise getrockent sind, sich also in einem etwa halbtrockenen Zustand befinden, werden die Filterelemente in schnelle Rotation versetzt, so daß die Filterrückstände von den Filterelementen abgeschleudert werden. Grundsätzlich können die Filterrückstände dann auch auf andere bekannte Weise von den Filterelementen abgelöst werden.

Die abgeschleuderten Filterrückstände fallen in mehr oder weniger großen Stücken in den unteren Teil des Filters zur Fertigtrocknung. Das Fertigtrocknen unter Aufwirbeln mit z. B. tangential eingeführten Heißgasen wird der mittels eingebauter Heizeinrichtungen, wie Rohrschlangen, elektrischen Heizkörpern u. dgl., wegen ihrer höheren Intensität bei gleichzeitiger Schonung der Filterrückstände vorgezogen. Durch im Filter eingebaute Rühr- und Zerkleinerungseinrichtungen, die z. B. unten an der rotierenden Filterwelle befestigt sind, wird der Trocknungsvorgang beschleunigt, weil sie das Aufwirbeln fördern. Die Heißgase werden vorzugsweise

tangential zum Verwirbeln der Filterrückstände zugeführt. Die Filterelemente wirken als Trennwände zwischen den Heißgasen und eventuell mitgerissenem Filterrückstandstaub. Die Filterelemente können dabei entweder intermittierend oder dauernd in Rotation gehalten werden, so daß der abgeschiedene Rückstand immer wieder nach unten fällt. Beim Vortrocknen kann auch Vakuum an die Filterelemente angelegt werden.

Das Verfahren nach der Erfindung hat neben dem bekannten Vorteil des Wegfalls besonderer Fördermittel zwischen einem Zentrifugalreinigungsfilter und einem Trockner für die Filterrückstände — was nicht nur ein Zeitgewinn, sondern bei vielen empfindlichen Produkten eine entscheidende Qualitätsverbesserung mit sich bringt — den wichtigen Vorteil, daß gegenüber dem Bekannten eine gleichmäßigere und schnellere Trocknung erzielbar ist, wenn diese' nicht überhaupt erst ermöglicht ist. Es eignet sich besonders für schwer zu trocknende Substanzen wie anorganische und organische Pigmente und für fein kristallisierte Antibiotika, Vitamine und andere biologische sowie pharmazeutische Produkte. Oft ist bei derartigen Produkten eine schnelle Trocknung entscheidend und die bekannte aufwendige Vakuum-, Gefrier- und Schutzgastrocknung zu umgehen. Wird die Schutzgastrocknung auch im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens angewendet, so tritt eine Schutzgasersparnis gegenüber den bekannten Verfahren ein.

Beispiel 1

In einem Zentrifugalreinigungsfilter mit einer Filterfläche von 10 m² und untenliegendem konischen Gehäuseteil mit Auslaßstutzen wird eine organische Farbstoffpigment-Suspension vom Typ Hansa-Rot aus wäßriger Lösung filtriert. Die Filtration wird bei einer Dicke des. Kuchens der Filterrückstände von etwa 25 mm nach etwa 3 h abgebrochen, worauf mit Wasser so lange nachgewaschen wird, bis sämtliche Mutterlauge aus den Filterrückständen entfernt ist und das ablaufende Waschwasser frei von Metall-Ionen und von organischen Substanzen ist. Das Restvolumen wird aus dem Filter verdrängt und der horizontal auf den Filterelementen liegende Kuchen der Filterrückstände mit Druckluft etwa 15 min lang durchgeblasen.

Nach beendetem Durchblasen hat der Kuchen immer noch einen Wassergehalt von 50 bis 75°/o und ist sehr stark thixotrop. Der Kuchen weist in dieser Form zwar bereits Risse auf, ist aber noch schmierig und klebrig, so daß er durch Abschleudern nicht aus dem Filter ausgetragen werden kann, weil er an den Innenwänden des Filtergehäuses haften würde. Daher wird nun in Filtrationsrichtung mittels eines Hochdruckgebläses heiße Luft von ungefähr 110⁰C durch den Kuchen der Filtrationsrückstände gedrückt, und zwar mit einer Leistung von 50 bis 60 m^;l pro m-'/h. Hierbei vergrößern und vermehren sich die Risse im Filterkuchen, so daß dieser beginnt, sich in größeren und kleineren Stücken von den Filterelementen zu lösen, aber immer noch auf diesen liegenbleibt. Nach 2 bis 3 h Behandlung strömt jedoch der größte Teil der Heißluft nicht mehr durch den Filterkuchen selbst, sondern durch die Risse, also an letzterem vorbei. Nach diesen 2 bis 3 h hat der Kuchen noch einen Wassergehalt von 40 bis 50 °/o. Er ist nun so weit krümelig, daß er durch Rotation von den Filterelementen abgeschleudert werden kann. Die Ausnutzung der Heißluft ist von diesem Moment an bei einem weiteren Durchblasen in Filtrationsrichtung sehr schlecht. Deshalb wird nach Abschleudern die Trocknung im Unterteil des Filtergehäuses, in dem meist noch Vorrichtungen eingebaut sind, welche die herunterfallenden Filterrückstandsstücke

ίο in kleine Stücke zerkleinern, fortgesetzt. Hier wird Heißluft tangential eingeführt. Letztere wirbelt die zerkleinerten Filterrückstände um. Für das Fertigtrocknen der Filterrückstände von 40 °/o am Ende des ersten Trocknungsvorgangs auf den Filterelementen auf 1 °/o Endwassergehalt werden nur etwa 2 h benötigt. Beim Trocken auf den Filterflächen auf den gleichen Vorgang wäre eine Fertigtrocknungszeit von wenigstens 5 bis 6 h erforderlich. Am Ende des Trocknungsvorgangs können .die Filterrückstände in Form eines feinen Pulvers ausgetragen werden. Auch beim Fertigtrocknen wirken die Filterelemente als Staubfilter, weil auch dabei die Heißgase durch diese gedrückt werden. Das Filter ist beim erfindungsgemäßen Trocknungsvorgang nur in wirtschaftlich vertretbaren Grenzen blockiert.

Beispiel 2

Mit dem Zentrifugalreinigungsfilter gemäß Beispiel 1 wird zur Raffination eines Speiseöls mit 1 %> Bleicherde filtriert. Nach 2 bis 3 h hat sich auf den Filterelementen ein Bleicherdekuchen von ungefähr 22 mm Schichtdicke angereichert. Das im Filter noch vorhandene Speiseöl wird entleert und der Bleicherdekuchen kurz mit Druckluft durchgeblasen, worauf dieser einen ölgehalt von 35 bis 40% hat. Nun wird das Filtergehäuse mit einem Lösungsmittel, beispielsweise Hexan, gefüllt und die. Filterrückstände durch Zirkulation mit diesem Lösungsmittel extrahiert, was 20 bis 30 min in Anspruch nimmt und dann das überschüssige Hexan aus dem Filter ausgetragen. Auf den Filterflächen befinden sich hexanhaltige Bleicherderückstände mit einem Hexangehalt von 25 bis 30 °/o. Diese werden anschließend mit Stickstoff eine kurze Zeit auf den Filterelementen vorgetrocknet,

d. h. ausgeblasen, wobei nach etwa 10 min der Hexangehalt immer noch" einige Prozent im Filterkuchen beträgt. Eine Fertigtrocknung auf den Filterflächen selbst würde die relativ lange Zeit von 2 bis 3 h in Anspruch nehmen. Infolge der Verwendung von Stickstoff wäre diese Art der Trocknung sehr kostspielig. Luft läßt sich wegen der Explosionsgefahr nicht verwenden.

Im zweiten Arbeitsgang werden die Filterrückstände in vorgetrockneter, jedoch noch hexanfeuchter Form von den Filterelementen abgeschleudert und gelangen in den unteren Teil des Filtergehäuses. Auf seinem Weg nach unten werden sie durch Stäbe und Brechvorrichtungen zerkleinert, so daß sie sich in relativ pulvriger Form im unteren konischen Teil des Gehäuses ansammeln. In den unteren Teil des Filtergehäuses werden tangential Stickstoffströme eingeführt, wodurch sie aufgewirbelt und in etwa 15 min auf einen Hexangehalt von woniger als 1 ⁰O fertiggetrockent werden. Die Bleicherde kann nun gefahrlos dem Filtergehäuse entnommen werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Trocknen der Filterrückstände in einem Zentrifugalreinigungsfilter mit senkrechter Welle, die nach dem Filtern in diesem anfallen, bei dem diese im Filtergehäuse auf den tellerförmigen Filterelementen mittels Heißgasen getrocknet und von den Filterelementen abgeschleudert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterrückstände bei langsamer Rotation der Filterelemente auf diesen vorgetrocknet und anschließend nach dem Abschleudern im unteren Teil des Filtergehäuses durch z. B. tangential eingeführte Heißgase aufgewirbelt und fertiggetrocknet werden.