DE1786274C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Verringern des Feuchtigkeitsgehaltes von Filterkuchen - Google Patents

Description

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ein derart niedriger Feuchtigkeitsgehalt durch Zusammenpressen der Filterkuchen erreicht werden, so sind sehr hohe Drücke von 30 bis 50 kg/cm^ä erforderlich, wodurch aber die Vorteile des Zusammenpressens, das gegenüber dem thermischen Trocknen sehr wirtschaftlich ist, erheblich verringert werden. Vorrichtungen, die auf Drücke von höchstens 10 bis 15 kg/cm^s bemessen sind, sind für die erwähnten hohen Drücke von 30 bis 50 kg/cm² offensichtlich up-

Filterkuchen 53 einwirken. Die kontinuierliche Linie 54 in Fig. 1 6 zeigt die Wand einer elastischen Kammer, z.B. eines Rohres in unbelastetem Zustand, während gestrichelte Linien 55 die Wand in emer durch inneren Druck verformten Betriebslage darstellen. .

In Fig.2 bis 5 ist mit Bezugszeichen 1 und 2 ein Filterrahmen bzw. eine Filterplatte bezeichnet. Die erfindungsgemäße Filterpresse ist in εη sich bekann-

,,, . r-:i» i:_j« j;„„r Art aufofthaut.

geeignet. Demgegenüber gestattet die Erfindung den io ter Weise aus Filtergliedern dieser Art aulgeoau Feuchtiekeitsfe-balt von Filterkuchen mittels norma- wobei die Filterglieder an einem herkömmlichen und

■ " deshalb nicht dargestellten Ständer beweglich an

geordnet sind. Es sind auch an sich bekannte Mittel

zum gegenseitigen Bewegen und Zusammenpressen

ler Filterpressen weiter zu verringern, wobei diese Filterpressen lediglich für Drücke von 10 bis 15 kg/

cm^s ausgelegt sind. Hierzu ist es lediglich erforder- _o._{a o}

Hch, die Arbeitsflächen der Wände der elastischen 15 der Filterrahmen 1 und der Filterplatten 2 vorgese Kammern gekrümmt auszubilden. hen, die ebenfalls nicht dargestellt sind.

Es ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren mittels beliebiger Filterpressen bzw. mittels Vorrichtungen durchgeführt werden kann, die unter

Fig. 2 und 3 zeigen ein Ausfuhrungsbeispiel, pei welchem die elastische Kammer aus einem spiralförmie angeordneten Rohr 3 besteht, das im Filterrah-

einem Druck arbeiten. Es kann auch mittels her- 20 menl zwischen Befestigungslaschen 6 eingespannt kömmlicher Filtervorrichtungen durchgeführt wer- ist. Das eine Ende des spiralförmigen Rohres s lsi den, wenn diese mit einer elastischen Kammer gemäß
der Erfindung z. B. in der Art einer der nachfolgend
beschriebenen Ausführungsbeispiele ergänzt werden.
Auf diese Weise ermöglicht die Erfindung wesentlich »5
geringere Feuchtigkeitsgehalte, ohne daß hierzu erhöhte Drücke erforderlich wären, für die bestehende
Filterpressen nicht bemessen sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an -,--_σ ,

Hand der Zeichnung erläutert, die verschiedene Au> 30 terplatten 2 gehaltert werden. Das z. B. aus Uummi führungsbeispiele der Erfindung darstellen. hergestellte spiralförmige Rohr 3 liegt dann m der

F i g. 1 b zeigt die Kraftverteilung bei Zusammen- Filterkammer 4.

pressen der Filterkuchen in einer erfindungsgemäßen Die dargestellte beispielsweise Ausfuhrungstorm

Filterpresse; der erfindungsgemäßen Vorrichtung arbeitet wie

Fig.2 zeigt Längsschnitte einer Einzelheit eines 35 folgt:

jsführunEsbeispiels in verschiedenen Betriebsla- Eine zu filtrierende Suspension wird über Kanäle /

mit einem Verbindungsrohr 13 versehen, während sein anderes Ende durch einen Propfen oder Zapfen 14 abgeschlossen ist.

Die Filterrahmen 1 sind von den Filterplatten 2 von beiden Seiten umschlossen und bilden mit ihnen Filter- oder Kuchenräume 4. Diese sind an ihren beiden Seiten durch Filtermittel, z.B. durch Filtertücher 5, begrenzt, wobei die Filtertücher durch die FiI-

und 8 mittels einer nicht dargestellten Pumpe der Filterkammer 4 zugeführt. Der durch die Filtertücher 5 hindurchfiießende Bestandteil der Suspension wird als Filtrat über einen Sammelkanal 11 abgeführt und aus der Filterpresse entladen.

In linksseitigen Filterrahmen ist das spiralförmige Rohr 3 in seiner Ruhelage A dargestellt. Bei Zuführung der zu filtrierenden Suspension wird das spiral-

Ausführungsbeispiels
gen A bis D;

Fig. 3 ist eine Seitenansicht zur Fig. 2;
F i g. 4 ist eine Seitenansicht einer Einzelheit eines anderen Ausführungsbeispiels;

F i g. 5 zeigt Längsschnitte eines weiteren Ausführungsbeispiels in zwei verschiedene Betriebslagen B und C;

Fig.6 stellt einen Längsschnitt eines weiteren _o—

Ausführungsbeispiels in drei verschiedenen Betriebs- 45 förmige Rohr 3 durch den Speisedruck der Suspenlagen A, C und D dar; sion zusammengepreßt (BetriebslageB). Wahrend

des Filtrierens wird die Filterkammer 4 allmählich mit feuchtem Filtermaterial 12 gefüllt, dessen Struktur noch lose ist. Nach Aufhören der Zuführung der Suspension wird das spiralförmige Rohr 3 über das Verbindungsrohr 13 an eine nichi dargestellte Druckquelle angeschlossen. Nun gelangt eine Druckflüssigkeit, z. B. komprimierte Luft, in das Innere 21

^ „ _w _, „.. des spiralförmigen Rohres 3, das allmählich expan-

seiner der Membrane 50 gegenüberliegenden Seite 55 diert, wobei es einen Druck auf den Filterkuchen 12 durch ein Filtertuch 51 begrenzt ist. Während des ausübt. Die auf den Filterkuchen 12 einwirkenden Filterns wird der Filterkuchen 53 in einer einzigen Preßkräfte sind in verschiedenen Richtungen wirk-Richtung 52 verformt. Infolge des Zusammenpres- sam und weisen verschiedene Größen auf. Dies rurt sens wird die Größe der Poren im Filterkuchen all- eine gegenseitige Verlegung und eine Neuonentiemählich verringert, wodurch der Feuchtigkeitsgehalt 60 rung der Teilchen im Kuchenmaterial hervor, so dalJ des Filterkuchens 53 zum Teil aus den Poren ver- bereits geschlossene Kapillaren wieder geöffnet und drängt wird und abnimmt, obwohl die Verringerung ihr Volumen verringert wird, wie dies im Zusammenpraktisch nicht über eine Grenze fortgeführt werden hang mit F i g. 1 b bereits beschrieben worden ist. kann, die vom Preßdruck abhängt. Das Zusammenpressen der Filterkuchen 12 wird

F i g. 1 b zeigt dagegen das Wesen des erfindungs- 65 zweckmäßig so lange fortgesetzt, bis kein1 Filtrat gemäßen Zusammenpressen der Filterkuchen. Wie mehr entweicht. Nachher wird das spiralförmig ersichtlich, wird der Druck durch Kräfte 56 hervor- Rohr über das Verbindungsrohr 13 abgeblasen una gerufen, die in verschiedenen Richtungen auf den entlastet, wobei die Filterplatten 2 und Filterran-

F i g. 7 und 8 zeigen je eine Einzelheit von weiteren Ausführungsbeispielen im Schnitt;

F i g. 9 zeigt eine beispielsweise Einzelheit der Ausführungsform gemäß F i g. 8.

In Fig. 1 a ist mit Bezugszeichen 50 eir-e Membrane bezeichnet, die bestimmt ist, einen Druck in der Richtung 52 einer Druckkraft zu übermitteln. Der Druck wirkt auf einen Filterkuchen 53, der an

5 ^J 6

men 1 einzeln oder gruppenweise gegenseitig entfernt 27, 28 ersetzt werden könnte. In der Betriebslage A

werden, wie dies an sich bekannt ist. Die Filterku- ist das spiralförmige Rohr 3 unbelastet. Betriebsla-

cheii 12, die in der Regel in den Filterrahmen 1 haf- ge C stellt die Filterkuchen 35 in ihrem zusammenge-

tenbleiben, können von derart durch erneute Zufüh- preßten Zustand dar. In Betriebslage D werden die

rung eines Überdruckes in das spiralförmige Rohr 3 5 Filterkuchen 35 entladen.

entfernt werden, da dann das Rohr 3 weiter expan- Bei herkömmlichen Kammerfilterpressen ist eine

diert und die Filterkuchen 12 aus den Filterrahmen 1 Mechanisierung und Automatisierung der Entfer-

bzw. aus der Filterpresse herausstößt (Betriebsla- nung der Filterkuchen nur umständlich möglich,

ge D). Demgegenüber gestattet die Vorrichtung gemäß der

Bei rechteckigen Filterrahmen 17, wie sie in io Erfindung die Filterkuchen sehr einfach zu entfernen Fi g. 4 dargestellt sind, wird ein elastisches Rohr 18 und eine Handhabung zu vermeiden. Die an den dem nicht in Spiralform, sondern zweckmäßig entlang spiralförmigen Rohr 3 zugekehrten Seiten der Filtereiner Meanderlinie angeordnet. Es ist durch Laschen kuchen 35 gebildeten Vorsprünge 36 halten die FiI-19 abgestützt, deren konkave Enden mit dem Rohr terkuchen in den Filterrahmen zurück, wo sie selbst eingreifen. Auf diese Weise ist das Rohr 18 in seiner 15 dann an der Rohroberfläche anhaften, wenn die FiI-Lage zuverlässig gehaltert und gegen Herausfallen terplatten bereits auseinandergezogen worden sind, beim Entfernen der Filterkuchen gesichert. Wenn aber im Rohr 3 selbst nur ein geringer Uber-

F i g. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das von je- druck entfaltet wird, fallen die Filterkuchen leicht

nem gemäß F i g. 2 darin abweicht, daß die elastische aus den Rahmen zu einer Entladestelle.

Kammer durch ein Paar von nebeneinander angeord- ao Das elastische Rohr3 bzw. 18 gemäß Fig. 2,3

neten Membranen 27 und 28 gebildet ist, die z. B. und 6 bzw. 4 oder die elastische Kammer 27, 28 ge-

aus Gummi oder aus einem Kunststoff bestehen und maß Fi g. 5 kann mit Filtermitteln, z. B. mit Filtcrtü-

z. B. durch Vulkanisieren gemäß einem vorbestimm- ehern, versehen werden und dadurch die Filterfläche

ten Muster entlang ihrer Ränder 22 und an Stellen vergrößern. In diesem Fall nimmt am Filterprozeß

23 ihrer Oberflächen miteinander verbunden sind. 25 auch das Rohr 3 oder die Kammer 27, 28 teil, wobei

Um JIe Lage der elastischen Kammer 27, 28 zu si- ihre Filterflächen zur Verringerung der Zeitdauer des

ehern, sind am Umfang Streben 24, z. B. Ringe oder Zusammenpressens beitragen.

Rahmen, vorgesehen. Die Streben 24 sind entlang ih- Die F i g. 7 bis 9 zeigen eine derartige Anordnung rer Ränder durch Vulkanisieren mit den Membranen von Filtertüchem an der äußeren Oberfläche des 27 und 28 verbunden. Sie könnten aber auch in 30 Rohres 3. Die Wand des Rohres 3 ist mit Rippen einem anderen Teil der elastischen Kammer ange- oder an seiner Außenseite mit Nuten versehen. Das bracht sein, die auch mit einem Kanal 25 für die Sus- Rohrsystem kann als Ganzes an beiden Seiten mit pension und mit einer Leitung 26 versehen ist, die Filtertüchern 42 versehen sein, wie dies in Fig.7 das Kammerinnere mit einer äußeren Druckquelle dargestellt ist. Es ist aber auch möglich, ein Filterverbindet. 35 mittel in der Form eines Schlauches 43 zu verwen-

Während des Filtrierens wird die elastische Kam- den, der gleichsam eine Hülle um das Rohr 3 bildet,

mer 27, 28 unter dem Speisedruck der Suspension wie dies aus den F i g. 8 und 9 hervorgeht. In beiden

zusammengepreßt (Betriebslage ß). Dann wird ein Fällen wird das Filtertuch 42 oder 43 durch die Rip-

Hochdruckmittel über die Rohrleitung 26 zugeführt, pen 40 des elastischen Rohres 3 unterstützt, wobei

wodurch die elastische Kammer an ihren losen Tei- 40 das Filtrat über Vertiefungen 41 zwischen benach-

len zum Expandieren gezwungen wird. Dies bedeutet barten Rippen 40 entweichen kann. Bei der Ausfüh-

ein allmähliches Zusammenpressen der Filterkuchen, rungsform gemäß F i g. 7 wird das Filtrat über Boh-

die sich in verschiedenen und stetig veränderlichen rangen des das elastische Rohr 3 umschließenden

Richtungen deformierten (Betriebslage C). Die FiI- Rahmens abgeführt, wie dies in der Beschreibung der

terkuchen 12 werden in der in Fig. 2 dargestellten 45 deutschen Patentschrift 1436 279 beschrieben wor-

Weise aus dem Filterrahmen 1 entfernt und ausgetra- den ist. Bei den Ausführungsformen gemäß F i g. 8

gen. und 9 wird das Filtrat über Kanäle 44 am einen

F i g. 6 stellt ein Ausführungsbeispiel dar, bei wel- durch einen Pfropfen 45 abgeschlossenen Ende des

chem die Vorrichtung als eine Kammerfilterpresse elastischen Rohres 3 angesammelt und über eine

ausgeführt ist. Sie besteht aus herkömmlichen Filter- 50 Rohrleitung abgeführt, die eine Fortsetzung des

platten 30, deeren hohle Flächen an beiden Seiten der Schlauches 43 bildet. Das Ende des Filterschlauches

Filterplatte mit Filtermitteln, z.B. mit Filtertüchern 43 ist durch Einspannmittel 46 in der dargestellten

31, versehen sind. Kanäle 32 dienen zum Zuführen Weise dicht abgeschlossen.

einer Suspension. Beim dargestellten Ausführungs- Die mit den elastischen Rohren 3 oder 18 bzw. mit

beispiel sind Rahmen 34 mit in den F i g. 2 und 3 55 der elastischen Kammer 27, 28 ■»ersehenen Fflterrah-

dargestellten spiralförmigen Rohren 3 zwischen je men 1 können ohne Zwischenschaltung von Filterplat-

zwei Filterplatten 30 angeordnet. Es ist leicht einzu- ten unmittelbar nebeneinander angeordnet werden,

sehen, daß das Rohr3 im Rahmen 34 z.B. auch Dann findet die Abführung des Fütrats durch beide

durch eine in F i g. 5 dargestellte elastische Kammer benachbarte Filtertücher 42 statt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

ten es, die Filterkuchen unter Druck zu setzen, der Patentansprüche: wesentlich höher ist als der Speisedruck der Trübe oder Suspension, vergleiche hierzu F i g. 1 a.

1. Verfahren zum Verringern des Feuchtig- Eine Druckerhöhung hat kompaktere Filterkuchen keitsgehaltes durch Pressen von Filterkuchen, die 5 zur Folge, die einen geringeren Feuchtigkeitsgehalt beim Filtern von Trüben und Suspensionen er- aufweisen. Der Verringerung des Feuchtigkeitsgehalhalten werden, dadurch gekennzeich- tes ist aber eine Grenze gesetzt, die von der Größe net, daß die Preßkraft (56) unter verschiedenen der zum Zusammenpressen der Filterkuchen verwen- und während des Preßvorganges sich stetig an- deten Kräfte abhängt. Eine weitere Entfeuchtung des dernden Winkeln zur Oberfläche des Filterku- io Füterkuchens durch Preßkräfte allein ist insbesonchens auf diesen angelegt wird. dere deswegen nur schlecht möglich, weil die Flüssig-

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- keit in den Kapillaren des Filterkuchens zurückgerens nach Anspruch 1 mit mindestens einer elasti- halten wird. Die in diesen Kapillaren enthaltene sehen Kammer und einem Filterrahmen, da- Flüssigkeit kann mit den bekannten Filterpressen durch gekennzeichnet, daß die elasti- 15 auch bei Anwendung sehr großer Preßkräfte nicht sehe Kammer (3; 18; 27, 28) gekrümmte Arbeits- mehr herausgepreßt werden.

flächen aufweist Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu-

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- gründe, das bekannte Verfahren und die bekannte kennzeichnet, daß die elastische Kammer (3; 18; Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, daß die 27, 28) durch Scheidewände unterteilt ist. so Filterkuchen noch weiter entfeuchtet werden können,

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, da- als dies mit herkömmlichen Membranfilterpressen durch gekennzeichnet, daß die elastische Kam- möglich ist.

mer aus einem Rohr (3) besteht, das in einem Die Lösung der gestellten Aufgabe ist ein Verfah-

Rahmen (1) spiralförmig angeordnet ist. reu und eine Vorrichtung zur Durchführung des Ver-

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, da- 35 fahrens, wonach die Preßkraft unter verschiedenen durch gekennzeichnet, daß die elastische Kam- und während des Preßvorganges sich stetig ändernmer aus einem Rohr (18) besteht, das entlang den Winkeln zur Oberfläche des Filterkuchens auf einer Meanderlinie in einem Rahmen (1) an- diesen angelegt wird.

geordnet ist. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus,

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, da- 30 daß die Grenze der Verringerung des Feuchtigkeitsgedurch gekennzeichnet, daß die elastische Kam- haltes von Filterkuchen durch das Verschließen eines mer durch nebeneinander angeordnete Wände Teiles der im Filterkuchen vorhandenen Kapillaren (27, 28) gebildet ist, die miteinander an mehreren bedingt ist, so daß ein wesentlicher Anteil des flüssi-Stellen (22, 23) verbunden sind. gen Bestandteiles der Trübe oder Suspension in den

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 35 Kapillaren des Filterkuchens zurückgehalten wird bis 6 mit unmittelbar nebeneinanderliegenden und nicht mehr entweichen kann, selbst wenn der Filterrahmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßdruck vervielfacht wird. Wenn dagegen diese Arbeitsflächen der elastischen Kammer (3; 18; Kapillaren wiederholt geöffnet werden, hat die in ih-27, 28) unter Zwischenschaltung von Abstand- nen zurückgehaltene Flüssigkeit die Möglichkeit zu haltern (40) mit Filtermitteln (42; 43) belegt sind. 40 entweichen und dadurch den Feuchtigkeitsgehalt der

Filterkuchen weiter zu verringern. Das wiederholte öffnen von bereits verschlossenen Kapillaren wird

dadurch erreicht, daß die Richtungen der Preßkräfte

während des Preßvorganges geändert werden, wo-45 durch das Material der Filterkuchen gleichsam geknetet wird. Dies bedeutet, daß Teilchen des Ku-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine chenmaterials sich gegenseitig bewegen und anein-Vorrichtung zum Verringern des Feuchtigkeitsgehal- andergleiten, wobei dann die Kapillaren unterbrochen tes durch Pressen von Filterkuchen, die beim Filtern und geöffnet werden.

von Trüben oder Suspensionen erhalten werden. 50 Das erfindungsgemäße Verfahren wird zweckmä-

Wie bekannt, werden die festen und flüssigen Be- Big mittejs eiiv;r Vorrichtung bzw. Filterpressen standteile von Trüben oder Suspensionen mittels FiI- durchgefriVrt, die mindestens eine elastische Kammer terpressen voneinander getrennt. Diese Vorrichtun- in einem Filterrahmen aufweist, wobei die elastische gen weisen Filter- oder Kuchenräume auf, in denen Kammer gekrümmte Arbeitsflächen aufweist. Eine die Filterkuchen, die aus den festen Bestandteilen 55 gekrümmte Oberfläche einer elastischen Wand ander Trübe oder Suspensionen bestehen, im Laufe des dert ihre Krümmung, wenn die die Wand enthaltende Filterprozesses gewonnen werden. Die auf diese Kammer expandiert oder zusammenschrumpft. Diese Weise erhaltenen Filterkuchen enthalten noch immer veränderliche Krümmung bewirkt Richtungsänderuneine erhebliche Menge an Flüssigkeit in der Form gen der Preßkräfte an der Berührungsfläche zwischen von Feuchtigkeit. Nach dem Stande der Techr^;k 60 Kuchenmaterial und Kammerwand, so daß der ange-(deutsche Auslegeschrift 1 436 279 und deutsches strebte Kneteffekt eintritt.

Gebrauchsmuster 1 961 540) ist es bekannt, diesen Die Erfindung ist besonders wichtig für die EntFeuchtigkeitsgehalt durch Zusammenpressen der FiI- feuchtung von Kaolin und anderen keramischen terkuchen während ihres Aufenthaltes in den Filter- Grundmaterialien, wobei der Feuchtigkeitsgehalt ein kammern zu verringern. Zu diesem Zweck werden 65 zulässiges Maximum von 18 bis 22 % nicht übersteielastische Kammern verwendet, die aus aufblähbaren gen soll. Bisher sind derart geringe Feuchtigkeitsge-Beuteln bzw. aus paarweise vorgesehenen Membra- halte durch thermisches Trocknen der Filterkuchen nen bestehen. Elastische Kammern dieser Art gestat- erreicht worden, was aber sehr kostspielig war. Sollte