DE1786467B2

DE1786467B2 - Verfahren zum Filtern und Filterpresse zur Durchführung des Verfahrens. Ausscheidung aus: 1536764

Info

Publication number: DE1786467B2
Application number: DE1786467A
Authority: DE
Inventors: Adam Dipl.-Ing. Dr. Budapest Juhasz; Attila Dipl.-Ing. Almasfuezitoei Mahig
Original assignee: CHEMOKOMPLEX VEGYIPARI-GEP ES BERENDEZES EXPORT IMPORT VALLALAT BUDAPEST
Current assignee: CHEMOKOMPLEX VEGYIPARI-GEP ES BERENDEZES EXPORT IMPORT VALLALAT BUDAPEST
Priority date: 1966-01-08
Filing date: 1966-12-29
Publication date: 1974-05-22
Also published as: DE1786467A1; US3503326A; CH468203A; DE1536764B1; AT273169B; FR1507614A; GB1118383A; DE1786467C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Filtern mittels einer Kammerfilterpresse, bei dem die jeweils anfiltrierten dünnen Feststoffschichten gegeneinander zu einem Filterkuchen gepreßt werden. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Kammerfilterpresse durch Durchführung des Verfahrens mit Filterkammem, die beidseitig von undurchlässigen, mit Filtermitteln und Abstandhaltern belegten elastischen Wänden begrenzt sind, die zum Zwecke des Nachpressens des Filterkuchens im Sinne einer Verkleinerung des Innenraumes der Filterkammer elastisch verformbar sind.

Nach dem Stande der Technik (deutsche Auslegeschrift 1 090 .180) sind Filterpressen bekannt, die mit Plattenfiltern versehen sind, wobei jeweils eine oder beide einander zugewandten Filterplattenwänden mit verschiebbaren Auswurfplatten versehen sind, die nach Öffnen der Presse zum Auswerfen der Filterkuchen dienen. Zum gleichen Zweck ist es bei Plattenfiltern mit zwischen den Filterplatten angeordneten, aufblähbaren, in Rahmen angeordneten elastischen Blasen bekannt (deutsche Auslegeschrift 1081420), die Filtertücher beweglich zu befestigen, so daß durch Bewegung der Filtertücher die Filterkuchen bei geöffneter Presse ausgeworfen werden können. Weiterhin ist es bei Plattenfiltern bekannt (deutsche Auslegeschrift 1184 735), an den die gegenüberliegenden Filterkammerwände bildenden Plattenwänden als Aüsräumer dienenat giotr. sschige Netze zu befestigen, die bei geschlossener Presse die Kammerwände lose durchhängend verbinden. Während des Fiitervorganges werden diese Netze in den sich in den Filterkamrnern ausbildenden Filterkuchen eingebettet Beim Öffnen der Presse und Auseinanderziehen der Kammerwände werden die an ihnen befestigten Netze gestrafft, wodurch eine Relatiweischiebung zwischen Netz und Filterkuchen eintritt und der Filterkuchen in Stücke zerbrochen wird und ausgeworfen wird.

ίο Die an letzter Stelle genannte Vorrichtung zum Entfernen des Filterkuchens hat den Nachteil, daß der Filterkuchen beim Öffnen der Presse lediglich zerbrochen wird und nicht von der gesamten Oberfläche des Filtertuches abgelöst wird. Außerdem sind die. lose durchhängenden Netze bei Bildung von sehr dünnen F:!terkuchenschichten wirkungslos. Bei sämtlichen vorbekannten Auswurfvorrichtungen ist insbesondere eine Ablösung des Filterkuchens von den Filtertüchern nur bei geöffneter Presse möglich, ao Nach den Stande der Technik (USA.-Patentschrift3 170 388) ist weiterhin ein Trommelfilter mit Preßband und Schnürenabnahme bekannt. Hier werden beim Filtern zwischen dem auf der Trommel befindlichen Filtertuch und dem sich darauf bildenden Filterkuchen Abnahmeschnüre eingebettet, die sich an einer bestimmten Stelle des Trommelumfanges von der Trommel abheben und hierbei den Filterkuchen vollständig vom Filtertuch lösen. Die vollständige Ablösung des Filterkuchens von dem Filtertuch ist dabei darauf zurückzuführen, daß die Kohäsionskräfte innerhalb des Filterkuchens größer als die Adhäsionskräfte zwischen Filterkuchen und Filtertuch sind. Infolgedessen vermögen die verhältnismäßig schmalen Schnüre den Filterkuchen über seine gesamte Fläche von dem Filtertuch abzuheben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein

Verfahren zum Filtern mittels einer Filterpresse und eine Filterpresse zur Durchführung dieses Verfahrens

anzugeben, wonach ein Ablösen ies Filterkuchens

auch bei geschlossener Filterpresse erfolgen kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch, daß c¹ . öffnen der Filterpresse und aus Auswerfen des Filterkuchens jeweils nach Durchführung eines Filtervorganges erfolgt, der aus einer oder mehreren Filter- und Nachpreßperioden besteht

Mit Hilfe des Verfahrens gemäß der Erfindung ist es möglich, mit wesentlich verkürztem Zeitaufwand Suspensionen zu filtern, die schon nach kurzer Zeit auf den Filtertüchern einen nahezu undurchlässigen dünnen Filterkuchen bilden. Bei der jeweils auf die Filteiperiode nachfolgenden Nachpreßperiode werden die einander gegenüberliegenden dünnen Filterkuchen in der Mitte der Filterkammer gegeneinandei gepreßt und bleiben aneinander haften, wodurch die Filtertücher von dem anhaftendem Filterkuchen befreit werden, so daß sich in der nachfolgenden Filterperiode an den Filtertüchern erneut Filterkuchenschichten bilden können. Auf diese Weise entsteh) bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Schichl um Schicht dicker werdender Filterkuchen, der vor Zeit zu Zeit nach öffnen der Presse ausgeworfer werden kann. Die Zeit- und Arbeitsersparnis ergib' sich vor allem daraus, daß die Presse zum Ablöser der dünnen Filterkuchen von den Filtertüchern nich¹ geöffnet zu werden braucht

Zur Durchführung des Verfahrens wird erfindungsgemäß eine Kammerfilterpresse mit Filterkammern verwendet, die beidseitig von undurchlässigen

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mit Filtermitteln und Abstandhalten! belegten elastischen Wänden begrenzt sind, die zum Zwecke des Nachpressens des Filterkuchens im Sinne einer Verkleinerung des Innenraumes der Filterkammer elastisch verformbar sind, wobei sich diese Kammerfilterpresse dadurch kennzeichnet, daß in der Folterkammer zwischen beiden elastischen Wänden und im wesentlichen parallel zu diesen ein Netz straff ausgespannt ist.

Die erfindungsgemäße Anordnung des Netzes in der Kammer parallel zu den Kammerwänden ermöglicht es, beim Nachpressen des Filterkucliens die an den gegenüberliegenden Kammerwänden gebildeten Filterkuchen von beiden Seiten her gegen das Netz anzupressen. Durch die Öffnungen oder Maschen des Netzes hindurch treten die beiden gegenüberliegenden Filterkuchen in Kontakt miteinander, wobei bekanntermaßen die zwischen de,j Filterkuchenschichten auftretenden Kohäsionskräfte größer als die Adhäsionskräfte zwischen dem Filterkuchen und den Kammerwänden siud. Infolgedessen bleibt der Filterkuchen an dem Netz haften und löst sich über seine gesamte Fläche von den Filtertüchern ab, wenn diese durch Verformen der elastischen Wände oder Auseinanderziehen der Filterrahmen von dem am Netz haftenden Filterkuchen abgehoben werden. Das Ablösen des Filterkuchens von den Filtertüchern kann, wie ersichtlich ist, ohne weiteres bei geschlossener Filterpresse erfolgen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß das Netz aus zwei Lagen besteht und mit einer Vorrichtung zum Spreizen der beiden Netzlagen bei geöffneter Filterpresse verbunden ist. Hierdurch ist es möglich, den am Netz anhaftenden Filterkuchen bei geöffneter Presse in zwei Teile aufzuspalten und zum Abfallen von dem Netz zu bringen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der

F i g. 1 einen Längsschnitt durch zwei benachbarte Filterrahmen der Filierpresse bei geschlossener Presse und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch zwei benachbarte Filterrahmen der Filterpresse bei geöffneter Presse zeigen.

Da es zum Verständnis der Funktion der Filterpresse gemäß der Erfindung ausreicht, sind in den F i g. 1 und 2 jeweils nur zwei benachbarte Filterrahmen dargestellt. Tatsächlich enthält die Filterpresse gemäß der Erfindung jedoch eine beliebige Anzahl derartiger Filterrahmen, die von zwei an sich bekannten Preßköpfen zusammengehalten werden. Die Filterrahnien sind dabei in einer ebenfalls nicht dargestellten Weise in der Filterpresse waagerecht beweglich angeordnet. Sie können z. B. kreisförmig oder rechteckig ausgebildet sein. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die Filterrahmen der Filterpresse aus einem äußeren Rahmen 1, einem inneren Rahmen 14 und einer Stegplatte 2. welche die beiden Rahmen miteinander verbindet. Die Stegplatte 2 kann dabei das von den beiden Rahmen umgrenzte ganze Feld oder auch nur einen Teil desselben ausfüllen. Im letzteren Falle ist die Stegplatte perforiert oder mit Speichen versehen.

Die Filterrahmen 1, 14 sind beidseitig mit elastischen Membranen 3 belegt, auf denen Filtertücher 4 unter Zwischenschaltung von Abstandhaltern 5 angeordnet sind. Zwischen den Filtertüchern 4 benachbarter Filterrahmen 1, 14 befinden sich die Filterkammern 10.

Die inneren Rahmen 14 umschließen beim dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils einen Durchlaß 15, der mit zwei hohlen Kernen 6 verschraubt ist. Auf diese Weise entsteht bei geschlossener Presse ein durchgehender Kanal 7, der zum Zuführen der Suspension oder Trübe dient und die Presse in axialer Richtung durchsetzt.

Die zugeführte Trübe oder Suspension fließt durch radiale Kanäle 8 in die Filterkammem 10. Die Kerne 6 dienen auch dazu, die Membranen und die Filtertücher 4 mit den dazwischenliegenden Abstandhalten^ an der Stirnfläche des inneren Rahmens 14 zu befestigen, was dadurch erfolgt, daß die Teile 3, 4, 5 durch die Flansche der Kerne 6 in der dargestellten Weise eingespannt sind.

Der äußere Rahmen 1, der innere Rahmen 14 und die beiderseitig auf dem Filterrahmen 1, 14 aufliegenden Membranen 3 umschließen einen Raum 13, in dem sich die Stegplatte! befindet und der über einen Kanal 11 mit einer außenliegenden, nicht dargestellten Druckmittelquelle verbunden werden kann. Die Druckmittelzufuhr zu den Räumen 13 kann über ebenfalls nicht dargestellte Steuerorgane gesteuert werden. Wie ersichtlich, sind die Membranen 3 und die Filtertücher 4 mit den dazwischenliegenden Abstandhaltern 5 nur in ihrer Mitte am Filterrahmen 1, 14 befestigt. Die Befestigung an ihrem Umfang ist dagegen dadurch gesichert, daß die Filterrahmei., Membranen und Filtertücher durch die Preßköpfe zusammengehalten werden.

Die Abstandhalter 5 dienen dazu, den zum Abführen des Filtrates notwendigen Zwischenraum zwischen den elastischen Membranen 3 und den Fiiterlüchern 4 offenzuhalten. Der erwähnte Zwischenraum steht in nicht näher dargestellter Weise mit Abflußkanälen für das Filtrat in Verbindung.

Zur Entfernung des sich in der Filterkammer 10 bildenden Filterkuchens 33 aus der Filterpresse ist in der Mitte der Kammer ein Netz 36 im wesentlichen parallel zu den elastisch verformbaren Membranen 3 ausgespannt. Dieses zwei Netzlagen aufweisende Netz 36 ist aus Metall oder einem synthetischen Material hergestellt und an zw°i Flacheisen 38 und 43 oberhalb und unterhalb der Filterrahmen derartig befestigt, daß seine beiden Lagen durch Drehen der Flacheisen 38 bzw. 43 um waagerecht verlaufende Achsen 39 bzw. 44 bei geöffneter Presse, d. h. wenn die Filterrahmen 1, 14 auseinandergezogen sind, voneinander getrennt werden können. Bei geschlossener Presse dagegen werden die beiden Flacheisen 38 und 43 derart verschwenkt, daß beide Netzlagen aufeinander aufliegen. Die oberen Flacheisen 38 sind an Vorspannfedern 41 befestigt, durch die die Netze 36 ständig unter Spannung gehalten werden. Die Federn

41 werden durch Stäbe 40 gehaltert, die ihrerseits am Ständer der Filterpresse befestigt sind. In ähnlicher Weise sind die unteren Flacheisen 43 mittels Armen 45 an Tragstangen 46 befestigt, die ebenfalls in nicht dargestellter Weise durch den Ständer der Filterpresse getragen werden. Die Verschwenkung der Flacheisen 38 und 43 erfolgt in Richtung von Pfeilen

42 bzw. 47 (F i g. 1) um ihre Achsen 39 bzw. 44, und zwar jeweils um einen Winke! von 90 °. Auf diese Weise wird die spannende Wirkung der Federn 41 auch während und nach der Verschwenkung auf-

rechterhalten. Dort, wo das Netz 36 bei zusammengepreßter Betriebslage der Filterrahrnen 1, 14 zwischen den benachbarten Filterrahmen eingeklemmt ist, ist das Netz mit Abdichtungselementen 37 versehen, die z.B. als Kunststoffüberzug des Netzes ausgebildet sein können und verhindern, daß die Trübe oder Suspension aus den Filterkammern 10 entlang der Netze 36 entweicht, während der Filtervorgang und der Nach preß Vorgang durchgeführt werden.

Die in der Zeichnung dargestellte Filterpresse arbeitet wie folgt:

Zunächst wird die Filterpresse in ihre Betncbslane gebracht, indem sämtliche Filterrahmen 1, 14 der Presse mit Hilfp der nicht dargestellten Preßköpfe gegeneinander gepreßt werden. Dann wird die Trübe ode; Suspension über den axialen Kanal 7 und die radialen Kanäle 8 in die Filterkammern 10 eingeleitet. Unter dem Speisedruck werden dabei die elastischen Membranen 3 eingebaucht, wodurch der Raum 13 zwischen den Membranen 3 eines Filterrahmens verkleinert wird. Das Volumen der Filterkammern 10 dagegen vergrößert sich, bis die Membranen 3 an den Stegplatten 2 anliegen und der zwischen den Membranen 3 eines Filterrahmens 1, 14 vorhandene Raum 13 fast gänzlich von der Stegplatte 2 ausgefüllt wird. Diese Betriebslage der Presse ist in F i g. 1 dargestellt.

Der Speisedruck bewirkt, daß die flüssige Phase der Trübe oder Suspension durch die Filtertücher 4 hindurchsickert und a!s Filtrat über den von den Abstandhaltern 5 offengehaltenen Zwischenraum zwischen den Filtertüchern 4 vi d?n elastischen Membranen 3 uOriieß! Die Filterkammern 10 dagegen fu::cn sich allmählicn mit einem tiiteikuchen 33 an, der in der Zeichnung durch eine Kreuzschraffur dargestellt ist.

Vor dem Nachpressen der in den Filterkammern 10 befindlichen Filterkuchen 33 wird die Zufuhr von Trübe oder Suspension unterbrochen. Dann werden über die Kanäle 11 die zwirnen den elastischen Membranen 3 eines FilterrabTucns 1, 14 befindlichen Kammern 13 mit einem Druckmittel beaufschlagt. Unter der Wirkung des Druckes des zugeführten Druckmittels verformen siui die elastischen Membranen 3 derart, daß s.ch das Volumen der Kammern 13 wieder vergrößert, während sich das Volumen der Filtsrkammern 10 verkleinert. Infolgedessen werden die in den Filterkammein 16 befindlichen Filterkuchen 33 zusammengepreßt, wodurch ihr Feuchtigkeitsgehalt weiter abnimmt.

Während des gesamten Filter- und Nachpreßvorganges verbleiben die in der Mitte der Filterkammern 10 ausgespannten Netze 36 in ihrer Lage etwa parallel zu den elastischen Membranen 3. Infolge e-.ner entsprechenden Stellung der Flacheisen 38 bzw. 43 und der Anordnung des Netzes 36 zwischen den zusammengepreßten Stirnflächen der benachbarten Filterrahmen 1, 14 liegen die beiden Netzlagen aufeinander auf. Das Netz 36 wird normalerweise schon während des Filtervorganges direkt in den sich bildenden Filterkuchen 33 eingebettet. Ist der Filterkuchen 33 jedoch dünner, so daß er nicht bis in die Kammermitte reicht, so werden die an den gegenüberliegenden Fiitertüchern 4 gebildeten Filterkuchen 33 während des Nachpreßvorganges von beiden Seiten her gegen das Netz angepreßt. Die beiden Filterkuchenhälften 33 α und 33 b stehen durch die Öffnungen oder Maschen des Netzes 36 miteinander in Kontakt. Da die Adhäsionskräfte, mit denen die Filterkuchen 33 an den Filtextüehern 4 anhaften·, kleiner sind als die Kohäsionskräfte, durch die die beiden Filterkuchenhälften 33 α und 33 b durch die Öffnungen oder Maschen des Netzes 36 hindurch zusammengehalten werden, bleiben die beiden nächgepreßten Filterkuchenhälften 33 a und 33 b in jedem Falle an dem Netz 36 hängen, wenn die mit den Filtertüchern 4 belegten elastischen Membranen 3 von den

ίο Filierkuchen 33 abgehoben werden. Dies kann einerseits dann der Fall sein, v/enn die Presse zum Zwecke des Entleerens geöffnet wird oder wenn die Filterkammer 10 erneut mit Trübe oder Suspension angefüllt wird.

Die zuletzt genannten Eigenschaften der erfindungsgemäßen Filterpresse ermöglichen ein neuartiges Ve^ahren zum Filtern von Trüben oder Suspensionen, die mit den bisher bekannten Filterpressen nur sehr schwierig zu filtern wären. Es handelt sich

ao dabei um Trüben oder Suspensionen, die beim Filtern Filterkuchen bilden, die eine sehr schlechte Permeabilität haben. Bei derartigen Suspensionen setzt sich beim Filtern am Filtertuch ein v/enige Millimeter dicker Filterkuchen ab, der ein weiteres Durchsickern der flüssigen Phase der Suspension verhindert. Bei den bisher bekannten Filterpressen mußte der Filtervorgang jeweils nach Ausbildung des dünnen Filterkuchens abgebrochen werden und der Filterkuchen aus der Presse entfernt werden, bevor de-Filterpresse erneut Suspension zugeführt werden konnte. Die Filterpresse gemäß der Erfindung ermöglicht jedoch ein neuartiges Filtcrverfabren" Ki dem ein Öffnen der Filterpresse zum Zwecke ^r Entfernung des gebildeten dünnwandigen Filterku-

chens von den Filtertüchern überflüssig ist.

Bei diesem Verfahren wird den Filterkammein IC zunächst, wie oben beschrieben, Suspension zu:: führt. Unter dem Speisedruck findet in den Kar¹, mern 10 der oben beschriebene Filtervorgang Matt

bis sich auf den Filtertüchern 4 ein dünner, praktiscr undurchlässigcr Filterkuchen gebildet hat. Dann wii·. durch Beaufschlagen der Kammern 13 mit Druck mittel der oben beschriebene Nachpreßvorgang ein geleitet, bei dem die gebildeten Filterkuchen von b> den Seiten her gegen das Netz 36 angepreßt wml< und an dem Netz 36 in der oben beschriebe . Weise hängenbleiben. Anschließend wird der FiIn kammer 10 erneut Suspension zugeführt und der \ ,'■-tervorgang an den nunmehr vom Filterkuchen bein i ten Filtertüchern 4 erneut aufgenommen.

Nach Bildung eines neuen Filterkuchens wird der Nachpreßvorgang wiederholt und dieser neue Filierkuchen von beiden Seiten her gegen das Netz 36 bzw. gegen den an diesem bereits anhaftenden Filterkuchen angepreßt. Es konnte festgestellt werden, dab die in den aufeinanderfolgenden Filterperioden gebildeten Filterkuchenschichten beim jeweiligen Nachpressen miteinander in Kohäsion treten, wobei die auftretenden Kohäsionskräfte jeweils größer sind als

die Adhäsionskräfte zwischen den Filterkuchen und den Filtertüchern. Somit kann das Filtern und Anpressen der entstehenden Filterkuchenschichten an das Netz beliebig oft wiederholt werden, ohne daß die Filterpresse zum Ablösen der Filterkuchen von

den Filtertüchern geöffnet werden müßte.

Wenn in entsprechend vielen aufeinanderfolgenden Filter- und Nachpreßperioden ein hinreichend dicker, am Netz 36 anhaftender Filterkuchen gebil-

. det ist, wird· die Filterpresse: durch Äuseinanderziehen der Filterrahmen geöffnet. Das in den Filterkuchen 33 eingebettete Netz 38) hält den Filterkuchen 33 dabei zunächst zwischen beiden aüseihändergezogenen Rannten fest. Die das Netz 36 trägenden Flacheisen 38 und 43 werden södänri um einen Winkel von 90° verschwenkt, wobei die beiden Netzlagen des Netzes 36 gespreizt werden und der Filterkuchen 33 in die beiden Teile 33 α und 33 b gespalten wird. Die Teile 33 α und 33 b fallen dann unter ihrem Eigengewicht von dem Netz 36 ab, wie dies in F i g. 2 durch Pfeile angedeutet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Filtern mittels einer Kammerfilterpresse, bei dem die jeweils anfiltrierten dünnen Feststoffschichten gegeneinander zu einem Filterkuchen gepreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das öffnen der Filterpresse und das Auswerfen des Filterkuchens jeweils nach Durchführung eines Filtervorganges erfolgt, der aus einer oder mehreren Filter- und Nachpreßperioden besteht.

2. Kammerfilterpresse zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit Filterkammem. die beidseitig von undurchlässigen, mit Filtermitteln und Abstandhaltern belegten elastischen Wänden begrenzt sind, die zum Zwecke des Nachpressen des Filterkuchens im Sinne einer Verkleinerung des Innenraumes der Filterkammer elastisch verformbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der Filterkammer (10) zwischen beiden elastischen Wänden (3) und im wesentlichen parallel zu diesen ein Netz (36) straff ausgespannt ist.

3. Kammerfilterpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Netz (36) aus zwei Lagen besteht und mit einer Vorrichtung (38, 39, 40, 41, 42, 44, 45, 56) zum Spreizen der beiden Netzlagen bei geöffneter Filterpresse verbunden ist.