DE2106131B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Filtration von Suspensionen auf Drehfiltern - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Filtration von Suspensionen auf DrehfilternInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Filtration von Suspensionen auf Drehfiltern, auf welchen das Filtrat unter der Wirkung
einer Druckdifferenz zentripetal wandert, insbesondere auf zellenlosen Vakuum-Trommel-Drehfiltern,
gegebenenfalls unter Anwendung einer ange-
schwemmten Filterschicht, wobei das Aufbringen, Filtrieren und Abnehmen des Gutes gegebenenfalls
auf eine Schicht der angeschwemmten Filterschicht während mehrerer Trommelumdrehungen erfolgt.
Bei den bekannten Drehfiltern dieser Art wird kontinuierlich die zu filtrierende Suspension auf das
Filter beispielsweise dadurch, daß die Tiltertrommel in einen die Suspension enthaltenden Trog eintaucht,
aufgebracht, gegebenenfalls die Schicht der Suspension am Drehfilter durch einen Abstreifer egalisiert
3ü und hierauf an einer Stelle vor dem Eintritt der
Trommeloberfläche in den Trog der Filterkuchen abgenommen. Bei den bekannten Drehfiltern dieser Art
taucht die Filtertrommel dauernd in den mit Suspension gefüllten Trog ein. Es steht somit für das Ab-
saugen des Filtrats aus der an der Filteroberfläche anhaftenden Suspension und des im Filterkuchen
verbliebenen Restteiles des Fihrats ^das ist für das
sogenannte Trockensaugen des Filterkuchens), nur der Weg zur Verfügung, welchen die Trommelober-
fläche von der Stelle des Eintauchens in die Suspension im Trog bis zur Stelle der Abnahme des Filterkuchens
zurücklegt, d. h. also nur eine Zeitspanne, welche kürzer ist als die für eine Trommelumdrehung
benötigte Zeit. Wenn noch vor der Abnahme
des Filterkuchen die in der Filterkuchenschicht verbliebene
Kapillarflüssigkeit durch eine andere Flüssigkeit verdrängt werden soll, so ist das Abfiltrieren
der Suspension und das Trockensaugen des Filterkuchens auf eine noch kürzere Zeitspanne beschränkt.
Bei diesen bekannten Filtern ist häufig eine angeschwemmte Filterschicht vorgesehen. Es ist dies eine
Schicht aus einem Filterhilfsmittel, welche auf das Filtergewebe vor Filtrationsbeginn aufgebracht wird
und durch welche das Filtrat hindurchgesaugt wird.
Bei einer solchen angeschwemmten Filterschicht ist es erforderlich, die jeweilige Außenschicht, welche
durch die aus dem Filtrat ausgeschiedenen Feststoffe verlegt ist, abzunehmen. Dies erfolgt bei den bekannten
Einrichtungen gleichzeitig mit der Abnahme des Filterkuchens. Die während weniger als einer Trommelumdrehung
vom letzten Aufbringen der Suspension auf die Filtertrommel bis zur Abnahme des Filterkuchens
und gegebenenfalls einer Schicht der angeschwemmten Filterschicht zur Verfügung stehende
Zeit reicht in manchen Fällen nicht aus, um ein ausreichendes Trockensaugen zu gewährleisten, so daß
die Abnahme des Filterkuchens bzw. der Außenschicht der angeschwemmten Filterschicht erschwert
wird. Dies macht sich insbesondere bei der Filtration von Suspensionen mit ungünstigen Filtrationseigenschaften
bemerkbar.
Um bei der Filtration von Suspensionen einen ausreichend trockenen Filterkuchen zu erreichen, wurde
in der deutschen Patentschrift 1 028 091 vorgeschlagen, denselben durch Platten auszupressen. Nach
einem weiteren, in der deutschen Patentschrift 1 054 826 beschriebenen Vorschlag wird zur Entwässerung
ernes aus Papierstoff bestehenden Filterkuchens ein von außen auf diesen wirkender Überdruck
sowie Preßwalzen vorgeschlagen. Das Problem der Erzielung eines ausreichenden trockenen Filterkuchens
allein liegt jedoch der Erfindung nicht zugrunde, so daß diesen bekannten Maßnahmen ein
Vorschlag für die Lösung der Erfindungsaufgabe nicht entnommen werden kanu.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es nämlich, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Filtration von
Suspensionen auf Drehfiltern zu s.baffen, das sich
beliebigen Filtrationseigenschaftea d^s zu filtrierenden
Substrats, insbesondere solchen Filtrationseigenschaften, die sich in herkömmlicher Weise nicht
mehr oder nur schwer beherrschen lassen, optimal anpassen läßt. Neben einem hinreichend trockenen
Filterkuchen soll daher bei beliebigen Filtrationseigenschaften des Substrats noch erreicht werden, daß
das Filter über lange Zeit störungsfrei mit konstanter Leistung arbeitet, wobei möglichst wenige vom
Bedienungspersonal durchzuführende manuelle Wartungs- bzw. Instandhaltungsarbeiten erforderlich sein
sollen.
Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art wird dies gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß
die Aufbringung der zu filtrierenden Suspension während einer oder mehrerer Filterumdrehungen unterbrechen
wird, wobei das bereits auf das Filter aufgebrachte Gut abfiltriert wird und hierauf der Filterkuchen
und gegebenenfalls eine Schicht der angeschwemmten Filterschicht vom Filter abgenommen
wird. Auf diese Weise ist die Dauer der Trockensaugung des Filters nicht mehr beschränkt und kann
weitgehend unabhängig von den anderen Filtriervorgängen in seiner Dauer bemessen werden. Es kann
auf diese Weise den optimalen Arbeitsbedingungen Rechnung getragen werden, und es können insbesondere
auch Suspensionen mit ungünstigen Filtrationseigenschaften in befriedigender Weise filtriert werden.
Der sich am Filter bzw. auf der angeschwemmten 5t
Filterschicht bildende Filterkuchen wirkt seinerseits bei der Filtrierung mit. Ist die Dicke des Filterkuchens
zu gering, so wird das Filter bzw. die angeschwemmte Filterschicht stärker in Anspruch genommen.
Insbesondere bei der Filtrierung solcher Sus-Pensionen, die zu einer starken Verstopfung dtr Poren
neigen, bewirkt der Filterkuchen, daß die Poren der Filterfläche bzw. der angeschwemmten Filterschicht
weitgehend von einer Verstopfung bewahrt werden, da sie durch den Filterkuchen geschützt werden.
Dadurch, daß nun ein Filterkuchen von größerer Dicke trockengesaugt werden kann, wird die
Standzeit des Fiiters und der angeschwemmten Filterschicht erhöht. Wird aber die Dicke des Filterkuchens
zu groß, so wird der Durchgang des Filtrats durch das Filter beeinträchtigt und die Filterleistung
herabgesetzt. Man kann nun gemäß der Erfindung das Aufbringen der zu filtrierenden Suspension auf
das Filter bis zur Erreichung einer vorbestimmtoi Dicke des Filterkuchens durchführen und auf diesi
Weise die Beendigung des Aufbringens der Suspen sion in Abhängigkeit von der Filterkuchenstärks
steuern. Das Abnehmen des Filterkuchens kann bei spielsweise gemäß der Erfindung erst nach Ablau
einer zumindest einer Filterumdrehung, zweckmäßig mehreren Filterumdrehungen, entsprechenden Zeitspanne
nach Beendigung des Aufbringens der zu filtrierenden Suspension auf das Filter begonnen werden,
so daß nach Beendigung des Aufbringens dei Suspension eine Periode eingeschaltet wird, in welcher
der Filterkuchen weitgehend trockengesaugl wird, und auch diese Periode ist wieder nicht durch
die bisher geltende Bedingung begrenzt, daß der gesamte Zyklus innerhalb einer Umdrehung der Filtertrommel
beendet sein muß. Während dieser Periode kann nun gemäß der Erf; .Jung das Abfiltrieren des
Flüssigkeitsanteiles der nach Beendigung des Aufbringens der zu filtrierenden Suspension am Filter
verbliebenen Filtergutschicht bis zur Erreichung eines vorbestimmten Feuchtigkeitsgrades des Filterkuchens
durchgeführt werden, wobei eben der Beginn der Abnahme des Filterkuchens in Abhängigkeit
vom Feuchtigkeitsgrad des Filterkuchens gesteuert wird. Die optimale Dicke des Filterkuchens ist
aber nun wieder von der Qualität der zu filtrierenden Suspension abhängig, so daß bei einer Steuerung der
Beendigung des Aufbringens der zu filtrierenden Suspension auf das Filter in Abhängigkeit von der
Dicke des Filterkuchens die optimale Dicke vorgewählt werden muß. Es kann daher die Steuerung der
Beendigung des Aufbringens der Suspension in einfacher Weise nach einem vorbestimmten Programm erfolgen,
und diese Steuerung nach einem vorbestimmten Programm genügt im allgemeinen für die Begrenzung
der Dauer jedes der einzelnen Filtrierungsvorgänge.
Um den Aufbau eines gleichmäßigen Filterkuchens und damit eine gleichmäßige Filterleistung an
allen Stellen des Umfanges der Filtertrommel zu gewährleisten, ist es zweckmäßig, in an sich bekannter
Weise die Dicke der Schicht der zu filtrierenden Suspension am Filter zumindest am Ende der Zeit des
Aufbringens der Suspension auf das Filter, vorzugsweise während der gesamten Aufbringungszeit zu
egalisieren, da ja die Dicke der Suspensionsschicht auf dem Filterkuchen wieder die Dicke der sich aufbauenden
Filterkuchens beeinflußt. Das Aufbringen frischer zu filtrierender Suspension auf das Filter
kann dam; unterbrochen werden, wenn der gebildete
Filterkuchen eine vorbestimmte Scärke erreicht hat. Nach Unterbrechung der Aufbringung der Suspension
kann überschüssige Suspension vom Fi.'ter wieder entfernt werden.
üemäß der Erfindung kann nun das Abfiltrieren des Flüssigkeitsanteiles der nach Unterbrechung des
Aufbringens der zu filtrierender Suspension auf dem Filter verbleibenden Filtergutschicht bis zur Erreichung
eirss vorbestimmten Feuchtigkeitsgrades durchgeführt werden. Es kann auch die in der Filterkuchenschicht
verbleibende KapillarflUssinkeit in der Zeit der unterbrochenen Suspensionsaufbringung,
vor der Kuchenabnahme, wenigstens teilweise in an sich bekannter Wuise durch eine andere Flüssigkeit
verdrängt werden. Infolge der erfindungsgemäßen Maßnahme, das Aufbringen der Suspension vor der
Abnahme des Filterkuchen«: 711 iintprh^hsn ict f;·,.
diese Vorgänge eine zeitliche Beschränkung nicht gegeben, und es wird damit die Schaffung optimaler Bedingungen
ermöglicht.
Auch die Umfangsgeschwindigkeit der Filtertrommel ist nun nicht mehr durch die Bedingung beschränkt,
daß das Trockensaugen während weniger als einer Umdrehung vollendet sein muß. Bei zu niedrigen
Drehzahlen der Filtertrommel besteht die Gefahr, daß die Suspension vom Filter abfließt. Bei zu
hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten kann wiedu/'
die Suspension durch die Fliehkraft abgeschleudert werden. Auch können zu hohe Relativgeschwindigkeiten
zwischen Suspension und Filterfläche die Kuchenbildung stören und unter Umständen sogar Teile
der angeschwemmten Filterschicht vom Filter abspülen. Es soll die Filterfläche während der Zeit des
Aufbringens der Suspension von dieser sozusagen eingehüllt sein. Die Wahl der Umfangsgeschwindigkeit
ist nun nicht mehr beschränkt, und im Rahmen der Erfindung hat sich eine Umfangsgeschwindigkeit
der Filtertrommel von 0,5 bis 2 m/sec bei Vakuum-Trommel-Drehfiltern als vorteilhaft erwiesen. Solche
Umfangsgeschwindigkeiten haben sich beim Abnehmen des Filterkuchens unter Vermittlung eines Messers
als günstig erwiesen, da die Abtrennung bei höherer Geschwindigkeit glatter wird. Man könnte auch
die Umfangsgeschwindigkeit während der Periode des Abnehmens des Filterkuchens vergrößern, jedoch
wird gemäß der Erfindung zweckmäßig die Umfangsgeschwindigkeit während des gesamten Zyklus
gleich gehalten, da die genannten Umfangsgeschwindigkeiten ausreichen, um einen glatten Schnitt
des Abnahmewerkzeuges zu gewährleisten.
Der Saugdruck innerhalb der Filtertrommel könnte während der Zeit der Abnahme des Filterkuchens
verringert werden, um einen übermäßigen Lufteintritt in die Filtertrommel, welcher das Filtrat
schädigen und gegebenenfalls zum Aufschäumen bringen könnte, zu vermeiden, jedoch hat es sich im
Rahmen der Erfindung als zweckmäßig erwiesen, den Saugdruck innerhalb der Filtertrommel während
des gesamten Zyklus gleich zu halten.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in an sich bekannter
Weise aus einem die zu filtrierende Suspension aufnehmenden Trog, in welchem die Filtertrommel
eintaucht, mit Einrichtungen zum Zuführen der zu filtrierenden Suspension und Einrichtungen zur Abnahme
des gebildeten Fiiterkuchens von der Filtertrommel. Gegebenenfalls kann das Filter zur Entfernung
der überschüssigen Suspension vom Filter sowie zur Aufbringung von die in der Filterkuchenschicht
verbliebene Kapillarflüssigkeit verdrängender Flüssigkeit mit geeigneten Vorrichtungen ausgestattet
werden. Hierbei können Steuerorgane vorgesehen sein, welche diese Einrichtungen in Wirkung und außer
Wirkung bringen und welche willkürlich betätigt werden oder automatisch in Abhängigkeit von einer
Betriebsgröße oder nach einem vorbestimmten Programm. Aus der deutschen Patentschrift 664 268 ist
es für Drehfilter dieser Bauart bekanntgeworden, das die Suspension enthaltende Gefäß höhenverstellbar
anzuordnen, um ein Austauschen der Trommel zufolge des im Zuge des Filtrationsvorganges erfolgenden
Absinkens des Suspensionspegels zu verhindern und ein Aufbrauchen der Suspension bis zum letzten
Rest zu ermöglichen.
Gemäß der Erfindung ist nun die Anordnung so getroffen, daß der Abstand zwischen der Achse der
Filtertrommel und dem Flüssigkeitsspiegel im Trog zwischen einem Maß, welches kleiner ist als der Filtertrommelradius,
und einem Maß, welches größer ist S als der Radius des auf der Filtertrommel gebildeten
Filterkuchens, verstellbar ist. Das Maß dieser Verstellung ist hierbei das Kriterium dafür, daß die Aufbringung
der Suspension periodisch unterbrochen werden kann. Hierbei können gemäß der Erfindung
jo Trog und Filtertrommel relativ zueinander heb- und
senkbar gelagert sein, oder es kann die Höhe des Flüssigkeitsspiegels im Trog veränderbar sein, was
beispielsweise durch Verwendung eines Tauchkörpers möglich ist. Der Flüssigkeitsspiegel in dem die
Suspension aufnehmenden Trog wird üblicherweise durch einen Schwimmer gesteuert. Um zu vermeiden,
daß der Flüssigkeitsspiegel im Trog beim Eintauchen der Trommel oder des Tauchkörpers zu hoch steigt,
kann gemäß der Erfindung die Anordnung so getrof-
ao fen sein, daß in die zum Trog führende Fülleitung
ein Ventil eingeschaltet ist, welches nur bei in den Trog eintauchender Filtertrommel oder bei in den
Trog eintauchendem Tauchkörper die Fülleitung freigibt.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausfiihrungsb°ispielen schematisch veranschaulicht.
F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch die Filtertrommel in der Arbeitsstellung;
F i g. 2 bis 7 zeigen die verschiedenen Filtrierungsvorgänge während eines Zyklus.
Über den perforierten Mantel einer Filtertrommel 1 ist ein Filtergewebe 2, z. B. ein Siebgewebe aus rostfreiem
Stahl, gespannt. Darauf wird durch das in der Trommel herrschende Vakuum eine Filterhilfsmittelschicht
3 (angeschwemmte Filterschicht) weiche z.B. aus Stärkepulver besteht, festgehalten.
Mit 4 ist eine sich auf der Filterhilfsmittelschicht 3 ausbildende Filterkuchenschicht und mit S eine diese
einhüllende Schicht von Suspension bezeichnet. Die Filtertrommel 1 samt den genannten Schichten rotiert
in Pfeilrichtung. Über ein Saugrohr 6 wird Vakuum in der Filtertrommel 1 aufrechterhalten und Filtrat
aus dieser abgesaugt. Ein Trog 7 ist mit zu filtrierender Suspension 8 gefüllt. Er kann mittels eines Pneumatikzylinders
9 gehoben und gesenkt werden, derart, daß die Filterschicht zeitweise — wie dargestellt
— in die Suspension eintaucht und sich infolge der Drehung mit der Suspensionsschicht 5 bedeckt.
Ein Abnahmemesser 10 befindet sich in der ge-
zeichneten Stellung in Ruhelage. Mittels eines Winkelhebels 11 und eines pneumatischen oder hydraulischen
Zylinders 12 kann es zur Filtertrommel 1 geklappt werden, so daß es den Filterkuchen 5 und gegebenenfalls
eine oberste Schicht der Filterhilfsmittelschicht3
von der rotierenden Trommel abnimmt Abnahmemesser 10, Winkelhebel 11 und pneumatischer
Zylinder 12 sind auf einem mit einer Zahn stange 35 versehenen, verschiebbaren Schlitten 13
angebracht Der Schlitten 13 wird mittels eines Zahnrades 14, welches von einem Schaltrad 16 über
eine Schnecke 15 und ein Schneckenrad 36 angetrieben wird, vorgeschoben. 17 ist eine Sperrklinke,
weiche von einem Pneumatikzylinder 18 betätigt wird und das Schaltrad 16 schrittweise verdreht.
Während der Filtration wird der Schlitten 13 allmählich näher der Filtertrommel 1 zugestellt, so daß das
Abnahmemesser 10 allmählich tiefer und tiefer in die FflterfiilfsmittelschichtS eindringt Die Druckmittel-
<o
zufuhr zum Pnei'matikzylinder 18 wird durch elektri- während Filtrat in die Trommel I eindringt und über
sehe Impulse gesteuert, welche nach Maßgabe des er- das Saugrohr6 (Fig. 1) abgesaugt wird. Abnahmeforderlichen Vorschubes, beispielsweise nach einem messer 10 und Abstreifer 22 sind von der Filtertromvorbestimmten
Programm, erteilt werden. Über ein mel 1 weggeklappt, die Sprühdüsen 27 sind außer
mit tVm Schneckenrad 36 und dem Zahnrad 14 5 Tätigkeit. Soll starke Bewegung und Schäumen der
gleichachsig gekuppeltes Kettenrad 37 und eine ge- Suspension im Trog 7 vermieden werden, kann der
kreuzte Kette 19 sowie ein Kettenrad 38 ist ein Trog 7 während des Vorganges auch mehrmals für
Zahnrad 20 mit dem Zahnrad 14 gekuppelt, welches nur kurze Zeit gehoben und in der Zwischenzeit wie-Uber
eine Zahnstange 39 einen Schlitten 21 vor- der gesenkt werden.
ichiebt, so daß die Vorschubbewegungen der Schiit- io Nach Beendigung des Aufbringens der Suspension
ten 13* und 21 zwangläufig gleich in Richtung zur beginnt der zweite Vorgang (Fi g. 3). Der Abstreifer
Filtertrommel 1 erfolgen. Auf diesem Schlitten 21 ist 22 ist hier durch die Wirkung des Zylinders 24 zur
ein Abstreiferblatt 22 aus elastischem Kunststoff Trommel 1 hin geklappt und streift die noch am FiI-ähnlich
wie das Messer bzw. der Schaber 10 an terkuchen 4 haftende überschüssige Suspension S ab,
einem Winkelhebel 23 angebracht, der über einen 15 welche in den mittlerweile abgesenkten Trog 7 zu-Pneumatikzylinder
24 verschwenkt wird. Weiter be- rückfließt. Nach dem Vorbeidrehen am Abstreifer 22
findet sich am Schlitten 21 ein von einem Abstreifor- verbleibt über der Kuchenschicht 4 nur mehr wenig
gan gebildeter blattförmiger Hüllschichtbegrenzer 25, oder praktisch gar keine flüssige Suspension. Das
dessen Aufgabe es ist, während des Aufbringens der Abnahmemesser 10 und die Sprühdüsen 27 sind
Suspension die Dicke der die Filterfläche einhüllen- »o während des Vorganges weiter außer Tätigkeit,
den Suspensionsschicht5 zu begrenzen'und auszu- Hierauf folgt der dritte Vorgang (Fig. 4), und gleichen. zwar das Trockensaugen des Filterkuches. Hierbei In der Zeichnung ist dargestellt, wie ein Teil 26 bleibt der Trog 7 abgesenkt. Abnahmemesser 10. der Suspension vom Hüllschichtbegrenzer 25 zurück- Abstreifer 22 und Sprühdüsen 27 bleiben außer Wirgehalten wird und in den Trog 7 zurückfließt. as kung. Dieser Vorgang wird so lange fortgesetzt, bis In Abstand von der Filtertrommel 1 ist eine Reihe der gewünschte Trockenheitsgrad des Filterkuchens von /Jprühdüsen 27 angeordnet. Ihr Zufluß ist durch erreicht ist, d. h. bis das Filtrat im wesentlichen aus ein Ventil 28 im Zeitpunkt der Darstellung unterbro- dem Filterkuchen abgesaugt ist.
chen. Das Ventil 28 wird von einem Piieumatikzylin- Während des vierten Vorganges (F i g. 5) wird die der 29 betätigt. 3° >m Filterkuchen 4 noch enthaltene Kapillarflüssigkeit Für den Zulauf von zu filtrierender Suspension in verdränpi Das Ventil 28 für die Sprühdüsen 27 wird den Trog 7 dient eine Leitung 30, in welche ein von unter Vermittlung des Pneumatikzylinders 29 geöffcinem Schwimmer 31 betätigtes Schwimmerventil 32 net, und eine Verdrängungsflüssigkeit 40, beispielsi::id ein Kugelventil 33 eingeschaltet sind. Das Ku- weise reines Wasser, wird auf die Oberfläche der Fuel ventil 33 wird, wenn der Trog 7 in seiner oberen 35 terkuchenschicht 4 aufgesprüht. Das Sprühen kann in ; ;»e ist. von einem an diesem befestigten Stab 34 ge- mehreren aufeinanderfolgenden Schüben erfolgen. öiTnct. Durch diesen Zulaufmechanismus ist gewähr- Rechtzeitig vor Ende des vierten Vorganges schließt ' -let daß der Trog 7 die richtige Menge Suspension das Ventil 28 wieder, so daß der Filterkuchen 4 bis •-■.hält und nicht etwa beim Eintauchen der Filter- zur Abnahme wieder trocken wird. Der Trog 7 ist •1 nmel übergeht. 4° abgesenkt, Abnahmemesser 10 und Abstreifer 22 sind
den Suspensionsschicht5 zu begrenzen'und auszu- Hierauf folgt der dritte Vorgang (Fig. 4), und gleichen. zwar das Trockensaugen des Filterkuches. Hierbei In der Zeichnung ist dargestellt, wie ein Teil 26 bleibt der Trog 7 abgesenkt. Abnahmemesser 10. der Suspension vom Hüllschichtbegrenzer 25 zurück- Abstreifer 22 und Sprühdüsen 27 bleiben außer Wirgehalten wird und in den Trog 7 zurückfließt. as kung. Dieser Vorgang wird so lange fortgesetzt, bis In Abstand von der Filtertrommel 1 ist eine Reihe der gewünschte Trockenheitsgrad des Filterkuchens von /Jprühdüsen 27 angeordnet. Ihr Zufluß ist durch erreicht ist, d. h. bis das Filtrat im wesentlichen aus ein Ventil 28 im Zeitpunkt der Darstellung unterbro- dem Filterkuchen abgesaugt ist.
chen. Das Ventil 28 wird von einem Piieumatikzylin- Während des vierten Vorganges (F i g. 5) wird die der 29 betätigt. 3° >m Filterkuchen 4 noch enthaltene Kapillarflüssigkeit Für den Zulauf von zu filtrierender Suspension in verdränpi Das Ventil 28 für die Sprühdüsen 27 wird den Trog 7 dient eine Leitung 30, in welche ein von unter Vermittlung des Pneumatikzylinders 29 geöffcinem Schwimmer 31 betätigtes Schwimmerventil 32 net, und eine Verdrängungsflüssigkeit 40, beispielsi::id ein Kugelventil 33 eingeschaltet sind. Das Ku- weise reines Wasser, wird auf die Oberfläche der Fuel ventil 33 wird, wenn der Trog 7 in seiner oberen 35 terkuchenschicht 4 aufgesprüht. Das Sprühen kann in ; ;»e ist. von einem an diesem befestigten Stab 34 ge- mehreren aufeinanderfolgenden Schüben erfolgen. öiTnct. Durch diesen Zulaufmechanismus ist gewähr- Rechtzeitig vor Ende des vierten Vorganges schließt ' -let daß der Trog 7 die richtige Menge Suspension das Ventil 28 wieder, so daß der Filterkuchen 4 bis •-■.hält und nicht etwa beim Eintauchen der Filter- zur Abnahme wieder trocken wird. Der Trog 7 ist •1 nmel übergeht. 4° abgesenkt, Abnahmemesser 10 und Abstreifer 22 sind
Nötigenfalls kann eine Einrichtung vorgesehen außer Tätigkeit.
SLi die das Abnahmemesser, während dieses außer Während des fünften Vorganges (Fig. 6) wird
FunVion ist von etwa anhaftenden Resten des FiI- hierauf das Abnahmemesser 10 zur Filtertrommel 1
te· I u hens oder der angeschwemmten Filterschicht hingeklappt und nimmt den fertig filtrierten Filterkurci:.-.
welche eine Beschädigung der angeschwemm- 45 chen 4 von der darunterliegenden Filterhilfsmittel-
t.T, iiterschicht beim Angreifen des Abnahmemes- schicht 3 ab. Der Filterkuchen 4 gleitet über das Ab-
.-;·':, bewirken könnten. nahmemesser 10 und kann in geeigneter Weise auf-
Fm zellenloses Vakuum-Trommel-Drehfilter nach gefangen und weiterverarbeitet werden. Während
der Erfindung, welches ohne Filterhilfsmittelschicht dieses Vorganges bleibt der Trog? gesenkt, und der
arbeitet, würde sich von dem in Fig. 1 dargestellten 50 Abstreifer 22 sowie die Sprühdüsen 27 sind außer
z. B dadurch unterscheiden, daß die Filterhilfsmittel- Tätigkeit.
schicht3 wegfällt und an ihre Stelle eine dünnere Fig. 7 zeigt das Filter während des sechsten VorSchicht
von Filterkuchen tritt und ferner, daß die ganges. Hierbei befindet sich weder Suspension noch
Teile welche das Zustellen des Abnahnsemessers 10 Filterkuchen in nennenswerten Mengen auf der FH-
und des Abstreifers 22 bewirken, wegfallen. 55 terfläche. Mittels des Zylinders 18 und der Klinke 17
In den Fig 2 bis 7 sind nun die verschiedenen FiI- wird das Klinkenrad 16 ein Stück weitergedreht und
trationsvorgänge eines Zyklus beim Arbeiten mit damit das Abnahmemesser 10 geringfügig zur Filtereiner
Filterhilfsmittelschicht dargestellt trommeil verschoben. Dadurch schält das Abnah-Während
des ersten Filtrationsvorganges (Fig.2) memesser 10 nun eine dünne Schicht von der Filtertaucht
die Filtertrommel 1 mit der Filterhilfsmittel- 60 hflfsmittelschicht 3 ab und erneuert somit deren
schicht (angeschwemmte Filterschicht) 3 in die nn Oberfläche, so daß für den folgenden Filtrationszy-Trog7
befindliche Suspension 8 ein. Wählend dieses klus wieder eme gut durchlässige FdterMlfsmittel-Vorganges
ist der Trog 7 durch den Pneumatikzylm- schicht zur Verfugung steht Das abgeschälte Filterder9
in die Betriebsstellung hoc* gehoben. Hierbei hilfsmittel kann, wenn gewünscht, getrennt vom vorbildet
sich eine Suspensionsschicht 5 attf der Filter- 65 her abgenommenen Filterkuchen aufgefangen werfläche,
welche die Filterfläche einhüllt Zwischen die- den Gleichzeitig mit dem Abnahmemesser 10 rückt
ser Suspensionsschicht 5 und der FOterhilfsmittel- auch der Abstreifer 22 näher zur Filtertrommel 1
schicht 3 bildet sich die Filterkuchenschicht 4 aus, und folgt sonnt der nickweichenden Oberfläche der
Filterhilfsmittelschicht 3 nach, so daß er sich zu Beginn des nächsten Zyklus (F i g. 2) wieder in der richtigen
Lage befindet.
Es besteht nun die Möglichkeit, dieses Schälen der Filterhilfsmittelschicht (F i g. 7) am Ende eines jeden
Zyklus durchzuführen oder nur nach mehreren Zyklen oder fallweise nach Bedarf. Es kann aber auch
unter Umständen der Vorgang nach Fig. 7 entfallen, und es kann eine Oberflächenschicht des Filterhilfsmittels
gemeinsam mit dem Filterkuchen während des fünften Vorganges gemäß Fig. 6 abgenommen
werden. Dies kann dann erfolgen, wenn man Wert darauf legt, die Zeit zwischen dem Abnehmen des
Filterkuchens (Fig. 6) und dem Aufbringen der neuen Suspension (F i g. 2) möglichst kurz zu halten,
um einem Eindringen von Luft in die Filtertrommel entgegenzuwirken.
Das Aufbringen der Suspension während des ersten Vorganges (Fig. 2) kann beliebig lange erfolgen,
wobei die Schichtstärke des Filterkuchens immer größer wird. Wenn es sich um die Filtration von
Suspensionen mit geringer Feststoffkonzentration handelt, die einen Filterkuchen von guter Durchlässigkeit
liefern, so kann dieser Vorgang verhältnismäßig lange fortgesetzt werden, wobei die Stärke des
Filterkuchen immer weiter zunimmt. Es kann bei guter Durchlässigkeit des Filterkuchens auch die
Trocknungszeit (F i g. 4) und die Verdrängungszeit (F i g. 5) kurz gewählt werden. Bei der Filtrierung
von Suspensionen mit hoher Feststoffkonzentration, die Filterkuchen mit schlechter Durchlässigkeit liefern.
m::ß die Zeit des Aufbringens der Suspension
(F i g. 2) verhältnismäßig kurz gewählt werden, um die Stärke des Filterkuchens gering zu halten. Es
werden dann im allgemeinen auch lange Trocknungszeiten (F i g. 4) und längere Verdrängungszeiten
(F i g. 5) erforderlich sein, um das Filtrat möglichst weitgehend aus dem Filterkuchen zu entfernen. Für
Suspensionen mit viskoser Flüssigkeitsphase sind lange Tauchzeiten (F i g. 2), lange Trocknungszeiten
(F i g. 4) und lange Verdrängungszeiten (F i g. 5) er forderlich. Durch Wahl der Zeiten bzw. der Anzah
der Umdrehungen, über welche sich die einzelnei Vorgänge nach F i g. 2,4 und 5 erstrecken sollen
kann auch die Filterleistung beeinflußt werden. Sol die Flächenleistung des Filters hoch gehalten werden
wird man die Zeiten nach Möglichkeit verkürzen und wird schließlich auf Einsparung von Teilen dei
angeschwemmten Filterschicht Wert gelegt, wird mat
ίο sie verlängern. Die optimalen Zeiten bzw. Anzah
der Umdrehungen während der einzelnen Vorgang« können empirisch festgestellt werden.
Als Material für die angeschwemmte Filterschich kann beispielsweise Kartoffelstärke, Maisstärke, Kie
selgur oder dergleichen verwendet werden.
Die Erfindung ermöglicht auch solche Suspensio nen in zufriedenstellender Weise zu filtrieren, di(
bisher von Drehfiltern der bekannten Art wegen ih rer ungünstigen Filtrationseigenschaft kaum odei
ao überhaupt nicht wirtschaftlich filtriert werden konn
ten. Als Beispiele werden angeführt:
Geläger aus dem Lagerkeller der Brauerei. Es han delt sich hier um eine relativ dünne Suspension vor
zum Teil denaturierten Hefezellen, Trubpartikeln unter Umständen Fällungsmitteln und dergleichen ir
Bier. Solche Suspensionen sind wesentlich schwieri ger zu filtrieren als beispielsweise Bierhefe aus derr
Gärkeller.
Weingeläger, das ist der Bodensatz von Wein-Gärgefäßen. Hier handelt es sich um eine Suspensior
von zum Teil denaturierten Hefezellen, Weinsteinkrl· stallen. Trüb und dergleichen in Wein.
Autolysierter Heferahm, das ist eine Suspensior von teilweise entleerten Hefe-Zelihäuten in einei
Lösung von zum Teil chemisch abgebauten Hefeinhaltsstoffen, wie sie z.B. bei der Hefeextrakt-Erzeugung
iinfällt, die sehr schwer zu filtrieren ist.
Bei der Filtration der genannter. Susj ensionen is
sowohl der Filterkuchen als auch das Filtrat zu ge-
winnen, da beide wertvoll sind.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Verfahren zur Filtration von Suspensionen
auf Drehfiltern, auf weichen das Filtrat unter der Wirkung einer Druckdifferenz zentripetal wandert,
insbesondere auf zellenlosen Vakuum-Trommel-Drehfiltern,
gegebenenfalls unter Anwendung einer angeschwemmten Filterschicht,
wobei das Aufbringen, Filtrieren und Abnehmen des Gutes, gegebenenfalls auf eine Schicht der
angeschwemmten Filterschicht, während mehrerer Trommelumdrehungen erfolgt, dadurch
gekennzeichnet, daß die Aufbringung der zu filtrierenden Suspension während einer oder
mehrerer Filterumdrehungen unterbrochen wird, wobei das bereits auf das Filter aufgebrachte Gut
abfiltriert wird uud hierauf der Filterkuchen und
gegebenenfalls eine Schicht der angeschwemmten Filterschicht vom Filter abgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbringung der Suspension
auf das Filter dann unterbrochen wird, wenn der gebildete Filterkuchen eine vorbestimmte
Stärke erreicht hat.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach Unterbrechung des
Aufbringens von Suspension überschüssige Suspension vom Filter wieder entfernt wird.
4. Verfahren nach eirem d.i.· Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abfiltrieren des Flüssigkeitsanteiles der n^ch Unterbrechung
des Aufbringens der zu filtrierenden Suspension auf dem Filter verbleibenden Filtergutschicht
bis zur Erreichung eines vorbestimmten Feuchtigkeitsgrades durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, unter Anwendung eines Vakuum-Trommel-Drehfilters,
dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Filtertrommel 0,5
bis 2 m/sec beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit
und/oder der Saugdruck innerhalb der Filtertrommel während des gesamten Zyklus gleich gehalten
werden.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einem
die zu filtrierende Suspension aufnehmenden Trog, in welchen die Filtertrommel eintaucht mit
Einrichtungen zum Zuführen der zu filtrierenden Suspension und Einrichtungen zur Abnahme des
gebildeten Filterkuchens von der Filtertrommel, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen
der Achse der Filtertrommel (1) und dem Flüssigkeitsspiegel im Trog (7) zwischen einem
Maß, welches kleiner ist als der Filtertrommelradius, und einem Maß, welches größer ist als der
Radius des auf der Filtertrommel (1) gebildeten Filterkuchens, verstellbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Trog (7) und Filtertrommel (1)
relativ zueinander heb- und senkbar gelagert sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung der Höhe des
Flüssigkeitsspiegels im Trog (7) ein Tauchkörper vorgesehen ist.
10, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei welcher die Füllhöhe des die Suspension
aufnehmenden Troges durch einen Schwimmer gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß in
die zum Trog (7) führende Fülleitung (30) ein Ventil (32) eingeschaltet ist, welches nur bei in
den Trog (7) eintauchender Filtertrommel (1) oder bei in den Trog (7) eintauchendem Tauchkörper
die Fülleitung (30) freigibt.
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