DE2106538B2 - Verfahren zum Verringern des Flüssigkeitsgehaltes eines Schlammes aus fein verteiltem Feststoff - Google Patents
Verfahren zum Verringern des Flüssigkeitsgehaltes eines Schlammes aus fein verteiltem FeststoffInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verringern des Flüssigkeitsgehaltes eines Schlammes aus lein
verteiltem Feststoff, bei welchem die röhrenförmigen Körper einer aufrecht stehenden Röhrenfilterpresse in
ihre Stellung gebracht werden, worauf in das innere Abteil der Röhrenfilterpresse der Schlamm aus dem lein
verteilten Feststoff in solcher Weise eingebracht wird, daß er auf dem Boden des inneren Abteils aufgegeben
und im wesentlichen gleichförmig unter ausreichendem Druck um den inneren röhrenförmigen Körper verteilt
wird, um dieses Teil des inneren röhrenförmigen Körpers und des den unteren Teil des inneren Abteils
bildenden Filterelementes zu reinigen, worauf in das äußere Abteil der Röhrenfilterpresse ein hydraulisches
Medium eingebracht wird, das ein spezifisches Gewicht besitzt, das von demjenigen des Schlammes aus fein
VCrtciiiciTi PcStsiöff ϋΓΓι üiCnt mehr als 0,05 Einheiten
abweicht, und dieses hydraulische Medium während einer ausreichenden Zeit unter einem ausreichenden
Druck gehalten wird, um den Flüssigkeitsgehalt des Schlammes auf eine gewünschte Größe zu verringern,
worauf das hydraulische Medium aus dem äußeren Abteil abgelassen, dann die röhrenförmigen Körper der
Röhrenfilterpresse axial relativ zueinander in ihre zweite Stellung verschoben werden und dann der fein
verteilte Feststoff von der Oberfläche des Filterelementes entfernt wird, nach Patent 17 61 716.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Verbesserung des Verfahrens nach dem Hauptpatent dahingehend,
daß erhebliche Einsparung an Energie erreicht wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Medium unter
einem Druck unterhalb etwa 3 kg/cm2 in das äußere Abteil eingebracht wird, daß darauf der Druck des
hydraulischen Mediums auf einen ersten überatmosphärischen Druck im Bereich von etwa 3 bis 35 kg/cm2
erhöht und auf diesen ersten überatmosphärischen Druck solange gehalten wird, bis im wesentlichen kein
weiteres Filtrat mehr bei diesem ersten Druck entfernt werden kann, und daß anschließend der Druck des
hydraulischen Mediums auf einen zweiten, höheren überatmosphärischen Druck erhöht und dieser zweite,
höhere Druck solange aufrecht gehalten wird, bis im wesentlichen kein weiteres Filtrat bei diesem höheren
Druck aus dem fein verteilten Feststoff mehr entfernt werden kann.
Im Idealfall sollte der Druck in einer Serie von sehr kurzen Stufen gesteuert werden, wobei die Dauer jeder
Stufe so ist, daß im wesentlichen der maximale Betrag an Wasser ausgepreßt wird. In der Praxis würde aber
das Steuern eines solchen Verfahrenszyklus beträchtlich Schwierigkeiten bereiten, und es ist daher zweckmäßig,
den Druck zwei oder drei Stufen zu steigern.
Zum besseren Verständnis des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf das auf den Zeichnungen
dargestellte Ausführungsbeispiel Bezug genommen. Es stellt dar
F i g. 1 schematisch eine Anlage zum Betrieb einer Röhren-Filterpresse nach dem Verfahren gemäß der
Erfindung;
F i g. 2 eine Längsansicht teilweise im Schnitt der in Fig. 1 veranschaulichten Röhren-Filterpresse.
F i g. 1 zeigt die Röhren-Filterpresse in Verbindung mit ihrer zusätzlichen Ausrüstung. Die Röhren-Filterpresse
entspricht der in den Hauptpatent 17 61716 beschriebenen. Wie in F i g. 2 dargestellt, weist die
Röhren-Filterpresse einen inneren rohrförmigen Körper la und einen äußeren rohrförmigen Körper 16 auf,
die in ihrer ersten gegenseitigen Lage, der in F i g. 2 dargestellten Arbeitslage, zwischen sich eine ringförmige,
Kammer begrenzen, die an jedem Ende durch Dichtungsmittel Ic, die auf den inneren rohrförmigen
Körper angeordnet sind, abgedichtet wird. Eine undurchlässige elastische Hülse 1 d befindet sich in der
Kammer, ist an dem äußeren rohrförmigen Körper befestigt und begrenzt eine innere Abteilung 1 eund eine
äußere Abteilung if, die nicht miteinander in Verbindung stehen. Der innere rohrförmige Körper la hat
einen Einlaß 13, durch den Schlamm in die innere Abteilung Ie eingeführt werden kann. Ein Filterelement
ig ist rund um den inneren rohrförmigen Körper angeordnet und wird von diesem abgestützt. Ein Einlaß
16 für ein hydraulisches Druckmedium mündet in die
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dUUCIC /AULClIUlIg 1/. LVCI UIIiClC IUIlIlWIIIlIgC t\.KJl LICl 131
ferner mit Löchern für den Durchtritt von Filtrat versehen und mit einem Einlaß 21 zum Einleiten von
Druckluft in das Innere des inneren rohrförmigen Körpers und von dort zu der Innenfläche des
Fiiterelements.
Ein Tank 12 (F i g. 1) enthält Schlamm von feinzerteiltern
Feststoff, der behandelt werden soll. Der Tank ist mit einem Einlaß 13 der Röhren-Filterpressc über e>ne
Pumpe verbunden, die das zu filternde Material in die
Abteilung Ie einführt Das Material weist im allgemeinen
ein Festkörpergehalt von 40 Gewichtsprozent oder weniger auf. Ein EinlaO 16 an dem äußeren rohrförmigen
Körper der Röhren-Filterpresse ist mit einer Hochdruckpumpe 17 und mit einer reversiblen Niederdruck-Vakuumpumpe
19 verbunden. Die Pumpen 17 und 19 pumpen ein hydraulisches Medium aus einem Tank 15 und drücken es in die Abteilung if. Der Einlaß
16 ist ferner direkt mit dem Tank 15 verbunden. Das hydraulische Medium kann aus der Abteilung 1/durch
die reversible Pumpe 19 in den Tank 15 zurückgepumpt werden, wobei die elastische Hülse Ic/ sich gegen die
innere Wandung des äußeren rohrförmigen Körper hinbewegt. Die Zuführleitungen, die die einzelnen
Aggregate der Anlage miteinander verbinden, sind mit Ventilen versehen, damit die Aggregate zu der richtigen
Zeit in Betrieb gesetzt werden können.
Zunächst erstreckt sich die Gummihülse id gegen die innere Wandung des äußeren rohrförmigen Körpers
und die Abteilung 1/ ist leer. Eine kleine Menge von hydraulischem Medium wird dann durch die Pumpe 19
in die Abteilung Inzwischen der elastischen Hülse id
und der Innenwandung des äußeren rohrförmigen Körpers eingedrückt. Eine Menge von zu filterndem
Material wird dann durch die Pumpe 14 über den Einlaß 13 in die Abteilung 1 e zwischen der elastischen Hülse 1 d
und dem inneren rohrförmigen Körper eingedrückt. Dadurch erfolgt ein Säubern an dem unteren Teil des
Filterelements ig durch Entfernen von dort bei dem vorhergegangenen Arbeitszyklus zurückgebliebenen
Filterkuchen. Während dieser Reinigungsarbeit wird mehr hydraulisches Medium bei niedrigem Druck in die
Abteilung if hineingepumpt. Das verkleinert das Volumen der Abteilung 1 e, bis sie ganz mit zu filterndem
Material gefüllt ist. Die Filtration wird bei einem niedrigen Druck fortgesetzt, bis der Abfluß von Filtrat
im wesentlichen aufgehört hat. Zu dieser Zeit wird die Pumpe 17 in Beirieb gesetzt zum Hineindrücken von
hydraulischem Medium in die Abteilung l/unter einem höheren Druck. Zur gleichen Zeit wird das Filtrat, das in
das Innere des rohrförmigen Körpers eingetreten ist, durch ein nicht dargestelltes Siphonrohr abgeleitet.
Wenn der Filtrationsschritt beendet ist, wird die Zufuhr von hydraulischen Druckmedium gestoppt und die
Abteilung if unter Vakuum entleert. Wenn die Abteilung if entleert worden ist, und sich die elastische
Hülse gegen die innere Wandung des äußeren rohrförmigen Körpers gestreckt hat, wird der innere
rohrförmige Körper mittels einer Hubvorrichtung 20 abgesenkt, so daß sich die rohrförmigen Körper
zueinander in der nicht betriebsfähigen Stellung befinden (wie in Fig. 1 dargestellt), und der Filterkuchen,
der sich auf dem Filterelement ig befindet, wird durch Einführen von Druckluft durch das Rohr 21
hindurch hinter das Filterelement bei etwa 2 kg/cm2 durch kurze Luftstöße von 0,2 Sek. in etwa gleichen
Intervallen, z. B. durch 3 Stöße, abgeworfen. Wenn das Abwerfen des Filterkuchens beendet ist, wird der innere
rohrförmige Körper in seine frühere Lage angehoben,
und der Zyklus kann wieder beginnen.
Der neue Arbeitszyklus wird eingeleitet nach dem Absinken des Druckes auf der Innenseite des inneren
rohrförmigen Körpers. Die Druckpumpe 17 ist luftbetätigt und liefert einen Maximaldruck von 210 kg/cm2 und
eine maximale Durchflußmenge von etwa 18 Litern/ min.
Die Erfindung ist weiter erläutert durch die nachfolgenden Beispiele.
Ein Kaolinschlamm mit einem spezifischen Gewicht von 1,2 wurde in die innere Abteilung Ie beschriebenen
beschrieben Röhren-Filterpresse bei einem Druck von etwa 2 kg/cm2 eingeführt, während ein hydraulisches
Druckmedium von etwa gleichem spezifischen Gewicht in die äußere Abteilung if der Röhren-Filterpresse
eingeführt wurde. Das Einleiten von hydraulischem Medium wurde begonnen kurz vor dem Eintreten des
Schlammes, so daß die Gummihülse id zu dem inneren rohrförmigen Körper hingedrückt wurde, der ringförmige
Zwischenraum, durch den der Schlamm in die zweite Abteilung eintritt, eingeengt wurde und dadurch
eine Säuberungswirkung hervorgerufen wurde. Das hydraulische Medium wurde bei einem Druck von
7 kg/cm2 hineingepumpt, aber das Einströmen in die äußere Abteilung war gedrosselt, so daß die Abteilung
nicht ganz voll war, bis die gewünschte Menge des Schlamms in die innere Abteilung eingeführt war. Der
Schlamm war dann einem Druck von 7 kg/cm2 unterworfen, bis das Abfließen von Filtrat aufhörte,
worauf der Druck des hydraulischen Mediums auf 35 kg/cm2 gesteigert wurde für eine genügend lange
Zeit, um soviel von dem Restwasser durch das Filterelement ig zu drücken, wie bei diesem Druck
ausgepreßt werden konnte. Der Arbeitszyklus wurde dann in der Weise fortgesetzt, die im Hauptpatent
17 61 716 beschrieben ist.
Bei diesem Beispiel wurde während des Füllschrittes das hydraulische Medium in die äußere Abteilung ohne
Drosselung eingeführt, aber bei einem Druck von etwa 1,5 bis 2 kg/cm2, während der China-Tonschlamm bei
2 kg/cm2 eingeführt wurde. Wenn genügend Schlamm eingeführt worden war, wurde der Druck des hydraulischen
Mediums auf einen Wert im Bereich von etwa 3 bis 35 kg/cm2 und schließlich auf einen Wert von etwa
70 kg/cm2 vergrößert.
Bei diesem Beispiel wurde das hydraulische Medium in die erste Abteilung mittels einer drehzahlveränderlichen
Pumpe eingeführt. Das Druckmedium konnte bei einem Druck im Bereich von etwa 3 bis 35 kg/cm·
eingeführt werden, aber die der Pumpe war so gesteuert, daß die erste Abteilung nicht ganz gefüllt war,
bis genügend Schlamm in die zweite Abteilung eingeführt worden war.
Zv. ei Proben einer Dispersion von Gluten — das ist ein Proteinprodukt, welches bei der Herstellung von
Stärkemehl gewonnen wird — von denen jede 15 Gewichtsprozent von Feststoff enthielt, wurden in
der oben beschriebenen Röhren-Filterpresse auf zwei verschiedenen Wegen eiiiwäsSci i:
Die erste Probe von GIutensuspension wurde in die innere Abteilung der Röhren-Filterpressen bei
einem Druck von etwa 2 kg/cm2 eingeführt, während das hydraulische Medium in die äußere
Abteilung der Röhren-Filterpresse eingeführt wurde. Sobald die innere Abteilung mit GIutensuspension
gefüllt war, wurde der Druck des hydraulischem Mediums auf etwa 105 kg/cm2
gesteigert und dieser Druck 20 Minuten beibehalten. Der Filterkuchen wurde dann ausgebracht und
es wurde festgestellt, daß er ein Gewicht von 6,35 kg hatte und 57,8 Gewichtsprozente Feststoff
enthielt.
Die zweite Probe von Gluiensuspension wurde in die innere Abteilung der beschriebenen Röhren-Filterpresse
bei einem Druck von etwa 2 kg/cm2 eingeführt, während das hydraulische Medium in
die äußere Abteilung unter einem Druck von etwa 2 kg/cm2 eingeführt wurde. Der Fluß des hydrauli-
sehen Mediums war so gedrosselt, daß die verlangte Charge von GIutensuspension in die
zweite Abteilung eingeführt war, bevor die äußere Abteilung gan;: mit hydraulischem Medium gefüllt
war. Der Druck des hydraulischen Mediums wurde auf 2 kg/cm2 gehalten für 14 Minuten und wurde
dann auf etwa 105 kg/cm2 gesteigert für weitere 9 Minuten. Der Filterkuchen wurde dann herausgebracht,
und es wurde festgestellt, daß er ein Gewicht von 6,35 kg hatte und 34,2 Gewichtsprozent
Feststoffe enthielt.
Es ist zu erkennen, daß, obwohl das Verfahren (2) einen geringfügig "weniger trockenen Kuchen hervor-
-brachte, die verbrauchte Energie beim Verfahren (2) für die Gewichtseinheit von trockenem Feststoff nur etwa
25% der beirn Verfahren (1) für die Gewichtseinheit von
trockenem Feststoff verbrauchten Energie war.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zum Verringern des Flüssigkeitsgehaltes eines Schlammes aus fein verteiltem Feststoff, bei welchem die röhrenförmigen Körper einer aufrecht stehenden Röhrenfilterpresse in ihre Stellung gebracht werden, worauf in das innere Abteil der Röhrenfilterpresse der Schlamm aus dem fein verteilten Feststoff in solcher Weise eingebracht wird, daß er auf den Boden des inneren Abteils aufgegeben und im wesentlichen gleichförmig unter ausreichendem Druck um den inneren röhrenförmigen Körper verteilt wird, um diesen Teil des inneren röhrenförmigen Körpers und des den unteren Teil des inneren Abteils bildenden Filterelemente;; zu reinigen, worauf in das äußere Abteil der Röhrenfilterpresse ein hydraulisches Medium eingebracht wird, das ein spezifisches Gewicht besitzt, da« von demjenigen des Schlammes aus fein verteiltem Feststoff um nicht mehr als 0,05 Einheiten abweicht, und dieses hydraulische Medium während einer ausreichenden Zeit unter einem ausreichenden Druck gehalten wird, um den Flüssigkeitsgehalt des Schlammes auf eine gewünschte Größe zu verringern, worauf das hydraulische Medium aus dem äußeren Abteil abgelassen, dann die röhrenförmigen Körper der Röhrenfilterpresse axial relativ zueinander in ihre zweite Stellung verschoben werden und dann der fein verteilte Feststoff von der Oberfläche des Filterelementes entfernt wird, nach Patent 1761716, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Medium unter einem Druck unmittelbar etwa 3 kg/cm2 in das äußere Abteil eingebracht wird, daß darauf der Druck des hydraulischen Mediums auf einen ersten überalmosphärischen Druck im Bereich von etwa J bis 35 kg/cm2 erhöht und auf diesem ersten überatmosphärischen Druck solange gehalten wird, bis, im wesentlichen kein weiterei. Filtrat mehr bei diesem ersten Druck entfernt werden kann, und daß anschließend der Druck des hydraulischen Mediums auf einen zweiten, höheren überatmosphärischen Druck erhöht und dieser zweite, höhere Druck solange aufrecht erhalten wird, bis im wesentlichen kein weiteres Filtrat bei diesem höheren Druck aus dem fein verteiltem Feststoff mehr entfernt werden kann.
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