DE2106538C3

DE2106538C3 - Verfahren zum Verringern des Flüssigkeitsgehaltes eines Schlammes aus fein verteiltem Feststoff

Info

Publication number: DE2106538C3
Application number: DE2106538A
Authority: DE
Inventors: Ralph Derek St. Austell Cornwall Gwilliam (Ver. Koenigreich)
Original assignee: English Clays Lovering Pochin & Co Ltd St Austell Cornwall (ver Koenigreich)
Current assignee: English Clays Lovering Pochin & Co Ltd St Austell Cornwall (ver Koenigreich)
Priority date: 1967-06-29
Filing date: 1971-02-11
Publication date: 1980-10-16
Also published as: DE2106538B2; GB1351943A; BE762782R; DE2106538A1; NL7101841A; FR2083073A6

Description

ferner mit Löchern for den Purcbtritt 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 Filterelements.

Ein Tank 12 (F i g, 1) enthält Schlamm von feinzerteiltem Feststoff, der behandelt werden soll. Der Tank ist mit einem Einlaß 13 der Röhren-Filterpresse über eine Pumpe verbunden, die das zu filternde Material in die Abteilung Ie einführt Das Material weist im allgemei- to nen ein Festkörpergehalt von 40 Gewichtsprozent oder weniger auf. Ein Einlaß 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 Xf. 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 Xd 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 Xdgegen die innere Wandung des äußeren rohrförmigen Körpers und die Abteilung Xf ist leer. Eine kleine Menge von hydraulischem Medium wird dann durch die Pumpe 19 in die Abteilung 1/zwischen der elastischen Hülse Xd 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 Iezwischen der elastischen Hülse Xd und dem inneren rohrförmigen Körper eingedrückt Dadurch erfolgt ein Säubern an dem unteren Teil des Filterelements Xg durch Entfernen von dort bei dem vorhergegangenen Arbeitszyklus zurückgebliebenen Filterkuchen. Während dieser Reinigungsarbeit wird mehr hydraulisches Medium bei niedrigem Druck in die Abteilung Xf hineingepumpt Das verkleinert das Volumen der Abteilung Ie₁ bis sie ganz mit za 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 Betrieb 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 Xf unter Vakuum entleert Wenn die Abteilung Xf 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 F i g. 1 dargestellt); und der Filterkuchen, der sich auf dem Filterelement Xg 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 «eine 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.

Beispiel 1

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 Xf der Röhren-Filterpresse eingeführt wurde. Das Einleiten von hydraulischem Medium wurde begonnen kurz vor dem Eintreten des Schlammes, so daß die Gummihülse Xdzu dem inneren rohrförmigen Körper hingedrückt -i-urde, der ringförmige Zwischenraum, durch den der Fehlamm in die zweite Abteilung eintritt eingeengt wurde und dadurch eine Säuberungswirkung hervorgerufen wurde. Das hydraulische Medium wurde bei einem Druck von 7 kg/cra² 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 Xg zu drücken, wie bei diesem Druck ausgepreßt werden konnte. Der Arbeitszyklus wurde dann in der Weise fortgesetzt, die im Hauptpatent 17 61716 beschrieben ist

Beispiel 2

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

Beispiel 3

Bei diesem Beispiel wurde das hydraulische Medium in dit erste Abteilung mittels einer drehzahlveränderlichen Pumpe eingeführt Das Druckmedium konnte bei einem Druck im Bereich von etwa 3 bis 35 kg/cm² 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.

Beispiel 4

Zwei 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 entwässert:

Die erste Probe von Glutensuspension 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 Glutensuspension gefüllt war, wurde der Druck des hydraulischem Mediums auf etwa 105 kg/cm² gesteigert und diener Druck 20 Minuten beibehalten. Der Filterkuchen wurde dann ausgebracht und es wurde festgestellt, daß er ein Gewicht von 6,35 kg hatte und ii7,8 Gewichtsprozente Feststoff enthielt.

Die zweite Probe von Glutensuspension 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 Glutensuspension in die zweite Abteilung eingeführt war, bevor die äußere Abteilung ganz 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 beim Verfahren (I) für die Gewichtseinheit von trockenem Feststoff verbrauchten Energie war.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

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 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 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 17 61716, 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 eiaen ersten überatmosphärischen Druck im Bereich von etwa 3 bis 35 kg/cm² erhöht und auf diesem 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 erhalten wird, bis im wesentlichen kein weiteres Filtrat bei diesem höheren Druck aus dem fein verteiltem Feststoff mehr entfernt werden kann.

Die Erfindung betrifft ein 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 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 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,

s 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 Fflterelementes 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.

is 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 überatmosphätischen 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 erfindungsgeinäßen 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 F i g. 1 veranschaulichten Röhren-Filterpresse.

Fig. 1 zeigt die Röhren-Filterpresse in Verbindung mit ihrer zusätzlichen Ausrüstung. Die Röhren-Filterpresse entspricht der in den Hauptpatent 17 61716

so beschriebenen. Wie in Fig.2 dargestellt, weist die Röhren-Filterpresse einen inneren rohrförmigen Körper la und einen äußeren rohrförmigen Körper Xb 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 id befindet sich in der Kammer, ist an dem äußeren rohrförmigen Körper befestigt und begrenzt eine innere Abteilung Ie und 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 äußere Abteilung if. Der innere rohrförmige Körper ist