DE2107760A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Filtern - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum FilternInfo
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Description
Hydroaation filter Company
39201 Amrhein Road
Livonia, Mich.4815O/USA
Die Erfindung betrifft ein Tiefbettfilter, das eine Ein-
und ein· mit Abstand dasu angeordnete Auslaßöffnung afweist,
»wischen denen ein Filtermittel angeordnet ist«
Xn der Industrie gibt es viele Gebiete, bei denen eine xuüoesu
absolut· Klarheit einer bestimmten Flüssigkeit gefordert wird, wobei das Mad für Klarheit oder Reinheit in Teilen Schaut»
i% Milliard· (109) ϊ·11· Flüssigkeit ausgedrückt wird. Bin·
derartige Reinheit ist bei Kraftwerken, bei der Herstellung von pharmaxeutisehen Präparaten, von Chemikalien und verschiedener Fäden erforderlich·
Beispielsweise bei Kraftwerken, bei denen die Wärmeenergie von
Dampf mittels einer Turbine in mechanische Ee-nergie umgewandelt wird, ist es erforderlioh, daß der Dampf und das Kondensat so rein wie möglich sind. Bas Vorhandensein von mitgeführten Partikeln im Kondensat und im Dampf bewirkt, daß
diese Partikel auf die Turbinenschaufeln aufprallen und dadurch, beträchtlichen Schaden und Abnutzungen an den Schaufeln
un& anderen. ~s weg Hohen Teilen der Turbine, im Rohrsystem,
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P Ii l>7 1 ί()- 1- 17
den Ventilen usw. hervorrufen. Um «ine maximal· Lebensdauer
der Ausrüstung eines Turbinenkraftwerke ε su er sielen, ist es allgemein UbIiOh9 das Kondensat oder das heiße Wasser auf
den höchstmöglichen Grad τοη Reinheit su filtern, bevor das
Kondensat wieder verdampft wird· Der erforderlieh· Reinheitsgrad wird deutlich, wenn man ihn mit der Reinheit normalen
Trinkwassers vergleicht. Trinkwasser, wie es aus der Wasserleitung kommt, d.h., nachdem es im Rohrsystem vorhanden·
Stoffe mitgenommen hat, sollte ein· Reinheit in der Größenordnung von 1 bis 2 feilen j· Million (1-2 ppm) haben. Bei
Turbinenkraftwerken 1st jedoch «ine Reinheit von 5 Teilen je Milliard· erforderlich, d.h. eine Reinheit, die 200 bis
400 mal größer ist als von Trinkwasser.
Natürlich 1st es außerordentlich schwierig, diesen Reinheitsgrad su erzielen. Das am meisten zur Anwendung kommende Verfahren besteht darin, daß auf Hülsen oder Filterrohren Zellulosefasera vorher angesaugt (angeschwemmt) werden, um su Anfang das perforiert· Filterelement aus rostfreiem Stahl
abzudichten· Bann wird eine sweite Schicht auf der Schicht aus Zellulosefasern angeschwemmt· Di· am geeignetstem aus
einem Harz einer Partikelgröße besteht, daß es «in Sieb
einer Maschenweite von 0,074 mm (7VU) passiert. Tatsächlich
sollte eine beträchtlich« Menge des Harzmaterials ein Sieb einer Maschenweite von 0,44 mm (44/u) passieren. Diese Harzgranulatpartikel haben gewöhnlich Kugelform und können nicht
ohne dl· erste Schicht aus Zellulosefasern festgehalten werden.
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Beim Durchgang von Dampfkondensat durch. Harzmaterial,
das auf swei lellulosefaserschichten aufgebracht ist, kann
der im Kondensat mitgeführte Schmutzanteil auf etwa 100 bis
10 Teile je 109 Teile Flüssigkeit reduziert werden. Wenn
das Harz Infolge der Ablagerung Ton Partikeln darauf erst
einmal verstopft ist, werden die Zellulose-und die Harzschicht als Abfall verworfen·
Diese Art des Filterns hat verschiedene Mangel und kommt nur
deshalb zur Anwendung, weil es ».Zt. die einzige praktische
Möglichkeit ist, den erforderlichen Reinheitsgrad zu erzielen· Einmal darf bei den z.Zt. verwendeten Harz- und Zellulosematerialien die 7/ärme 65° G nicht übersteigen. Da das Kondensat nach seinem Durchgang durch die Turbine eine Temperatur
von 26Ü° 0 aufweist, muß es durch Wärmeaustausch auf 65° C
gekühlt werden. Ks ist klar, daß hier eine enorme Wärmemenge verloren geht. Zum anderen wird das Abwasser von den Wärmetauschern wieder in den Strom, aus dem es entnommen wurde,
zurückgeführt, was in den Strömen zu Wärmepollution führt. Schließlich wird das Kondensat, nachdem es das Filtermittel
passiert hat, wieder erhitzt, bevor es in den Kessel eintritt, wodurch weitere Wärme aufgenommen wird. Die Notwendigkeit,
die Temperatur des Kondensats so weit zu reduzieren, daß es gefiltert werden kann, erfordert kostspielige Ausrüstungen,
ist mit enormen Wärmrrerlusten verbunden und erzeugt Pollution·
v'/eiterhin sind die Harze, die als abschließende Filtermittel auf dem mit zellulosischen Fasern vorbe schichtet en Filterelement verwendet werden, außerordentlich teuer und müssen,
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nachdem sie einmal verwendet worden sind9 Terworfen werden.
Biese Probleme, die das als Abfall anfallende Harz mit sich bringen, sind bei Atomkraftwerken besonders schwerwiegend,
da alle Abfälle radioaktiv sind und in sehr mühsamen Arbeitsgängen entfernt werden müssen·
Alles zusammenfassend dürfte es einleuchten, daß beträchtliche Ersparnisse bezüglich der Betriebskosten erzielbar
sein wurden, wenn das Dampfkondensat bei einer Temperatur von 260° 0 bis 515° G oder irgendeiner anderen über der jetzt
möglichen Temperatur von 65° C liegenden Temperatur gefiltert werden könnte· Das Hauptproblem beim Filtrieren auf einen
hohen Beinheitsgrad (wie zuvor in Verbindung mit der Filtrierung von Dampfkondensat beschrieben, was jedoch auch bei
der Herstellung von pharmazeutischen Präparaten, Chemikalien, Nahrungsmitteln u. dgl. zutrifft) beruht auf der Tatsache,
daß alle Materialien in V/asser oder anderen üblichen Lösungen etwas löslich sind. Weiterhin muß ein geeignetes Material
gegenüber allen gebräuchlichen Chemikalien inert und in der Lage sein, erhöhten Temperaturen zu widerstehen· Außerdem
muß das Material bestimmte Filtrationseigenschaften aufweisen, wie z.B. die Fähigkeit, auf einem Filterrohr angeschwemmt
werden zu können, besitzen, um die Sieböffnungen des Filterrohres während der Vorbeschichtung zu überbrücken, sowie gut
zu filtern·
Es wurde ferner festgestellt, daß alle der vielen Kombinationen
der Grundmethoden des sogenannten Tiefbettfilterne Gebrauch
von einem ausgedehnten Filterbett entweder während des
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Filtriervorganges oder während des Heinigens oder beiden machen,
wodurch niehtentf ernte Sehmutepartikel willkürlich verteilt
im Filtermittel verbleiben. Natürlich werden einige dieser willkürlich verteilten Sohmutspartikel mit durch den Eeinwasseraus-IaS ausgetragen, wenn die Filterung wieder aufgenommen wird·
Dieses Ausspülen suvor eingefangener Sohmutspartikel auf der
Filtratseite des Filtermittels wird gewöhnlich als "Durchbrach"
bezeichnet und ist im allgemeinen einfach nur bei de» üblichen
Die großräumigen Filterbetten, verbunden mit dem Waschen oder
Rühren der bekannten Filtrierverfahren sind für die meisten
üblichen Filtrieranfänderungen, *.B. Trinkwasser und einige
Abwasserbehandlungen, ausreichend, es besteht jedoch ein stetig wachsender Bedarf an Filterverfahren, die ständig ein hochreines
Fiitrat ohne Durohbruch von Verunreinigung ergeben.
Nach beträchtlichem Studium und Versuchen, bei denen But send· von
Materialien hinsichtlich ihrer Lösbarkeit, ihres chemischen Widerstandes, ihrer Temperaturbeständigkeit, Ansohwemmbarkeit und FiI-trierfähigkeit untersucht wurden, wurde festgestellt, daß Alumini
oxyd (Al2Ox) ein geeignetes Filtermittel sur Verwendung unter
d,en suvor beschriebenen Bedingungen ist·
Leider ist Aluminiumoxyd ein siemlich schweres Material mit starken
Abriebeigenschaften. Durch die Erfindung sind spesielle Handhabungsvorriohtuagen und Verfahren geschaffen worden, die nachfolgend
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'beschrieben werden und die die Verwendung von Aluminiumoxyd als
Filtermittel in der Praxis ermöglichen.
Die Erfindung offenbart weiterhin ein Filterverfahren, bei dem das
aus einer Aluminiumoxydmasse bestehende Filtermittel in kompaktem Zustand und in im wesentlichen gleicher Form sowohl während des
Filtrier ens als auch während des Regenerieren· gehalten wird,
wobei der Strom der Regeneriertlüssigkeit im wesentlichen umgekehrt und mit einer doppelt so großen Geschwindigkeit wie der
su filtrierende Strom verläuft. Durch die Aufrechterhaltung eines
kompakten Filtermittels aus AluminlumoxyA sowohl während des Filtrieren* als auch während des Regenerieren« und durch den sum
su filtrierenden Strom umgekehrt verlaufenden Eegenerieratrom
wird ein sehr hoher Reinheitsgrad des Filtrate er sielt, ohne Sshmutspartlkel über den Körper des aus Aluminiumoxyd bestehenden
Filtermittels su verteilen· So 1st es gemäß der Erfindung möglich»
Filtrieren und Regenerieren wiederholt durchzuführen, wobei das
Filtermittel fest an Ort und Stelle verbleibt und wobei keine Durohbrüche von Sehmutspartikeln bei Beginn der Wiederaufnahme
des Filtriervorgang*· auftreten·
Beispielsweise haben Betrlebsversuohe, die nach dem erfindungsgemäßes? Varfahr&ii und der Vorrichtung durchgeführt wurden, wiederholt einen Reinheitsgrad von V/asser ergeben, der geringer als ein
Teil Je 109 XIe Wasser war, wobei die Reinheit des einströmenden
Wasser· etwa 10 Sie / 109 TIe Wasser betrug· Diese Reduzierung der
schwebenden Feststoffe auf 10 000 t 1 wurde mit einem Aluminlumoxydgranulat einer Teilchengröße von 0,147 bis 0,042 mm bsi
einer Filtrierströmungsgeschwindigkeit von 500 bis 1000 l/min Je m2
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Auslassöffnung und einer Regeneierströmung Ton 1 500 bis 3
1/ain je *2 Auslaßöffnung erzielt·
Da gemäß der Erfindung der Filtermittelkörper Jjner an Ort und
Stelle verbleibt, braucht das Filtermittel aus Aluminiumoxyd,
das schwer und abreibend sowie in den meisten Fällen schwer su handhaben ist, nicht bewegt su werden· Weiterhin ist es ein Torteil,
irgendein radioaktives Material, wie es in Atomkraftwerken der Fall ist, nicht handhaben zu müssen·
Obwohl das Prinzip dieses Teils der Erfindung nicht voll
durchschaubar ist, ist gefunden worden, daß, wenn man es mit derart kleinen ächmutspartikeln su tun hat, durch die Umkehrung
und wesentliche Vergrößerung mindestens Verdoppelung der Strömungsgeschwindigkeit
bei Aufrechterhaltung eines kompakten Filtermittels die Schmutzpartikeln vom Filtermittel zur Einströmaeit·
des Filtermittels hin gewaschen werden· Die Schaut zpartikel werden einfach zur Einlaßseite des Filtermittelbettes oder
wenigstens in Richtung dahin zurückgespult· Die Partikel werden durch eine hohe Strömungsgeschwindigkeit der Regenerierflüssigkeit,
die wenigstens doppelt so groß ist wie diejenige, di· die Partikel in das Bett getragen hat, in einer bestimmten
gewünschten Sichtung bewegt· Ba die Partikel nicht umgekehrt genau su ihren Eingangsbahnen wandern können, verhindert der
verstärkte, in umgekehrte Richtung verlaufende Flüssigkeitsstrom
unmittelbar sum £inlaß der su reinigenden Flüssigkeit hin di·
willkürliche Verteilung irgendwelcher verbleibenden Sohautspartik«!
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im Körper des Filtermittels aus Aluminiumoxyd und rerhindert
im besonderen irgendwelche Bewegung dieser Partikel sum Auslaß
für reine Flüssigkeit hin.
Die besonderen Eigenschaften der Filtervorrichtung und die speziellen Handhabungstechniken, die bei der Herstellung eines
geeigneten Aluminiumoxydmittels, bei der Regenerierung des Mittels sur Wiederverwendung und bei dem Wiederaufbau des
Filtermittels zur Anwendung kommen, sollen nachfolgend beschrieben werden. Es wird darauf hingewiesen, daß die Vorrichtungsmerkmale
und Verfahrenstechniken, die hier beschrieben und beansprucht werden, speziell geeignet sind, um Aluminiumoxyd
od. dgl· schwere Materialien zu handhaben.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Filtermittel vorzusehen, das im wesentlichen aus Aluminiumoxydgranulat besteht.
Ferner soll ein Filtrierverfahren geschaffen werden, bei dem
eine feste Verunreinigungen enthaltend· Flüssigkeit durch ein Filtermittel geführt wird, das im wesentlichen aus Aluminiumoxydgranulaten
besteht und eine in Richtung der Flüssigkeitsströmung gemessene Dicke von wenigstens 25 mm hat.
Schließlich soll eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Filtervorrichtung, insbesondere ein (Piefbettfilter, geschaffen
werden mit einer Ein- und einer Auslaßöffnung, die mit Abstand zueinander angeordnet sind, wobei das Filtermittel zwischen
den öffnungen angeordnet ist·
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Sie Aufgabe wird im wesentlichen gelöst durch ein Tief%bettfilter,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß es als Filtermittel
einen Körper aus Aluminiumoxid aufweist, der zwiachen
dem Ein- und dem Auslaß angeordnet ist, wobei Mittel vorgesehen sind, um das Aluminiumoxyd aus seinem Bett zu entfernen
und es durch,Entfernung der darin enthaltenen Schmutzpartikel
wieder zu aktivieren und es wieder in sein Bett zurückzuführen.
Bas Verfahren nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch
nitrieren des. HItermittele, während der Pilteraittelkörper
in einem kompakten Zustand gehalten wird und Ausspülen eingeführten Schmutzes durch einen Strom von Eegenerierflüssigkeit,
der in umgekehrter Sichtung zur Filtrierströmung und alt einer
wesentlich größeren Strömungsgeschwindigkeit als diese verläuft· Der Filtermittelkörper behält dabei im wesentlichen die gleich·
Form und den kompakten Zustand bei, den dieser während des Filtrieren hat·
Andere Ziele und Merkmale der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele zu entnehmen, die
in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Es zeigern
, Fig. 1 einen vertikalen Schnitt eines Tiefbettfliters, das
einen Teil der Filtriervorrichtung der Erfindung bildet}
Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1;
• 10 -
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Fig. 3 eine schematische Darstellung der gesamten Filtriervorrichtung gemäß der Erfindung unter Verwendung des
in Fig· 1 gezeigten Tiefbettfiltersj
Fig· 4 eine sehenatische Ansicht, teilweis· im ,Schnitt einer
Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes;
Hg· 5 einen vergrößerten Schnitt eines Teiles der Ausführungsfora
nach Fig· 4;
Fig. 6 einen Schmitt nach Linie 6-6 der Hg. 5;
Fig. 7 ein· ähnlich« Ansicht wie Fig. 4, jedoch einer etwas
abgewandelten Ausführungsform des Erfindun^sgegen-Standes;
Fig. 8 einen vergrößerten Schnitt nach Lini« 8-8 der Fig* 7;
Fig. 9 ein· ähn&sh· Aneicht wie Fig. 4, jedoch einer abgewandelten
Form des Erfindungsgegenstandes; und
Fig. 10 einen Schnitt nach Lini· 10-10 der Fig. 9·
Zn Fig. 1 ist mit 10 ein Druckbehälter geschweißter Stahlkonstruktion
bezeichnet, der eine zylindrische Seitenwand 11, einen oberen, gewölbten Deckel 12 und eine unter gewölbte
stirnwand 13 aufweist.
- 11 - f BAD ORIGINAL
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Innerhalb des Druckbehälters sind mehrere, sich vertikal abwärts
erstreckende Auslaßrohre 15 und Einlaßrohre 16 angeordnet, die einen radialen Abstand zueinander haben. Biese Bohre 15
und 16 weisen im wesentlichen den gleichen Aufbau auf und bestehen bei der bevorzugten Ausführungsform aus normalen Rohrabschnitten
aus rostfreiem Stahl oder anderem ähnlichen Material, das eine Vielzahl von radialen Perforationen 17 aufweist, dl·
vorzugsweise kleiner als 0,076 mm im Durchmesser sind.
Jedes der Rohre 15 und 16 ist von einem Drahtsieb aus rostfreiem Stahl oder einem Gewebe 18 umgeben, das fest am Bohr
anliegt und eine Anschwemmung mit Filtermittel erhält, wie dies nachfolgend noch eingehend beschrieben werden wird·
Die Auslaßrohre 15 stehen mit einem oberen, horizontalen Auslaßsaiamelrohr
20 in Verbindung, das radial aus dem oberen Ende des Druckbehälters 10 vorsteht und im wesentlichen die Bohre 15
überdeckt, die über Bogenstücke 21 damit verbunden sind. Geeignete Verbindungsstücke 22 und Verbindungsrohre 23 verbinden
die Bohre 15 mit den Bogenstücken 21 und der Auslaßleitung 20. Ähnliche Sammelrohre 24, Verbindungsstücke 25 und Verbindungsrohre 26 verbinden die Einlaßrohre 16 mit der Auslaßleitung 27»
die durch das obere Ende des Druckgefäßes 10 nach außen vorsteht. Nur die unteren Enden der Auslaßrohre 15 sind in gleicher
V/eise durch Bogenstücke 28 und geeignete Rohre 29 mit einer Bücklaufleitung 30 verbunden, die am unteren Ende des Druckbehälters
nach außen vorsteht. Eine Ablaßleitung 32 ist am tiefsten Punkt der unteren Stirnwand 13 vorgesehen, während eine
Fülle!tune 33 in die oberste Stelle des Deckels 12 einmündet.
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- 12 -
Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich, ist eine Vielzahl von Rohren 15 und 16 vorgesehen, die in radialer und Umfangsrichtung
so auf Abstand angeordnet sind, daß der kleinste Abstand zwischen irgendeinem Einlaßrohr 16 und irgendeinem Auelaßrohr
15 nicht kleiner als 25 mm ist·
Wie weiterhin aus Fig· 1 ersichtlich, ist der Druckbehälter 10 mit einem Körper aus Filtermittelteilchen gefüllt, im ganzen
mit 35 bezeichnet, wobei das bevorzugte Filtermittel gemäß der Erfindung Aluminiumoxyd ist* Aluminiumoxyd, das besonders
bevorzugt wird, ist gebranntes 4-I2O, und hat folgende chemische
Analyse:
Ka2O 0,04 %
SiO2 0,10 %
Fe2O5 0,03 %
Al2O5 99,70 %
Es fet somit ersichtlich, dass das bevorzugte gebrannte Aluminiumoxyd
einen hohen Reinheitsgrad, in der Größenordnung von 99 °/o
Ο,, aufweist·
Das bevorzugte gebrannte Aluminiumoxyd ist fein gemahlen und
gibt folgende Siebanalyse1
auf einem Sieb einer lichten
Maschenweite von
Maschenweite von
zurückbleibende
Ai20j-O?eilchen 5-15 % 70-90 % 97-99 %
durchgehende
209836/0401 -13-
Gebrannte Aluminiumoxyde mit der vorstehenden chemischen-Analyse
und der Siebanalyse oder Äquivalente davon sind im Handel erhältlich·
ASOM B-11-61,
Mittels der US-Früfsiebe/oder einer anderen Siebreihe kann ohne weiteres bestimmt werden, daß das Aluminiumoxyd der bevorzugten Ausführungsform eine durchschnittliche Partikelgröß· von unter 149 JQm und über 44/Um aufweist«
Mittels der US-Früfsiebe/oder einer anderen Siebreihe kann ohne weiteres bestimmt werden, daß das Aluminiumoxyd der bevorzugten Ausführungsform eine durchschnittliche Partikelgröß· von unter 149 JQm und über 44/Um aufweist«
Es wird nunmehr auf die unteranlage nach Fig* 3 Bezug genommen,
aus der ersichtlich ist, daß der Druckbehälter 10 mit ftfein
gemahlenem AluminiumOKydgranulat der vorstehend beschriebenen Art bis zu einer Höhe gefüllt ist, die über den Bogenstücken
21 und 24 liegt, so daß die Bohre 15 und 16 vollständig im
Filtermaterial eingebettet und wenigstens 25 mm voneinander
durch Aluminiumoxydgranulat getrennt sind» Die Art und Weise
das
wie das Gefäß gefüllt und/Aluminiumoxyd auf den Rohren angeschwemmt
wird, soll nachfolgend in Verbindung mit der Regenerierung des Filtermittels beschrieben werden·
Die Leitung 27 ist mit einem Ventil V1 versehen und mit einem Vorrat für zu regenerierende flüssigkeit verbunden, beispielsweise
mit einem Vorrat von Kondenswasser einer Dampferzeugungsanlage. Diese zu reinigende, Schmutz-beladene Flüssigkeit
strömt durch die Leitung 27 und die Verbindungs leitungen in
die üammelrohre 24 und durch die Verbindungsstücke 25 in die
einzelnen, mit radialem Abstand angeordneten Einlaßrohre 16· Die Flüssigkeit strömt entlang den Einlaßrohren 16 und tritt
durch die Perforationen 17 aus, um durch das Filtermittel-
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granulat 35 in die Auslaßröhre 15 au strömen. Si· Flüssigkeit
verläßt die Rohre 15, indem sie aufwärts und durch die Sammelrohre 24·, die Bogenstücke 21 und die Verbindungsrohre
in das Auelaßrohr 20 strömt, das mit einem Ventil V2 versehen ist* Dies ist der normale Betriebsfluß der Flüssigkeit durch
das Filter 10» wobei alle festen Verunreinigungen der durch
das Rohr 27 einströmenden Schauts-beladenen Flüssigkeit in
den Zwischenräumen des fein zerteilten Filtermittels 35 während des Durchflusses eingefangen werden.
* Es ist durch Versuche festgestellt, daß in das Filter einströmende, IU reinigende Flüssigkeit mit einem Schmutzgehalt
von 10 ppm den Filter als reine Flüssigkeit mit einem Schmutzanteil
von weniger als 5 Teilen/1O° Teile Flüssigkeit verließ.
Wenn der Schmutzgehalt der einströmenden Flüssigkeit in der
Größenordnung von 100 Teilen/IO* Tin Flüssigkeit lag, betrug
der Schmutzanteil der ausströmenden Flüssigkeit weniger als 3 Teile/10' TIn Flüssigkeit· Diese Resultate bestätigen die
Filtereigenschaften des Aluminiumoxyds und entsprechen den ) Betriebaanforderungen für die Kondenaatfiltrierung in Kraftwerken
und dergleichen.
normale Einströmung in das Filtermittels und die Ausströmung
aus dem Filtermittel wird solange fortgesetzt, bis sich G Fremdmaterial im Filtermittelkörper 35 angesammelt hat, um
den Flüssigkeitsstrom dadurch zu behindern oder bis die
- 15 -
BAD
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Ausströmung durch die Leitung 20 eine unzulässige Trübung
aufweist. Entweder der Strömungswiderstand durch das Filtermittel oder eine solche Trübung kann benutzt werden, um die
Notwendigkeit der Regenerierung des Filtermittels festzu·
ateIJen. Wenn es zweckmäßig ist« das Filtermittel bei Druckabfall
am Filtermittel zu regenerieren, kann ein einfaches Manometer in der Einlaßleitung 27 angeordnet werden, das
ein hörbares oder sichtbares Signal auslöst oder selbsttätig den Regeneriervorgang einleitet. Wahlweise kann eine die
Trübung stündig überwachende Anlage in die Auslaßleitung 20
eingebaut werden, die ebenfalls ein hör» oder sichtbares Signal
gibt oder selbsttätig den Regeneriervorgang des Filtermittels einleitet·
Um das Filtermittel zu regenerieren, besteht der erste erforderliche Schritt darin, daß die Ventile V1 und 72 geschlossen
werden, um den Flüssigkeitsstrom durch den Behälter 10 abzuschalten. Als nächstes wird das in der Ablauf leitung 32 vorgesehene
Ventil V3 geöffnet, wobei das Filtermittel durch das Ablauf rohr 32 in einen unteren, mittleren Schmutztrennbehälter
abläuft.
Dieser Behälter 40 besteht im wesentlichen aus einem oben offenen zylindrischen oberen Abschnitt 41 und einem unteren Ablaufabschnitt mit geneigten oder konischen seltenwänden 42, die einen
unteren \bsetebereich 43 bilden, der mit einem Ablaufrohr 44
versehen ist,in dem ein Ventil V4 vorgesehen ist· Das Ablassen
- 16 209836/0401
dee Filtermittels durch die Leitung 32 In den Behälter 40
erfolgt bei geschlossenen Ventil V4· Ein im ganzen mit 45
bezeichnetes Rührwerk ist vorgesehen, um den Inhalt des
Behälter 40 su rühren; das Rührwerk hat einen Antriebs«
aoto* 46 und einen unteren Propeller 47, der am Ende einer
Antriebswelle 48 angeordnet 1st«
Bei der Betätigung des Rührwerke wirbelt der Propeller 47
die Mischung aus Filtermittel, Flüssigkeit und Sehmuti
im Trenribehälter 40 auf« Das Aluminiumoxyd hat eine wesentlich höhere Sichte als die darin enthaltenen fein verteilten
Sthmutzpartikel des Wassers, so daß ein Absetzen des Aluminiumoxyd-Filtermittels im Bodenteil 43 des Behälters 40 sehr
schnell erfolgt· Eine Dekantierleitung 50 führt rom oberen
Abschnitt des Behälters 40 zu einem Abfalltank 51, wobei In der Leitung 50 ein Ventil V5 angeordnet ist, um das öffnen
der Leitung 50 und das Dekantieren der mit Sehmut« vermischten
Flüssigkeit durch die Leitung 50 su ermöglichen.
Als nächstes wird eine Nachfüllpumpe 55 In Gang gesetzt,
deren Einlaßleitung 56 in reines Wasser 58 eintaucht 9 das
in einem Relnwasserbehälter 57 enthalten ist, während ihre
Auslaßleitung 59 über ein Ventil V6 mit der Kaohfülleitung verbunden 1st, die suvor beschrieben wurde und mit dem äuferaten
freien Ende des Druckgefäßes 10 durch den Deckel 12 in Verbindung steht. Eine venturiartlge Strahlpumpe, dl·
schematisch bei 60 dargestellt 1st, 1st in die Auelaßleitung
59 der Pumpe 55 eingeschaltet, wobei die Einschnürung durch ein· Leitung 61 das Ventil V4 und die Ablaufleitung 44 mit
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dem Behälter 40 verbunden ist·
Beim öffnen des Ventils V4 strömt reines Wasser dureh die
Pumpenauslaßleitung 59 und saugt das Material aus dem Benälter 40 durch die Leitung 44 an und fördert es durch
das geöffnete Ventil V4 und die Leitung 61 in die Leitung 59, aus der es in das Druckgefäß 10 gelangt, wenn das Ventil
geöffnet ist« Gleichseitig ist ein Ventil V7 in einer Nebenschlußleitung 63 vor go sehen und geöffnet, um einen Rücklaufweg zu bildenr über den die durch das Innere der Auslaßrohre
15 strömende Flüssigkeit in den Reinwasserbehälter 58
zurückströmt·
Auf diese Weise wird das !Filtermittel 55, das sich am Boden
des Behälter 40 abgesetzt hat, durch den τοη der Pumpe 55
erzeugten Strom Über die Leitung 59 in den Druckbehälter
zurückgepumpt. Die Flüssigkeit strömt rom Druckbehälter über die Auslaßrohre zurück zum Reinwasserbehälter 57 t wobei «ich
das Filtermittel an der Außenfläche der Auslaßrohre 15 »-
sammelt· Genauer gesagt, wird das Filtermittel 35 auf dem
Gewebeüberzug 18 der Auslaßrohre 15 angeschwemmt·
Ba dies ein üblicher Ansokwemavorgang ist, kam etwas von
dem Filtermittel durch die Gewebeschicht 18 der Auslaßrohre 15 in dieselben gelangen, um dann dureh die Leitungen 20 und 63 zum BeinwasserbehlXter 57 surüokiufliefiea·
Wenn dies eintritt, «etst sich das wesentlich dichter·
Filtermittel bald auf den Boden des Behälters all und hat
*®inea Einfluß auf den Einlaß de« reinen Wasser über dem
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Pumpeneinlaß 56. Wahrscheinlich ist der aufwärts durch
die Auslaßrohre 15 gerichtet« Flüssigkeitsstrom unsureiohend,
um irgendwelches Filtermittel, daa in die Bohr· 15 eintritt,
ait«ureißen, so daß die Filtermittelpartikel entweder in
dem in den Bohren 15 aufwärts gerichteten Flüssigkeitsstrom
in der Sehwebe gehalten werden oder eich auf dem Boden der ^ 15 absetsen·
Der Kreislauf der Flüssigkeit aus dem Behälter 57 über die
Leitung 59 in das Druckgefäß 10 und dann über die Leitungen 20 und 63 lurück in den Behälter 58, wird solange fortgesetst, bis er ausreicht, um erstens das Druckgefäß 10 mit
dem gansen Filtermittel wieder aufzufüllen, das sieh in
dem unteren Bereich 4-3 des Trennbehälters 40 abgesetzt hat,
um «weiten» wieder die Filtermittelhöhe su erreichen, die in Fig. 1 gezeigt ist und um drittens die Auslaßrohre 15
▼ollständig mit einer Ansohw^nmschicht su rersehen. Zu diesem
Zeitpunkt wird das Ventil T 7 geschlossen und das in der Ablauf leitung 65 rot gesehene Ventil Y 8 geöffnet. Dies·
Leitung 65 rerMndet die unteren Sammelrohr· 28, die mit
den imteren Snden der AualaBrohre 15 in Verbindung stehen,
über die Ablauf leitung 63 mit dem Beinwaeserbehälter 58,
so dall isge&dwelohe Filtermittel innerhalb der Bohre 15
durch den Flüssigkeitsstrom τοη der Pumpe 55 über die Leitung
59 und das Tentil V 6 in den Druckbehälter 10 gespült wird. Auch dieses Filtermittel trennt eich infolge Schwerkraft
ohne weiteres i* Behälter 58, und kann wenn gewünscht,
wiederrerwendet werden. Nach einer gewissen Zeit, wenn im
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wesentlichen all· derartigen Partikel rom Boden der Auslaß*
rohr· 15 in den Relnwaasertank 58 gelangt sind, wird das
Ventil Y 8 geschlossen· Das Ventil Y2 wird geöffnet, das Ventil V4 geschlo β β en, die Pump· 55 abgestellt und das
Ventil V6 geschlossen, während das Ventil V1 geöffnet wird.
Si· Filtervorrichtung ist nun wieder in ihrem filtrier lust and, bei dem Sohmutx-beladen· Flüssigkeit über die Leitung 12 in
den Behälter 10 einströmt und reine Flüssigkeit den Behälter 10 über die Leitung 20 verläflt·
Während die Anschwemmung an den Auslaßrohren 15 in Verbindung
mit der vollständigen Regenerierung des Filtermittels beschrieben worden ist, ist es ohne weiteres ersichtlich, daß
im wesentlichen der gleiche Anschwemmvorgang nach der ursprünglichen Füllung des Behälters mit Filtermittel durchgeführt werden kann, um den Filtriervorgang einzuleiten. Mit
anderen Worten wird der obere Deekel 12 anfänglich entfernt, der granulatförmige, fein »erteilte Filtermittelkörper 35
wird in den Behälter eingebracht, bis die Rohre und die Sammelrohre 21, 24 vollständig bedeckt sind; die Ventil· V2
und V7 werden geöffnet, die Pumpe 55 inganggesetst und das
Ventil V6 geöffnet. Auf diese Weise wird die erste Anschwemmung vorgenommen. Hach Beendigung der ersten Anschwemmung werden die Ventile V 2 und V 7 geschlossen, das
Ventil V8 wird geöffnet, um alles Filtermittel aus dem Inneren der Bohre 15 abzuziehen. Schließlich werden die
Ventil· V8 und Y6 geschlossen, die Pump· 55 abgestellt und die Ventil· V1 und V2 geöffnet, um die tatsächliche Filtrierung, wie zuvor beschrieben, einzuleiten.
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Au· der vorstehenden, eingehenden Beschreibung der erfindungsgemäBen Filtriervorrichtung und des Betriebeverfahrene
ist ohne weiteres ersichtlich, daß mit der !Erfindung ein neues und verbessertes Filtermittel sowie eine entsprechende
Vorrichtung und ein Filtrierverfahren geschaffen sind· Die Verwendung von Aluminlunoxyd als Filtermittel hat viele Vorteile» wie Temperaturbeständigkeit, chemische Widerstands«
fähigkeit, einheitliche Struktur und VasserunlSsllchkeit.
Gleichzeitig ist mit der Erfindung eine Hinrichtung zur wirtschaftlichen Handhabung des Filtermittels geschaffen,
um das schwere, Abriebeigenschaften aufweisende und schwer zu handhabende Filtermittel zur Wiederverwendung zu
regenerieren· Die Regenerierung des Filtermittels ist nicht nur aus wirtschaftlichen Gründen wichtig, sondern auch zur
Vermeidung der Notwendigkeit» zusätzlichen radioaktiven Abfall aus Atomkraftwerken od. dgl. zu entfernen·
Aluminiumoxyd hat noch eine weitere hervorragende Eigenschaft. Infolg· der extrem großen Fläche, die da· außerordentlich fein gemahlen· Filtermittel bietet, wirkt nasses
Aluminiumoxyd wie ein fester Körper und läuft nicht durch eine öffnung ab, wie beispielsweise die durch di· Ablauf»
leitung 32 im Behälter 10 gebildete. Ss ist Jedoch gefunden
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worden, daß, wenn 9i& Überschuß an Wasser in Form einer
über dem Aluminiumoxyd stehenden Wasserschicht vorhanden
ist, das Aluminiumoxyd ohne weiteres selbst durch eine verengte öffnung strömt* Durch die Aufrechterhaltung
eines Wasserkurpers über dem Filtermittel im Behälter 10
kann das Filtermittel ohne weiteres durch die verengte Ablaufleitung 32 in den unteren Trennbehälter 40 abgesogen
werden. Xn gleicher Weise kann durch Aufreehterhaltung eines Flüssigkeitsspiegel über dem im unteren !reich 43
des Behälters 40 vorhandenen Filtermittels das Filtermittel über die Leitung 44, das Ventil V 4 über die Leitung 61 in
die Verengung der Strahlpumpe 60 abgelassen werden»
Die vollständige Entleerung des Behälters 10 kann einfach dadurch sichergestellt werden» daß die Pumpe 55 während
der Entleerung oder selbst nach der Entleerung betätigt und das Ventil V 6 geöffnet wird« um die letzten Überbleibsel
des Filtermittels auszuspülen.
Durch die Verwendung der im Filtermittel eingebetteten,
sich vertikal erstreckenden Rohre 19 und 16 ist es möglich, eine große Filterfläche innerhalb des Behälters 10 xu
schaffen, wobei letsterer verhältnismäßig klein sein kann· Da ein übliches Kraftwerk ^Je Minute 91 000 Liter Dampfkondensat verbrauchen kann und da die Strömungsgeschwindigkeit
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durch da« Aluminiumoxyd etwa 2500 Liter je Minute Je
a beträgt, 1st es notwendig, eine billige und wirksame Filtrierfläche zu bilden» Die konzentrische Anordnung einer
Vielzahl von Rohren gemäß der Erfindung schafft diese Fläche in einem verhältnismäßig kleinem Druckbehälter 10.
Die Dichte des Aluminiumoxyds verhindert seine Suspendierung zu einer Auf schlämmrung in Flüssigkeit durch effektive
Bewegung durch eine Pumpe oder eine andere druckerzeugende Vorrichtung. Somit wird die natürliche StrSmungselgenschaft
des Materials benutzt» um sich aus dem Behälter 10 infolge der Schwerkraft In den Trennbehälter 50 zu entleeren und
aus diesem in die Einschnürung der Strahlpumpe 60 zu Strumen. Die Überführung des Filtermittels hoher Dichte
zurück in den Druckbehälter 10 wird durch Erzeugung einer starken Flüssigkeitsströmung mittels der Pumpe 55 bewerkstelligt, wobei das dichte Filtermittel mit hoher Geschwindigkeit in die Leitung durch die Strahlpumpe eintritt und
sich dann etwas verzögert. Durch Anwendung der vier« bis fünffachen durch die Leitung 59 strömenden Vassermenge,
wenn Filtermittel In die Leitung 59 eingeführt wird, 1st
es möglich, das dichte Filtermittel zu transportleren, um
sich im Druckgefäß oder dem Filterbett abzulagern.
Die Figuren 4-10 beziehen sieh Im allgemeinen auf das
Tiefbettfiltrierverfahren, bei dem der Aluminiumoxydf ilterkörper während Um FilHerens und während des R«§tnt^ieren»
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im wesentlichen dieselbe Form und den kompakten Zustand beibehält. Dieses Filtrierverfahren ist erforderlich,
wenn kein Durchbruch von Schmutzparikel bei Einlesen
des Filtriervorganges nach einem Regeneriervorgang ge»
duldet werden kann.
In den Fig. 4, 5 und 6 bezeichnet die B β zug» ziffer 110
einen Behälter, der ein Filtermittel 135 aus Aluminiumoxyd enthält. Das Filtermittel wird in den Behälter 110
durch die Öffnung 111 eingebracht und, wenn erforderlich, durch die Öffnung 133 oder in sonstwie geeigneter Weise
entfernt. Während der Füllung des Berhälters mit Filtermittel kann es notwendig sein, irgendein Mittel zu verwenden, um im Behälter 110 eine Flüssigkeit in Umlauf zu
setzen, um die Kompakheit des Filtermittelkörpers sicherzustellen und feine Teile auszufiltern. Dies hängt von der
jeweiligen Technik und den Betriebsbedingungen ab und 1st nicht dargestellt, um unnötige Komplizierung zu vermelden.
Bine Vielzahl von vertikal herabhängenden Einlaßrohren
und Auslaßrohren 139» die einen radialen Abstand zueinander
aufweisen, sind im Filtermittel eingebettet. Diese Rohre 136 und 139 sind im Aufbau im wesentlichen gleich und bei
der bevorzugten Ausführung aus normalen Rohrabschnitten rostfreien Stahls oder anderem ähnlichen Material hergestellt
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und mit einer Vielzahl von Perforationen 137 versehen«
Die Rohre 136 und 139 sind von einem Sieb aus retfreiem
Stahl oder eine-m Gewebe 140 umgeben, das eine feste Trennwand bildet, an der das Filtermittel anliegt»
Die Einlaßrohre 136 stehen mit einem oberen, horizontalen
Einlaßsammeirohr 117 in Verbindung, das radial aus dem oberen Ende des Behälters 110 herausragt und das im wesentlichen
die daran anzuschließenden Rohre 136 überdeckt, die durch bodenförmige Sammelrohre 143 damit und mit der Einlaöleitung
117 verbunden sind. In gleicher Welse verbinden Sammelrohre 146 und 147 sowie Verbindungerohre 148 die Auelaßrohre 139
mit der Auslaßleitung 132·
Die Filtrierung der im Behälter 122 enthaltenen schmutz·*
beladenen Flüssigkeit 124 kann beginnen, wenn der Behälter 110 mit Filtermittel 135 gefüllt ist. Die Filtrierung wird
durch Schließen der Ventile V11, V41 und V61, durch Anlassen der Pumpe 112 und öffnen der Ventile V31, V51 und V21
eingeleitet.
Während des Filtrieren· wird mit Schmutz beladene Flüssigkeit aus dem Behälter 122 über die Pumpe 112 und die Leitungen 115 und 116 abgezogen. Sin Teil dieser Flüssigkeit,
etwa 1OJ6, strömt durch die Leitung 119 und das Einlaß-T-stück 118, Die aus dem Einlaß-T-stück 118 austreibende
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Flüssigkeit hält einen Spitzendruck auf dem Filtermittel aufrecht, um es in einem kompakten Zustand zu halten» Die
verbleibenden 90% der Flüssigkeit strömen durch die Leitung
117 und die Sammelrohre 143 in die Rohre 136 und durch die
Perforationen 137 und das Sieb 140·
Die aus den Rohren 136 und dem Einlaß-T-BtUck 118 austretende
Flüssigkeit strömt mit der maximal zulässigen Strömungsge-·
schwindigkeit"durch das Filtermittel ehne DurchbrUche von
Schmutzpartikeln zu verursachen· Diese ideale Strömungsge-·
schwindigkeit wird am besten durch Versuche festgestellt und
hängt von der gewünschten Klarheit der Flüssigkeit, der durchschnittlichen Grüße der Schmutzpartikel, der Art und Groß·
des verwendeten Filtermittel-s und dem Abstand zwischen dan
Rohren ab· Im allgemeinen ist die Strömungsgeschwindigkeit direkt proportional zur durchschnittlichen Größe der Schmutzpartikel der Größe des Filtermittels und dem Abstand zwischen
den Rohren, und umgekehrt proportional zu der gewünschten
Klarheit bzw. Reinheit·
Aßa dem Filtermittel strömt das Filtrat 113 durch das ent·
sprechende Sieb 140 und die Perforation 137 und dia Rohre 159·
Das Filtrat 113 fließt dann durch die Swmelrohre 146, die
Terbindungsrohr· 148, die Leitungen 132, 130 und 123 1» dta
Vorratsbehälter 114 für rain· Flüssigkeit.
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Der normale FIuB der sehmutzbeladenen Flüssigkeit in
das FilteziBittel und der Austritt der Flüssigkeit aus demselben wird solange fortgesetzt, bis sich so viele Schmutzpartikel im Körper des Filtermittels abgesetzt haben, daß
der Flüssigkeitsstrom durch dasselbe wesentlich behindert ist oder solange, bis die Flüssigkeit in der Leitung 132
einen unzulässigen TrUbheltsgrad erreicht hat· Entweder
die Zunahme des Strömungswiderstandes der Flüssigkeit durch das Filtermittel oder diese verstärkte Trübheit kann
ohne weiteres festgestellt und benutzt werden, um die Notwendigkeit einer Regenerierung des Filtermittels zu bestimmen·
Die Bestimmung des Beginns eines Regeneriexragsvorgangs
mittels Druckabfalls am Filtermittel kann durch ein einfaches Manometer vorgenommen werden, das In die Leitungen
117 und 132 eingebaut ist und ein hörbares oder sichtbares
er Signal gibt oder selbst automatisch den Regendervorgang bei
einem vorbestimmten Druckdifferential einleitet· Wahlweise kann eine ständig wirksame, die Trübung überwachende Anlage
in die Leitung 132 für reine Flüssigkeit eingebaut werden, wobei eine selche Überwachungsanlage ebenfalls ein hörbares
oder sichtbares Signal abgibt oder automatisch ein Regenerlervorgang einleitet·
Bei der Einleitung des Regeneriervorgangs werden die Tentile Y31, Y51 und Y21 geschlossen und idle Pumpe 112 abgestellt.
Die Pumpe 128, Ale bei einer doppelt so groflen oder größeren
Strömungsgeschwindigkeit arbeitet als die Pumpe 112, wird
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inganggesetzt und die Ventile V11, V61 und V41 geöffnet«
Im Behälter 14O enthaltene Flüssigkeit 113 wird in und durch
die Leitungen 129 und 130 gesogen· Wie beim Filtriervorgang
strömt etwa 10% dieser Flüssigkeit in und durch die Leitung
131 und das Einlaßri-atUck 118, um einen Spitzenströmungsdruck auf dem Filtermittel aufrechtzuerhalten und sicherzustellen, daß dasselbe in im wesentlichen gleichen kompakten
Zustand und gleicher Form wie während des Filtrierens gehalten wird. Der verbleibende Teil der Flüssigkeit strömt in
und durch die Leitung 132, die Sammelrohre 146 und die Rohre ' 139· Die Strömung in den Rohren 139 und dem Einlaß-T-stück
118 ist in ihrer Richtung umgekehrt zu der Filtrierströmung und hat eine mehr als doppelt so große Geschwindigkeit
wie die Strömung beim Filtrieren· Diese Geschwindigkeit 1st auereichend, um eingefangene Schmutzpartikel aus dem Körper
des Filtermittels zu entfernen. Die losgelösten Schmutzpartikel strömen zusammen mit der Reinigungsflüssigkeit in
und durch die Rohre 136, die Samnelrohre 143, die Leitungen
117, 116 und 125 in den Waschabfallbehälter 126.
Versuche haben gezeigt, daß in einigen Füllen eine wirksamere Reinigung erfolgt, wenn der RegenerlerflÜssigkeitsstrom pulsiert oder nacheinander in Gang gesetzt und angehalten wird. Dieses Pulsieren kann durch öffnen und
Schließen des VentUes V11 oder V41, je nach Erfordernis,
erreicht werden.
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Die in den Fig. 7 und 8 gezeigte Vorrichtung ist zum größten
Teil identisch mit der der Fig. 4, 5 und 6, wobei gleiche Bezugezeichen gleiche Teile bezeichnen. Die in Fig· 7
gezeigte Vorrichtung weist jedoch keine Pumpe 128 für den
Regeneriervorgang auf, sondern benutzt an dessen Stelle einen Druckluftbehälter 161 für DrudcLuft 165 oder ein
anderes geeignetes Gas, um den Regenerier strom einzuleiten.
In Fig. 7 sind die Auelaßrohr· 139 identisch mit denen der Fig. 4, aber die Einlaßrohr· 136 der Flg. 7 haben ungelochte Rohre 164, vorzugsweise aus rostfreiem Stahl, die
konzentrisch in den Rohren 136 angeordnet und unmittelbar mit den AnschluSstUcken 144 und den Verbindungsrohren
145 verbunden sind. Es ist keine direkte offene Verbindung
zwischen den Rohren 136 und den Verbindungsstücken 144 vorhanden. Die Länge der Rohre 164 entspricht der maximalen
Länge, die im wesentlichen eine unbeschränkte Strömung in und aus den offenen unteren Enden der Rohre 164 gestattet.
Die offenen unteren Enden der Rohre 164 bestimmen notwendigerweise den unteren Spiegel bis zu dem die Druckluft die Regenerierflüssigkeit nach unten drückt.
Die Filtrierung wird, wie bei der in Fig. 4 gezeigte Vorrichtung durchgeführt, mit Ausnahme, daß ",schmutzbeladene
Flüssigkeit 124 durch die Rohre 164 Atrömt, bevor sie durch
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die Rohre 136 fließt* Das Ende dea Filtriervorgange·
wird gleichfalls durch die FlüssigkeitstrUbung oder den
Druckabfall am Filtermittel bestimmt.
Während des Filtriervorgangee speichert der Luftkonpressor
163 Druckluft ira Behälter 161· Die Menge der gespeicherten
Druckluft und ihr Druck entsprechender Kraft» die notwendig
ist, um die Regenerierflüssigkeit «it einer wesentlich
größeren, wenigstens doppelt so großen Strömungsgeschwindigkeit durch das Filtermittel zu drücken, als bei der
Fütterung.
Die RegenerierflUssigkeit ist in diese» Falle die a» Aide
des Filtrlervorgangas im Behälter 110 verbliebene Flüssig*
keit· Die Erfindung soll jedoch in keiner Weise auf die Art der Flüssigkeit beschränkt sein« die sum Regenerieren
des Filtermittels verwendet wird· Ss kann Fälle geben, beispielsweise bei Galvanlsierbadlösungen, bei denen es erwünscht ist, zunächst den Behälter 110, der das FiItrat eat·
hält, wegen dessen Wertes zu entleeren, worauf dann der Regeneriervorgang mit einer ganz anderen Flüssigkeit,
z, B. Wasser, erfolgt·
Auf alle Fälle beginnt der Regsn/erlervorgang «it de«
Schließen der Ventile T21, Y31 und Y51 und Stillsetzen
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der Pumpe 112. Die Ventil· V41 und V71 werden geöffnet.
Druckluft 165 strömt durch die Leitung 160 und das Einlaß-T-etück 118 und drückt die Regenerierflüssigkeit im Behälter 110 abwärts in und durch die Rohre 136 und 164
sowie die Verteilerrohr· 143» die Leitungen 117» 116 und 125 in den Vaschabfallbehälter 126· Wenn die Druckluft den
Spiegel der unteren Enden der Rohre 164 erreicht» strömt die Luft durch die Rohre 164 und beendet damit din
Regenerier stern ·
Die Kraft der Druckluft hält den Körper des Filtermittels in im wesentlich gleichbleibenden kompakten Zustand und
gleicher Form wie während des Filtriervorgangem.
IM weiterhin eingeschlossenen Schmutz vom Filtermittel
zu entfernen» kern es notwendig sein» den Behälter 110
mit zusätzlicher Regenerierflüssigkeit zu füllen» in diesem Falle mit schmutzbeladener Flüssigkeit und das
Ausblasen mit Druckluft zu wiederholen.
Sin drittes Ausführungsbeispiel des Srfindungsgegenstandes
ist in den Fig. 9 und 10 gezeigt. Diese Vorrichtung ist in vielerlei Hinsicht ebenfalls identisch mit der der
Fig. 4» wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen.
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Die Ausbildung und Anordnung des Ein-· und Auslasses
der Vorrichtung nach Fig. 9 sind verschieden von denen der zuvor hinsichtlich der Fig. 4 beschriebenen. In
Fig. 9 ist vorzugsweise in der Kitte des Filtermittels ein einziges Einlaßrohr 171 vertikal hängend im Filtermittel eingebettet. Ferner sind mehrere Auelaßrohre 170
vertikal hängend im Filtermittel eingebettet,und zwar mit radialem Abstand zueinander und gleichem Abstand vom
Einlaßrohr 171. Die Rohre 170 und 171 sind im Aufbau identisch mit den zuvor beschriebenen Rohren 136 und 139·
Die Rohre 170 haben notwendigerweise nicht den gleichen Durchmesser wie das Rohr 171.
Das Einlaßrohr 171 "steht mit dem oberen Einlaßrohr 117
über ein Rohr 175 in Verbindung. Die Auslaßrohre 170
stehen mit einem oberen, horizontalen Auslaßrohr 132
in Verbindung, mit dem sie durch bogenförmige Semmelrohre 173 verbunden sind. Geeignete Verbindungsstucke
und Verbindungsrohre 176 verbinden die Rohre 170 mit dem Sammelrohr 173 und der Auslaßleitung 132.
Die FOrier- und Regeneriervorgänge werden in gleicher
Weise wie bei der Vorrichtung nach Flg. 4 durchgeführt, mit Ausnahme, daß das einzige Einlaßrohr 171 und die
andere Anordnung der Auslaßrohre 170 ein gleichmäßigeres Strömungsbild durch das Filtermittel um das Einlaßrohr
herum ergeben. Dieses gleichmäßige Strömungabild ver-
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meidet tot« Räume im Filtermittel, in denen eich Schmutz«·
partikel während einer Filtrierperiode und des Regenerieren» ablagern können» so daß die ganze Schmutzaufnahmefähigkeit
des Filtermittelkörpers vermindert wird·
Die Vorrichtung nach Fig. 9 kann ebenfalls etwas abgeänder werden» um das in Fig. t gezeigte Druckluftverfahren zur Anwendung zu bringen. Xn diesem Falle würde ein einziges, nicht
perforiertes Rohr (ähnlich dem Rohre 164) konzentrisch im Einlaßrohr 171 angeordnet werden.
Versucheergebnisse mit dem erfindungegemäöen Verfahren und
der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben.
Filtrier-Strömungsgeschwindigkeit
1/min. j· i2 Auelaßöffnung
Regenerier-Strumungsgeschwindigkeit
1/min. ji β2 Auslaßöffnung
O9074 bis 0,042 mm
0,0465 0,0465
1000 (20 G.P.M/sq.ft.)
4000 (80 G.P.H./sq.ft.) Fe2O3
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Reinheit der einströmenden Flüssigkeit (ppm) 10
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Claims (1)
- PatentansprücheVerfahren zum Ausfiltrieren von Schmutz aus einer Flüssigkeit, insbesondere aus Daapfkondensat, bei erhöhten Temperaturen imd/äder Drücken, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit durch einen Körper aus Aluminiumoxydgranulat gedrückt vlrd, dessen durchschnittliche Partikelgröße unter 149 Mikron liegt.2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit durch ein Filterbett gedruckt wird, das im wesentlichen aus de« fein gemahlene* Aluminiumoxydgranulat besteht, in den sich der Schmutz ewsaiel t, daß der Flüssigkeitsstrom unterbrochen und das Filterbett durch Schwerkraft einer Trennstelle zugeführt wird, daß wenigstens ein Teil des Flüssigkeit-Schmutzgemisches abdekantiert wird, und daß ein Flüssigkeitsstrom von einer Quelle dieser Flüssigkeit zum Filterbett geleitet wird, mit dem das Aluminiumoxid aus der Trennstelle in den Strom gesaugt und zum Filterbett zurückgeführt wird«3.) Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit durch ein Filterbett, das im wesentlichen aus dem fein gemahlenem Aluminiumoxyd· granulat besteht, in eine Mehrzahl von Auslaßrohren ge-• 33 -■· 209836/0401drückt wird, die in dem Filterbett eingebettet und alt Aluminiumoxyd angeschwemmt sind» wobei sieh der Schautz im Aluminiumoxyd ansammelt» daß der Flüssigkeitsstrom unterbrochen und das Filterbett durch Schwer kraft zusammen mit dem angeschwemmten Aluainiuaoxyd einer Trennstelle zugeführt wird, In der das Aluminiumoxyd und der angesammelte Schautz gründlich alt Flüssigkeit gemischt wird, daß wenigstens ein Teil des Flüssigkeiten Schmutzgemisches abdekantiert wird» und daß ein Flüssigkeitsstrom τοη einer Quelle dieser Flüssigkeit xu dem Filterbett geleitet wird» mit dem das Aluminiumoxyd aus der Trennstelle in den Strom gesaugt und zum Filterbett zurückgeführt wird» und daß ein Flüssigkeitsstrom aus dem Behälter durch das Bett und aus den Auslaßrohren geleitet wird» um einen Teil des Aluminiumoxyde als Yorbesehiohtung auf den Auslaßrohren anzuschwemmen.4.) Filter zur Durchführung des Yerfahrens nach Anspruch 1 bis 3 zur Ausfiltrierung extrem feiner Partikel aus einer Flüssigkeit mit erhöhter Temperatur» dadurch ge* kennzeichnet» daß das Filtermittel die Form eines Bettes hat» das im wesentlichen aus Aluminiumoxydgranulat besteht» von dem ein Teil auf einer rohrförmigen Abstützung angeschwemmt ist» wobei das Bett in Strömungsrichtung der Flüssigkeit gemessen eine Dicke τοη wenigstens 25 mm hat.- 36 -209836/04015.) Filter nach Anspruch 4 in Form eines Tiefbettfiltere mit im Abstand zueinander angeordnete Ein- und Au Blaß-• öffnungen, gekennzeichnet durch ein zwischen den Sin·» und Aufllaßöffnungen angeordnetes Filteredttel (35) aus fein gemahlenem Aluminiumoxydgranulat·6.) Tiefbettfilter nach Anspruch 5 t gekennzeichnet durch einen Druckbehälter (10), in dem mehrere perforierte Rohre (15, 16) vertikal angeordnet sind, von denen ein Teil (16) mit einer Quelle für mit Schmutz be« ladener Flüssigkeit verbunden eist, während der andere Teil (15) mit den oberen Enden an einen Auslaß (20) für reine Flüssigkeit angeschlossen ist und der Körper (35) im Behälter (10) zwischen den Rohren (15, 16) angeordnet ist»7·) Siefbettfilter nach Anspruch 5 und 6, gekennzeichnet durch einen am unteren Ende des Behälters (10) vorgesehen«! Ablaß (32), der mit einem Trenngefäß (40) verbunden ist und das Aluminiumoxyd mit dem an« gesammelten Schmutz aus dem Behälter (1O) aufnimmt, eine im TrenngefäS (40) angeordnet· Rührvorrichtung (45)» zum Rühren von Flüssigkeit, Aluainiuaoxyd und Schmutz, Mittel sum Dekantieren des Flüssigkeit»· Sohmutzgeeisohts vom Aluminiumoxrd, ein· Rückführ-- 37 -• 209836/0401BAD ORlGiNALleitung (59) für Aluminiumoxyd, die von einer Druckflüssigkeitsquelle zum Behälter (10) führt, eine in der RückfUhrleitung angeordnete Strahlpumpe (60), die mit dem Trtnngefäß (40) in Yerbindimg steht, durch die das Aluminiumoxyd aus den Trenngefäß (40) abgezogen wird, um sich mit der Druckflüssigkeit in der Rückführleitung (59) zu veraischen und in den Behälter (10) zurückzuströmen.8.) Tiefbettfilter nach Anspruch 5 bis 7, gfcennzeichnet durch einen Druckbehälter (110), in dem mehrere perforierte Rohre (136, 139) vertikal hängend in konzentrischen Sin- und Auelaßgruppen angeordnet sind, Kittel (143) sur Verbindung der Binlaßrohrgruppe (136) mit einer Quelle für schmutzbeladene Flüssigkeit, Mittel (146 bis 148) zur Verbindung der oberen Enden der Auelaßrohrgruppe (139) mit einem Auslaß (132) für reine Flüssigkeit, Mittel zur Verbindung der unteren Enden der Auelaßrohre (139) mit einer Entleerungeleitung, einen Kdrper (135) aus fein gemahlenem Aluainiuaoxyd, der im Behälter (110) zwischen den Rohren (136, 139) angeordnet ist, wobei die Entnahme reiner Flüssigkeit von uj&n oberen Enden der Auslaßrohre (139) verhindert, daß Aluminium-» oxydpartikel in den Rohren durch den reinen Flüssigkeitsstrom mitgenommen werden, und wobei die die unteren laden der Auelaßrohre verbindenden Kittel die Entleerung von Flüssigkeit und jeglichem Aluminiumoxyd aus den Auslaßrohren ermöglichen.209836/0401 - 38 -BAD ORIGINAL .....21077809*) Filtermittel zur Verwendung im Filter nach den Ansprüchen 5 bi· S9 dadurch gekennzeichnet» daß es im wesentlichen aus körnige« Aluminiumoxyd, besteht und in Ströaungsrichtung der Flüssigkeit gesessen eine Dicke von wenigstens 25 mm und eine durchschnittliche Partikelgröß· von weniger als 149 Mikron aufweist.10·) Verfahren zum Betrieb eines Tlefbettfilters nach den Ansprüchen 6 bis 8, gekennzeichnet durch folgende Schritter1*) Filtern« indem die verschmutzte Flüssigkeit von der Einlaßöffnung zur Auslassöffnung durch den Filtermittelkörper gepumpt wird» während der Filtermittelkörper in einem kompakten Zustand gehalten wird und2») Entfernen der eingefaagenen Sohmutzpartikel aus dem Filtermittel, indem eine Flüssigkeit durch den Filterkörpera) mit einer wesentlich grätere» Strömungsgeschwindigkeit als beim Filtrieren usd by in einer Richtung umgekehrt zur Strömmgsrichtung wlthrend des Filtrieren* gepumpt wird, während c) der FilirmittelkSrper im wesentlichen die gleiche Form und den kompakten Zustand die wlthrend des FttMerens beibehält, so da* zurückbleibend* Sehmutzpartikel nicht Über den ganzen FilterM ätel«209836/0401 *.__ - 39 -BAD OR/GINAL2107780körper verteilt werden und diese Partikel relativ zum Filtermittel nur zu der Auslaßöffnung hin bewegt werden.11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,daß ein Filtermittel verwendet wird, das im wesentlichen aus Aluminiumoxyd besteht und eine Partikelgröße von 0,147 - 0,042 mm (100-300 Maschen) hat.12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daßdie Strömungsgeschwindigkeit während des Regeneriervorganges wenigstens zweimal so groß wie die Strömungsgeschwindigkeit während des Filtrierens gehalten wird.13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das aus einem Aluminiumoxydkörper bestehende Filtermittel in einem Behälter so eingeschlossen wird, wobei eine Stirnfläche des Körpers einen Abstand zu einer Stirnwand des Behälters aufweist, und daß während der beiden Verfahrensschritte Druckflüssigkeit in den Raum zwischen die Stirnwand des Behälters und der Stirnwand des Filtermittelkörpers gespritzt wird, um den Körper in einem konstanten kompakten Zustand zu halten.209836/040114. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als die Druckflüssigkeit die Flüssigkeit verwendet wird, die während des ersten Verfahreneschrittes erhalten wurde, und daß während des VerfahrensSchrittes 2) ein Gas benutzt wird.209836/0401, 4M .Leerseite
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