DE2146867B2

DE2146867B2 - Schelbendrehfiner

Info

Publication number: DE2146867B2
Application number: DE2146867A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-Ing. 6200 Wiesbaden Hochscherf; Ewald 6206 Hahn Klos; Klaus Dipl.-Ing. Stoelting
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1971-09-20
Filing date: 1971-09-20
Publication date: 1975-06-26
Also published as: FR2153334A1; DE2146867A1; JPS4838565A; NL7212243A; CH549402A; IL40368A0

Description

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Die Erfindung betrifft einen auf dem Prinzip der Reversosmose arbeitenden Scheibendrehfilter zur Reinigung und/oder Konzentration und/oder Trennung von Lösungen, Suspensionen oder Emulsionen.

Die Trennung von Feststoffen von Lösungen im technischen Maßstab wird mit Druckfiltern, im einfachsten Fall mit Filterpressen, durchgeführt. Die bekannten Filterpressen zeigen den Nachteil, daß die Filtration nur diskontinuierlich durchgeführt werden kann und daß das pro Zeit- und Flächeneinheit durchtretende Filtrat mit zunehmender Dauer der Filtration rasch abnimmt. In regelmäßigen Abständen muß deshalb der auf der Filterschicht abgelagerte Filterkuchen entfernt und die Filterschicht gereinigt werden. Diese zeitaufwendigen Operationen müssen besonders dann in kurzen Zeitabständen durchgeführt werden, wenn bei schwierig filtrierbaren Suspensionen größere Mengen an Filterkuchen anfallen.

Eine gewisse Beschleunigung der Filtration wird mit der aus der CH-PS 2 96 333 bekannten Vorrichtung erzielt. Dieser Filter besteht aus Filterelementen, die im Innern eines druckdichten Geiiäuses auf einer Welle aufgereiht sind und aus Abstreifern, die zur Entfernung von abgesetztem Filterkuchen drehbar zwischen den Filterelementen angeordnet sind. Durch die in zeitlichen Absländen durchführbare Drehung wird jedoch keine turbulente Strömung des zu trennenden Mediums erreicht, so daß der auf der Filterschicht abgelagerte Filterkuchen nicht vollständig entfernt wird, sondern ein Filierkuchen bestimmter Stärke auf der Filterschicht verbleibt.

Eine verbesserte Methode der Filtration wird mit Hilfe der aus der OE-PS 2 58 313 bekannten Vorrichtung zum Eindicken von Suspensionen ermöglicht. Sie besteht aus einem geschlossenen Gefäß, versehen mit einem Stutzen für die Zuleitung der Suspension sowie mit einem Stutzen für die Ableitung der eingedickten Suspension. Im Innern des Gefäße* befindet sich ein hohler, zylinderförmiger Filterkörper, der die Filterschicht trägt und der auf einer Hohlwelle aufgesetzt ist. Diese Hohlwelle ist in dem Gefäß drehbar angeordnev und ist gegenüber diesem abgedichtet. Beim Eindicken von Suspensionen wird durch intensive Bewegung der Filterschicht der Filterkuchen von der Oberfläche der Filterschicht entfernt, wobei die Filterflächen gegebenenfalls mit Schaufeln oder Rippen zur intensiven Bewegung der Suspension versehen sind. Das Filtrat wird über die Hohlwelle abgeleitet

Diese Vorrichtung weist somit gegenüber der zuerst genannten Vorrichtung den Vorteil einer kontinuierlichen Arbeitsweise auf, doch ist auch sie nicht universell einsetzbar. Insbesondere ist der vorgeschlagene Filterkörper mit der Filterschicht nur zum Eindicken von Suspensionen geeignet, nicht dagegen zur Abtrennung niedermolekularer oder ionischer Anteile. Ferner ist die Vorrichtung nicht für hohe Aufgabed.ücke, z. B. im Bereich bis lOatü, geeignet, da in diesem Fall Verstop fungen auf dem Filter eintreten.

Es stellte sich somit die Aufgabe, ein universell ein setzbares Filter zu konstruieren, das auch für die Trennung von Lösungen mit niedermolekularen Anteilen bzw. osmotischem Druck geeignet ist, das in kontinuierlicher Arbeitsweise gefahren werden kann, und das die Nachteile der geschilderten Vorrichtungen nicht aufweist.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Scheibendrehfilter, bestehend aus einem geschlossenen, druckfesten Filtergehäuse, das einen Zulauf für das behandelnde Medium und einen Ablauf für das behandelte Medium aufweist, einer in dem Gehäuse drehbar gelagerten und gegenüber diesem abgedichteten Hohlwelle, die mit im Abstand voneinander angeordneten hohlen Filterscheiben versehen ist, wobei das Innere der Hohlwelle mit jeder Filterscheibe über wenigstens einen Abflußkanal in Verbindung steht, sowie in den Bereichen zwischen den Filterscheiben die Strömung umlenkende Einbauten vorgesehen sind, die an der Innenseite des Gehäuses befestigt sind und sich nach inner, zur Hohlwelle hin erstrecken, dadurch, daß die Filterscheiben aus äußeren Filterschichten und einer dazwischenliegenden Ableitplatte bestehen und daß als Filterschichten semipermeable Membranen vorgesehen sind.

Mit diesem Scheibendrehfilter werden die aufgegebenen Medien technisch einwandfrei und produktschonend getrennt. Hierbei herrscht im Gegensatz zu den eingangs geschilderten Rotationsfiltern ein verhältnismäßig hoher Differenzdruck zwischen Ober- und Unterseite des Filters, der nicht durch einen entstehenden Filterkuchen, sondern durch Verwendung semipermeabler Membranen aufgebaut wird. Hierdurch und im Zusammenwirken mit der erzeugten Turbulenz des Mediums zwischen den Filterscheiben, wird eine Aufkonzentration erreicht, die auch dicht oberhalb der Membranen keine Unterschiede in der Konzentration erkennen läßt und somit nicht zur Bildung von Filterkuchen führt. Hierdurch werden die eingangs als nachteilig geschilderten Verstopfungen mit völliger Sicherheit vermieden.

Die Filtration kann auch dahingehend variiert werden, daß bei kleinen Filterflächen und großer Menge an zu behandelndem Medium das teilweise filtrierte Medi-

um wieder dem Kreislauf zugeführt wird.

Neben der Verwendung zur Trennung von Emulsionen, z. B. Farbstoffemulsionen, ist die Vorrichtung vor allem auch für Kunststoffdispersionen, z. B. solchen aus Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid oder Polytetra- S fluoräthylen einsetzbar. Sie eignet sich jedoch auch zur kontinuierlichen und schnellen Trennung von osmotischen Lösungen oder solchen, die niedermolekulare Anteile enthalten.

Als Äquivalent innerhalb der Erfindung ist eine Einrichtung anzusehen, bei der nicht die Welle mit den Filterscheiben in Rotation gesetzt wird, sondern feststehend montiert ist, wobei jedoch das Gehäuse in Rotation versetzt wird.

In weiterer Ausbildung der Einrichtung bestehen die zwischen den Filtern liegenden, das Medium umlenkende Einbauten aus mit der Gehäusewandung verbundenen, stehenden Blechen, die zur Hohlwelle hin ausgerichtet sind. Um eine besonders gute Turbulenz zwischen den Filterscheiben zu erzeugen, hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, daß die Bleche gegenüber der Welle außermittig ausgerichtet und/oder schrägstehend angeordnet und/oder wellenförmig ausgebildet sind.

In einer weiteren Ausführungsform sind die Einbauten spiralförmig zur Welle hinlaufende Bleche, die ebenfalls wieder schrägstehend angeordnet und/oder wellenförmig ausgebildet sind.

Bei den erläuterten Blechen hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn sie steigende Höhe in Richtung der Welle hin aufweisen.

Eine weitere Ausführungsform der Einrichtung sieht vor, daß die Einbauten ebenfalls als Filterscheiben ausgebildet sind, die dann ihrerseits die vorstehend beschriebenen Umlenkorgane tragen. Hierbei ist bevorzugt, daß diese Filterscheiben in der gleichen Weise aufgebaut sind, wie die rotierenden Filter. Bei einer solchen Ausführungsform brauchen die mit der Gehäusewandung verbundenen Filterscheiben eine gesonderte Filtratableitung über Bohrungen in der Gehäusewand, wobei das Filtrat bevorzugt in eine Sammelleitung abgeführt wird.

Es hat sich für manche Fälle als zweckmäßig erwiesen, die Einbauten zwischen den Filterscheiben, die bevorzugt in einer Vielzahl in der Filtriereinrichtung angeordnet sind, nicht in der gleichen Bauweise zu halten. So können sich z. B. schrägstehende Bleche mit Spiralblechen und/oder mit Filterscheiben mit Umlenkorganen abwechseln. Um einen besonders günstigen Filtrationseffekt zu erzielen, ist in weiterer Ausbildung der Einrichtung vorgesehen, daß auch das Filtergehäuse init Mitteln versehen ist, die ihm eine Rotation erteilen. Dabei ist insbesondere geplant, daß die Rotation im gegenläufigen Sinne zu der Rotation der mit der Hohlwelle verbundenen Filterscheiben vorgenommen wird.

Die Erfindung wird nunmehr nochmals unter Bezugnahme auf die folgenden Abbildungen erläutert, ohne daß jedoch eine Einschränkung auf die dargestellten Ausführungsbeispiele bestehen soll.

A b b. 1 zeigt im Schnitt in Seitenansicht eine Einrichtung, die aus dem druckfesten Gehäuse 1 besteht, wobei das zu filtrierende Medium über den Stutzen 2 eingespeist und das filtrierte Medium über den Stutzen la abgeführt wird, wobei auch eine Kreislaufführung vorgesehen ist. An der Hohlwelle 3, die bei 4 gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist, sind die Filterscheiben 5 angeschlossen, die über wenigstens einen Kanal 6 mit der Hohlwelle in Verbindung stehen, um das Filtrat abführen zu können. Die Welle wird mittels der schematisch dargestellten Mittel 7, z. B. Keilriemenscheiben über Motore, in Rotation versetzt Zwischen den Filterscheiben 5 befinden sich die Einbauten 8.

A b b. 2 zeigt in etwas vergrößerter Form im Querschnitt in Seitenansicht den möglichen, nicht maßstäblichen, Aufbau einer Filterscheibe 5 mit der Ablaufplatte 9, den durchlässigen, das Medium verteilenden Platten 10 und den darauf montierten verhältnismäßig dünnen, semipermeablen Membranen 11;

A b b. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Filterscheibe 5, bei der die durchlässige, das Medium verteilende Platte 10 gleichzeitig die Ableitfunktion der oben beschriebenen Ableitplatte 9 übernimmt;

A b b. 4 zeigt in Draufsicht eine mögliche Konstruktion der Ableitpiatte 9 mit den konzentrisch und radial zu der Welle 3 hinlaufenden Rillen 12;

A b b. 5 und 6 zeigen im Schnitt in Draufsicht unter Weglassung aller übrigen Teile einmal außermittig zur Welle hinlaufende Einbauten 8 bzw. solche in Spiralform.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Scheibendrehfilter, bestehend aus einem geschlossenen, druckfesten Filtergehäuse, das einen Zulauf für das zu behandelnde Medium und einen Ablauf für das behandelte Medium aufweist, einer in dem Gehäuse drehbar gelagerten und gegenüber diesem abgedichteten Hohlwelle, die mit im Abstand voneinander angeordneten hohlen Filter- ίο scheiben versehen ist, wobei das Innere der Hohlwelle mit jeder Filterscheibe über wenigstens einen Abflußkanal in Verbindung steht, sowie in den Bereichen zwischen den Filterscheiben die Strömung umlenkende Einbauten vorgesehen sind, die an der Innenseite des Gehäuses befestigt sind und sich nach innen zur Hohlwelle hin erstrecken, d a durch gekennzeichnet, daß die Filterscheiben (5) aus äußeren Filterschichten (11) und einer dazwischenliegenden Ableitplatte (9) bestehen und daß als Filterschichten (11) semipermeable Membranen vorgesehen sind.

2. Scheibendrehfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten als Filterscheiben ausgebildet sind, die das Medium umlenkende Einrichtungen aufweisen.

3. Scheibendrehfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Gehäusewandung verbundenen Filterscheiben den gleichen Aufbau besitzen, wie die mit der Welle (3) verbundenen FiI-terscheiben (5).