DE2500990A1

DE2500990A1 - Verfahren und vorrichtung zum filtern von medien

Info

Publication number: DE2500990A1
Application number: DE19752500990
Authority: DE
Inventors: Johan Paul Nommensen
Original assignee: Stamicarbon BV
Current assignee: Stamicarbon BV
Priority date: 1974-01-17
Filing date: 1975-01-11
Publication date: 1975-07-24
Also published as: SE7500533L; CA1040108A; DE2500990C3; US3975274A; SE404757B; BE824429A; CH613126A5; JPS50124263A; GB1481501A; JPS5543374B2; NL7400613A; FR2272716A1; IT1026370B; FR2272716B1; DE2500990B2

Description

P ATEN T A N W A L T

H. BAUKR l'AT.-ASW. - »-51 AACHBN · LOTHEUN(MSR HTKASSK 5.1

Einschreiben Deutsches Patentamt

8000 München 2 Zweibrückenstr. 12

IHRK ZKICHKN IHRK NACHRICHT MKINK ZKICHKN

B/Du (487)

TKI.KFON* t< >* -Hl "·01Α 55 TKT.KORAMMK: I¹ATIi VTBA Γ Κ II AACHKN

1"OSTSCHKCK Κϋί,Ν 231 33Ii-SOS

T)RUTiCHE ItANK AG. AACHKN £502(131

AACHKX

10. Jan. 1975

Patentanmeldung Anm.; STAMICARBON B.V., Geleen (Niederlande), P.O. Box IO Bez.: Verfahren und Vorrichtung zum Filtern von Medien

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Filtrieren von Teilchen aus einem Medium mit Hilfe einer Spaltfilterkerze, welche aus in einem gewissen Abstand voneinander angebrachten rotationssymmetrischen Profilen, die an zumindest drei Stellen fest mit regelmäßig zur Symmetrieachse angeordneten Stutzstangen verbunden sind und aus einem geschlossenen Boden besteht. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Spaltfilterkerzen vom vorerwähnten Typ sind aus der Schweiz. Patent-

509830/0678

schrift 438.220 und den franz. Patentschriften 783.203 und 2.088.713 bekannt. Die bekannten Filterkerzen haben den Nachteil, daß sie sich schwer durch Umkehrung der Strömungsrichtung des Filtrats reinigen lassen, wenn die Spaltöffnungen sehr klein sind, z. B. in der Größenordnung von 2OyM oder kleiner. Meistens muß das Filter demontiert werden, so daß die Kerzen vor der Reinigung mit chemischen Mitteln behandelt werden können, z. B. mit verdünnter Lauge, falls die Kerzen mit Silicatbestandteilen verunreinigt sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist nunmehr ein Verfahren, mit dessen Hilfe Spaltfilterkerzen mit kleiner Spaltöffnung ohne Demontage durch Umkehrung der Strömungsrichtung dennoch gut gereinigt werden können und wobei nach wie vor nur eine geringe Menge des Mediums zurückgespult wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist dies möglich, wenn man eine Spaltfilterkerze verwendet, deren Öffnung zwischen den Profilen nicht größer als etwa 20/Κ ist, die Profile an zumindest drei Stellen fest mit etwa parallel zur Symmetrieachse angeordneten Stützstangen verbunden sind, ferner die ganze aus den verbundenen Profilen bestehende Konstruktion während des Filtrationsvorgangs mit Hilfe eines Zugorgans unter Vorspannung hält, die Filtration regelmäßig unterbricht, die Strömungsrichtung des Mediums umkehrt und gleichzeitig auf den Boden der Filterkerze einen derart starken, kurzen Druckstoß ausübt, daß die Öffnung zwischen den Profilen um über 5 % erweitert wird, während man die Vorspannung so einstellt, daß die Stutzstangen durch den Druckstoß nahezu entspannt werden. Während des Druckstoßes wird die Spaltöffnung also vergrößert, so daß die

. - 3 509830/0678

im Spalt festsitzenden Teilchen losgelöst und zusammen mit dem anhaftenden Filterkuchen entfernt werden. Mit dem Druckstoß wird jeweils eine bestimmte gleichbleibende Menge Filtrat während der festgelegten kurzen Dauer des Druckstoßes zurückgeführt.

Die vorliegende Erfindung wird mittels eines Ausfuhrungsbeispiels einer für das erfindungsgemäße Verfahren benutzten Filterkerze erläutert. Die vorliegende Erfindung beschränkt sich Übrigens nicht nur auf die Anwendung einer Filterkerze gemäß dem Ausführungsbeispiel, sondern es sind auch konstruktive Varianten möglich. In der Zeichnung stellen

Fig. 1 einen Querschnitt einer Filterkerze, Fig. 2 einen Querschnitt der Profile und Fig. 3 eine Variante des Zugorgans dar.

In Fig. 1 bezeichnet 1 schraubenlinienförmig gewundene Profile, welche aus einem schraubenlinienförmig gewundenen profilierten Draht bestehen. Der Abstand zwischen den Profilen beträgt ζ. Β. 7^λ Die Profile 1 sind fest mit Stützstangen 2 verbunden, von denen eine in der Figur dargestellt ist. In der Regel beträgt der Abstand zwischen den Stutzstangen etwa 15 mm. Das Spaltfilter ist an der unteren Seite mittels einer Bodenplatte 3 abgeschlossen und an der oberen Seite mit einer Anschlußarmatur 4 verbunden, die in eine Verschlußplatte 5 geschraubt ist. Das Spaltfilter 1 wird mit Hilfe einer vorgespannten zentralen Zugstange 6 verspannt, die an der

- 4 509830/0678

oberen Seite mit einer Spannmutter 7 mit Sicherung 8 versehen ist und an der unteren Seite fest mit einer unter der Bodenplatte 3 befestigten Stützplatte 9 verbunden ist. Die zentrale Zugstange 6 muß so bemessen werden, daß während des Druckstoßes bei der verlangten Zugspannung die Dehnungsgrenze des Materials nicht Überschritten wird. Auch ist für die Zugstange 6 eine solche Form erwünscht, daß Brüche durch Ermüdung infolge der sehr häufigen Druckstöße kaum auftreten.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt der Profile des Spaltfilters. Diese Profile verlaufen nach der Innenseite des Filters vorzugsweise einigermaßen spitzförmig, wodurch vor den Spalten eine gewisse Vorverteilung des Mediums stattfindet. Die Flüssigkeit läßt sich dadurch während des Druckstoßes leichter durch die Spalten treiben, wodurch sich der Filterkuchen 10 besser löst.

Fig. 3 zeigt eine Variante des Zugorgans. Im wesentlichen wird die Zugstange 6 beibehalten, aber unter der Spannmutter 8 wurde eine Feder angebracht. Die erforderliche Spannung wird hier durch die Feder zustande gebracht, im dargestellten Falle durch Tellerfedern

Um das erfindungsgemäße Verfahren gut durchführen zu können, muß der Druckstoß schnell aufgebaut werden und darf höchstens einige Zehntel von Sekunden dauern. Selbstverständlich ist dies nur dann möglich, wenn der Widerstand des Filters ausreichend groß ist, während selbstverständlich auch die Spaltbreite klein sein muß. In der Regel wird ein Druckstoß von mindestens 3 bar benötigt, um das verlangte Ergebnis zu erzielen.

509830/0678

Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Vorrichtung wird durch eine Spaltfilterkerze gekennzeichnet, deren Öffnungen zwischen den Profilen nicht größer als etwa 20/w. sind, wobei diese Profile zumindest an drei Stellen mit etwa parallel zur Symmetrieachse angebrachten Stützstangen verbunden sind, die ganze aus den verbundenen Profilen bestehende Konstruktion während der Filtration mit Hilfe eines Zugorgans auf Vorspannung gehalten wird und Mittel vorgesehen sind, die Filtration regelmäßig zu unterbrechen, die Strömungsrichtung des Filtrats umzukehren und gleichzeitig einen Druckstoß auf den Boden der Filterkerze auszuüben, wobei die Vorspannung so groß ist, daß die Stützstangen während des Druckstoßes nahezu entspannt sind.

Das Medium kann sowohl eine Flüssigkeit wie ein Gas sein. Die abzutrennenden Teilchen können bei dem oben beschriebenen Filter in der Größenordnung von 1 bis lOyU liegen. Wenn das Medium eine nicht komprimierbare Flüssigkeit ist, kann der Druckstoß über die Flüssigkeit einen Druck auf den Boden ausüben. Wenn man ein mit Teilchen beladenes Gas filtriert, kann es infolge der Komprimierbarkeit des Gases erforderlich sein, den Druckstoß mit mechanischen Mitteln zu fördern. Dazu kann man während der Umkehrung der Strömungsrichtung des Mediums im Filter mit mechanischen Mitteln von außen her einen kurzen Druck auf die in Fig. 3 angegebenen Tellerfedern ausüben.

Zu bemerken ist noch, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bessere Ergebnisse erzielt werden können als mit den bisher bekannten Vorrichtungen. Sollte in diesen Filtern ein kurzer Druck-

509830/0678

stoß auftreten, so werden die öffnungen zwischen den Profilen gewiß nicht an allen Stellen größer werden, da die ringförmigen Profile nicht fest miteinander verbunden sind, sondern durch Scheiben locker voneinander getrennt sind. Dagegen werden bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch den Druckstoß die Stutzstangen selbst nicht oder fast nicht auf Druck beansprucht, so daß keine Materialermüdung auftreten kann und folglich immer eine gleiche Spaltbreite gewährleistet ist.

Gemäß einem Ausfuhrungsbeispiel wird eine Spaltfilterkerze mit einem Durchmesser von 70 mm und einer Länge von 600 mm benutzt. Die Zahl der im Querschnitt 1 χ 1 mm großen Stützstangen beträgt 16, die Zahl der Spalten 540. Die Spannung in der Zugstange beträgt etwa 200 kg (10 kg/mm ). Die Spaltöffnung beträgt 7M in spannungsfreiem Zustand und 6_r5yU in gespanntem Zustand. Durch Ausübung eines Druckstoßes während etwa 0,06 see werden die Spaltöffnungen auf 7/A. erweitert. Mit diesem Filter wird ein Katalysator mit einer Teilchengröße zwischen λ/λ. und 8/U , der von einem Teilstrom eines Reaktors stammt, aus einem saueren wässerigen Medium filtriert. Alle 30 Minuten wird ein Druckstoß ausgeübt, und der aus Katalysatorteilchen bestehende Filterkuchen kann immer wieder in Umlauf gebracht werden. Die Filtration erfolgt bei einer konstanten Leistung von 100 l/h. Je Druckstoß wird 1 Liter Filtrat zurückgespult.

Die Vorspannung kann auch mit außerhalb des Filters angebrachten Mitteln zustande gebracht werden. Dies ist vorzugsweise der Fall, wenn eine Reihe Filterkerzen parallel aufgestellt wird. Eine gemeinsame Bodenplatte und eine verringerte Anzahl von Zugorganen reichen dann aus.

509830/0678

Claims

Patentansprüche;

.J Verfahren zum Filtrieren von Teilchen aus einem Medium mit Hilfe einer Spaltfilterkerze, welche aus in einem gewissen Abstand voneinander angebrachten rotationssymmetrischen Profilen, die an zumindest drei Stellen fest mit regelmäßig zur Symmetrieachse angeordneten Stutzstangen verbunden sind und aus einem geschlossenen Boden besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen zwischen den Profilen nicht größer als etwa 2O₇U sind und daß man die ganze aus den verbundenen Profilen bestehende Konstruktion während der Filtration mit Hilfe eines Zugorgans auf Vorspannung hält, die Filtration regelmäßig unterbricht, die Strömungsrichtung des Mediums umkehrt und gleichzeitig auf den Boden der Filterkerze einen derart starken, kurzen Druckstoß ausübt, daß die Öffnung zwischen den Profilen um über 5 % erweitert wird, während man die Vorspannung so einstellt, daß die Stutzstangen durch den Druckstoß nahezu entspannt werden.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckstoß höchstens einige Zehntel von Sekunden ausgeübt wird.
3. Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Profile an zumindest drei Stellen fest mit regelmäßig zur Symmetrieachse angeordneten Stutzstangen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung zwischen den Profilen (1) der Spaltfilterkerze nicht größer als etwa 20aa. ist, wobei die ganze aus verbundenen Profilen (1) bestehende Konstruktion während der Filtration mit Hilfe eines Zugorgans (6)

509830/0678

— O —

auf Vorspannung gehalten wird und Mittel vorgesehen sind, die Filtration regelmäßig zu unterbrechen, die Strömungsrichtung des Filtrats umzukehren und gleichzeitig einen Druckstoß auf der Bodenplatte (3) auszuüben, während die Vorspannung des Zugorgans (ό) so bemessen ist, daß die Stutzstangen (2) während des Druckstoßes nahezu entspannt sind.
4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugorgan (6) aus einer zentralen Zugstange mit derartigen Abmessungen besteht, daß - bei der erforderlichen Zugspannung die Elastizitätsgrenze des Materials während des Druckstoßes nicht überschritten wird.
5. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugorgan (6) aus einer zentralen Zugstange und einer an der Außenseite der Vorrichtung angebrachten Feder (11) besteht.
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 3 bis 5, bei der mehrere Filterkerzen parallel aufgestellt sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine gemeinsame Bodenplatte (3) haben, die mit einer verringerten Anzahl von Zugstangen (6) versehen ist.

509 8-30/06 7 8

Lee

rseite