DE2606804C2

DE2606804C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Spaltfilterkerzen

Info

Publication number: DE2606804C2
Application number: DE2606804A
Authority: DE
Inventors: Reiner 6800 Mannheim Olbrich
Original assignee: Seitz Enzinger Noll Maschinenbau AG
Current assignee: Seitz Enzinger Noll Maschinenbau AG
Priority date: 1976-02-20
Filing date: 1976-02-20
Publication date: 1984-08-09
Also published as: DE2606804A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reinigen von in einem Filterkessel befindlichen, röhrenförmigen Spaltfilterkerzen, durch deren Spalte die zu filtrierende Flüssigkeit von den Außenmänteln der Filterkerzen in deren zylindrische Innenräume strömt, die jeweils dem Fortleiten des Filtrates in die Kesselhaube dienen, während der aus Kieselgur und einem Kieseigur-Trubstoffgemisch und dgl. bestehende Filterkuchen,

z. B. beim Filtrieren von Bier unter Gegendruck, an den Außenmänteln der Filterkerzen abgelagert wird, bei dem zunächst der auf den Außenmäntpln der Spaltfilterkerzen befindliche Filterkuchen entfernt und das Innere des Filterkessels gereinigt wird, wonach der Filterkessel

ίο mit Wasser aufgefüllt und dabei Druckluft in den Unfiltratraum eingebracht wird, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung ist z. B. bekanntgeworden durch die Literaturstelle »EN-ZINGER-Nachrichten«,März 1971,Seiten lObis 13.

Üblicherweise wird auf den Außenseiten der Filterkerzen zunächst einmal eine Kieselgurvoranschwemmung angebracht Anschließend wird die mit Kieselgur versetzte, zu filtrierende Flüssigkeit durch die Filterkerzen von außen her nach innen hin durchgeschickt.

Dabei lagern sich die Trubstoffe, vermischt mit der zudosierten Kieselgur auf den Außenmänteln der Filterkerzen als Filterkuchen ab. Von diesen Filterkuchen müssen die Filterkerzen von Zeit zu Zeit befreit werden.

Das kann durch Absprengen der Kuchen durch Druckströmmittel bewirkt werden, die entgegen der Filtratströmungsrichtung durch die Filterkerzen hindurch gepreßt werden (DE-QS 17 61 617). Bei dieser Methode wird dann der anfallende Trüb weitgehend pastenförmig ausgetragen. Durch DE-OS 23 63 040 ist es auch bereits bekanntgeworden, Reinigungsflüssigkeit, also im wesentlichen Wasser, nach dem Entfernen des Trübes aus dem Filterkessel mit erhöhter Geschwindigkeit entgegen der Fließrichtung des Filtrates durch die Filterkerzen hindurchzuführen. Durch die Literaturstelle »ENZINGER-Nachrichten«, März 1971, Seite 12, ist es bekanntgeworden, daß zum Zwecke des Spülens der Unfiltratraum mehrmals mit Wasser aufzufüllen und zu entleeren ist, wobei Luft in den Unfiltratraum geleitet wird, um durch die entstehende Turbulenz des Wassers die Reinigungswirkung zu erhöhen.

Es zeigt sich jedoch, daß dennoch im Innern der Spaltfilterkerzen, und zwar jeweils in den untersten Teilen der zentralen Filterkanäle Ablagerungen von Kieselgur-Teilchen auftreten. Es handelt sich dabei um Kieselgur-Teilchen, die die Filterspalten der Filterkerzen insbesondere beim Voranschwemmen der Kieselgur passieren konnten und im Innern der Filterkerzen nach unten absinken. Das betrifft vor allem die unteren Enden der Filterstäbe, weil die dort auftretende Strömungsgeschwindigkeit ohnehin am geringsten ist Diese Kieselgur-Teilchen sedimentieren insbesondere auch während Filtrierpausen, so daß nach einiger Zeit ein Pfropfen entsteht, der groß genug ist, um die Bildung einer geschlossenen Anschwemmschicht im unteren Außenbereich der Filterkerzen behindern zu können, weil an dieser Stelle dann keine oder nur geringe Mengen Flüssigkeit in das Innere der Spaltfilterkerzen eindringen können. Das führt zu unvorhersehbaren FiI-trierschwierigkeiten. Selbstverständlich können die im Inneren der Filterkerzen gebildeten Ablagerungen aus sedimentierten Teilchen auch zu Infektionsquellen werden.

Filterkerzen der genannten Art sind z. B. auch aus DE-OS 20 63 900 bekanntgeworden.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem bekannten Verfahren gernäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 die im Innern von Spaltfilterkerzen und an deren unte-

•en Enden befindlichen Ablagerungen ohne Verhärtung jnd Zusammenpressung mit wenig Aufwand aufzulokkern, aufzulösen und aufzuschwemmen, ohne daß ein Ausbau und manuelle Reinigung der Spaltfilterkerze Dder der Einsatz spezieller Hochdruckpumpen großer Schüttung erforderlich ist. Außerdem soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren der eingangs erwähnten Art gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser oberhalb der oberen Enden der Spaltfillcrker/.cn aus der Haube des Filterkessels fort- und unter Umpumpen in Filiratrichtung zusammen mit der in das Umpumpwasser eingeleiteten Druckluft unterhalb der unteren Enden der Spaltfilterkerzen wieder zugeleitet wird, wobei die zugegebene Druckluft frei- bzw. gegendrucklos aus der Haube des Filterkessels fortgeführt wird.

Dieses Verfahren stellt kein Rückspülen dar, sondern im Gegenteil, die Filterkerzen werden in normaler Filtrierrichtung durchströmt. Es ist auch keine besondere Hochdi-uckptiiTjpe erforderlich, die normale Fütrierspeisepumpe kann Verwendung finden. Durch cYe Zugabe von Druckluft entsteht im Innern des Filterkessels eine starke Verwirbelung und Wallung und ein wechselweises Durchströmen von Wasser und Luft durch die Filterspalten der Filterkerzen. Innerhalb der Flüssigkeit entstehen auch Schwingungen, die sich auf die Filterkerzen und deren Inneres auswirken, desgleichen momentane Impulsströmungen durch die Filtcrspallcn. Die Folge davon ist, daß die jeweils im Filterkanul einer Spalifilicrkcrze befindliche Flüssigkeilssäule stark berunruhigl wird, und zwar durch das Einströmen von Luft im Wechsel mit Wasser. Durch diese Beunruhigung und wechselnde Beaufschlagung werden auch die im unteren Ende der Filterkerze befindlichen pfropfenartigen Ablagerungen aufgelockert, aufgelöst und schließlich mit der in Wallung befindlichen. Luftblasen enthaltenen Flüssigkeit durch die Filtratkanäle der Spaltfilterkerze in die Kesselhaube mit nach oben genommen und von dort weiter umg-pumpt. Durch dieses Verfahren lassen sich die genannten, sedimentierten Ablagerungen in den Filterkerzen auflockern und ausschwemmen. Mit dem Umpumpwasser werden die ausgeschwemmten Teile abgeführt.

Während des Umpumpens schlägt sich jeweils ein Teil der süs dem Inneren der Filtcrkerzen herausgeschwemmten Ablagerungen an der Außenseite der Filterkerzen als dünner Vornnschwemmfilm nieder, der an den Kerzen verbleiben oder aber durch nachträgliches Spülen bzw. Abspritzen entfernt werden kann. Nach dem enindungsgemäßen Verfahren gelangen die Ablagerungen in das Umpumpwasser und verteilen sich in diesem. Da es sich insgesamt nur um eine verhältnismäßig geringe Ablagerungsmengc handelt, stellt sich im Umpumpwasser eine nur sehr geringe Konzentration an solchen Ablagerungen ein. Das in den Filterkerzen verbleibende Restwasser dieser geringen Konzentration kann am Ende des Reinigungsvorganges nicht mehr zur Filterhaube nach oben gelangen, sondern fließt nach unten ab, so daß eine entsprechend der geringen Konzentration innerhalb der Filterkerzen verbleibende Restmenge an Schwebstoffen im Kerzeninneren verbleibt und dann zu einem kaum noch feststellbaren Belag sedirtentiert. Bis auf diese winzigen Ablagerungsspuren können die Filterkerzen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren von diesen inneren Ablagerungen mit geringsten Mitteln gerü.iigt werden. Das setzt natürlich voraus, daß zuvor schon eine normale gründliche Reinigung der Filterkerzen und des Kesselinneren erfolgte.

Die vorhandene Filterspeisepumpe kann zum Umpumpen Verwendung finden. Auch die übrigen Leitungen sind bereits vorhanden. Sie müssen nur mit Schlauch- oder Leitungsstücken mit der Pumpe bzw. mit der Druckluftquelle verbunden werden.

Es ist zwar bereits durch DE-OS 19 26 934 ein Kieselfilter bekannt. Dabei wird die Trübe zentral durch ein

ίο Filterrohr zugeführt und tritt durch das mit Spalten versehene Filterrohr radial nach außen in die Sandschütlung ein. Im unteren Teil des Filierrohres angesammelter Sand wird durch eine eigens uus zwei Rohren bestehende Mammutpumpe, die im Zentrum des Filterelemems bis an deren unterstes Ende geführt ist, aufgewirbelt und nach dem Mammutpumpen-Prinzip nach oben abgeführt. Nach der Erfindung wird zwar zum Abführen und Lockern des im unteren Ende eines Spaltfilterrohres befindlichen Sedimentes ebenfalls Wasser und Luft verwendet, jedoch treten diese von der Seite her durch die Spalten in das Element ein, und zwar in Filtratrichtung; es kann schon wegen der germgen Durchmesser der Spaltfilterkerzen im Innern keine eigene Druckluftzufuhr vorgesehen werden, wie sie der bekannte Kiesfilter aufweisen muß.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird weiter vorgeschlagen, daß die mit der aus dem Filterkessel entweichende Druckluft mitgerissene Flüssigkeit abgeschieden, gesammelt und dem Umpump-Wasserkreis-

]i) lauf wieder /udosierl wird. Dadurch kann die nachträgliche Zugübe von Flüssigkeit zum l-irsiil/ von mitgerissener Flüssigkeit vermieden werden und der Reinigungsvorgang ohne Neuzugabe von Wasser zu Ende geführt werden.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vorrichtung angegeben mit einem, die Spaltfilterkerzen tragenden Trennboden zwischen der, der Sammlung des Filtrates dienenden Haube des Filterkessels und dem der Aufnahme der Trübe und des Filterkerzenpaketes dienenden Kessel-Unterteil mit angeschlossenen Leitungen für Flüssigkeiten und Gase, vo,·. denen eine als Leerdrückleitung zur Haube des Filterkessels führt, eine andere als Druckleitung vom Druckstutzen der Filterspeisepumpe zum Unterteil des Filterkessels hingeführt und eine weitere als Entlüftungsleitung von der Haube des Filterkessels weggeführt ist, bei dem gemäß der Erfindung der Saugstutzen der Filterspeisepumpe mit der Leerdrückleitung leitungsmäßig zusammenschaltbar ausgebildet ist, die vom Druckstutzen der Filterspeisepumpe zum Unterteil des Fillurkcsscls geführte Druckleitung eine mit einer Dnickliiftquclle vcrbindbare Druckluftzuleitiing aufweist und die von der Haube des liltcrkessels weggeführte Entlüftungsleitung zur AuUcnatmosphäre hin ge-

V) öffnet ist. Durch diese Maßnahme kann das zur Reinigung eingefüllte Wasser in Filtratrichtung ohne zusätzlichen Aufwand mit der Filterspeisepumpe umgepumpt und dem Kessel zusätzlich Druckluft zugeführt werden, die nach Passieren der Filterstäbe aus der Haube des Filterkessels fortgeführt werden kann. Das Wasser läßt sich dabei im Kreislauf umpumpen.

Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird weiter vorgeschlagen, daß die Entlüftungsieitung mit dem Inneren eines zur Außenatmo-Sphäre hin geöffneten Kieselgurmisch- und Dosiergerätes verbunden ist. i3as ohnehin dem Filterkessel zugeordnete Kieselgurmisch- und Dosiergerät wird als Flüssigkeitsabscheider benützt. Die aus der Haube des FiI-

terkessels entweichende Lufl samt den Flüssigkeitsspritzern wird dem Dosiergerät zugeleitet. Die Flüssigkeit wird dort aufgefangen, gesammelt und über die ohnehin am Misch- und Dosicrgefiiß vorhandene Dosierpumpe dem Umpumpkrcislauf wieder zudosicit, während die eingeleitete Luft in die Atmosphäre frei entweicht.

Anhand der schematischen Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 zeigt das Unterteil einer Spaltfilterkerze im Längs- und Querschnitt,

F i g. 2 ein Schaltschema.

Jede Filterkerze 1 weist einen Haltestab 2 mit einer unteren Schulter 2a auf. Auf dem Haltestab 2 sind zahlreiche dünne und ringförmige Filterscheibchen 3 aufgefädelt und von oben her gegen die Schulter 2a zusammengepreßt. Durch entsprechende Oberflächenausbildung der Filterscheibchen 3 entstehen zwischen jeweils zwei aufeinanderliegenden Scheibchen 3 die Filterspalten, durch die Flüssigkeit vom Äußcruiiuiiie! der Filterkerze 1 her in Richtung zum Haltestab 2 einströmen kann. Der Haltestab 2 weist Filiratkanälc 4 auf. Durch sie strömt die ins Innere der Filterkerze 1 eingedrungene filtrierte Flüssigkeit (Filtrat) nach oben ... die Haube 5 des Filterkessels 6. Auf der Außenseite der Filterkerze I befindet sich der angeschwemmte Filterkuchen 7, der aus Kieselgur und einem Kiesclgurtrubgemisch bestehen kann. Für die Filtration ist es von ausschlaggebender Bedeutung, daß die vorangeschwemmte, reine Kieselgurschicht ebenso wie der anschließend angeschwemmte, aus Kieselgur und Trüb bestehende Filterkuchen 7 sich gleichmäßig und zusammenhängend über den gesamten Außenmantel la erstrecken.

Im Unterteil der Filterkerze I sammeln sich mit der Zeit pfropfenförmige Ablagerungen 8 an, die nicht nur Anlaß zu Infektionen der Flüssigkeit geben können, sondern auch ganz wesentlich die Güte der Anschwemmung, das heißt die Gleichmäßigkeit der Schicht- und Kuchenbildung des angeschwemmten Materials beeinträchtigen, wie dies in F i g. 1, Pfeil 9 dargestellt ist. Veranlaßt durch die inneren Ablagerungen kann an manchen Stellen nicht ausreichend Flüssigkeit zu den FiI-tratkanälen 4 strömen. An diesen Stellen fehlt die Anschwemmung oder sie ist nur dünn und wenig haltbar. Von solchen Stellen aus kann auch die gut angeschwemmte Schicht beeinträchtigt und stellenweise abgetragen werden. Dadurch ist die Filtration erheblich gefährdet.

Um die Ablagerungen 8 zu entfernen, wird, wie in F i g. 2 dargestellt ist, die Filterspeisepumpe 10 saugscitig beispielsweise über einen Verbindungsschlauch 11 mit der am Kessel 6 ohnehin vorhandenen Leerdrückleitung 12 verbunden. Druckseitig wird die Filterspeisepumpe 10 über die Leitung 13, wie bekannt, mit dem Unterteil 14 des Kessels 6 verbunden. Nachdem der Kessel 6 bis zum Niveau 15 in der Haube 5 des Filterkessels 6 mit Wasser aufgefüllt ist, fördert die Filterspeisepumpe 10 das Umpumpwasser nunmehr im Kreislauf über Druckleitung 13 zum Unterteil 14 des Kessels 6 und wieder zurück. Gleichzeitig wird durch die Leitung 17 Druckluft in das zum Kesselunterteil 14 geführte Umpumpwasser eingeleitet. Im Inneren des mit Wasser gefüllten Kessels 6 entsteht hierbei eine erhebliche Wallung mit Druckstößen und Schwingungen sowie variablem Wasser- und Luftdurchtritt durch die einzelnen Fiiterscheiben 3. Das bewirkt im Unterteil der Filterkerzen 1 eine Auflösung und Ausschwemmung der Ablagerungen 8. die mit dem durchströmenden Wasser in die Haube 5 gelangen und im umgepumpten Wasser in Lösung gehalten werden. Die durch die Druckluftleitung 17 eingegebene Luft sammelt sich im Oberteil der Kcsselhaube 5 und wird über die Entlüftungsleitung 18 drucklos ins Freie abgeblasen oder über einen Schlauch

19 in das offene und nun als Flüssigkeitsabscheider dienende Kieselgurmischgerät 20 eingeführt. Etwa mitgerissenes Wasser sammelt sich im Kieselgurmischgerät

20 an und wird mit Hilfe der ohnehin vorhandenen Dosierpumpe 21 in die Umpumpleitung 13 zurückgeführt.

Dabei ist durch die Dosierpumpe 21 oder durch ein Rückschlagventil gewährleistet, daß keine Flüssigkeit aus der Leitung 13 in das Kieselgurmischgefäß 20 zurückströmen kann.

Der Reinigungsvorgang wird natürlich nur bei bereits entferntem Trüb, das heißt bei äußerlich nicht mehr mit Trüb und Kieselgur behafteten Filterkerzen und sauberem Kesselinneren durchgeführt. Die im Inneren der Filterkerzen 1 vorhandenen Ablagerungen 8 verteilen sich durch den Reinigungsvorgang >n der gesamten umgepumpten Wassermenge, wobei allerdings nur eine sehr geringe Konzentration zustande kommt. Ist der Reinigungsvorgang beendet, wird das umgepumpte Wasser, in dem die Ablagerungen 8 in Schwebe gehalten werden ohne daß weiteres Wasser zum Nachspülen verwendet werden muß, abgelassen. Die Konzentration an Ablagerungen 8 ist dabei so gering, daß im Inneren der Kanäle nur eine kaum wahrnehmbare Menge an Schweb,?'offen zurück bleibt, wenn das Umpumpwasser

jo schließlich nach unten abgelassen wird. Sowohl während des Reinigungsvorganges als auch bei seiner Beendigung wird kein weiteres Wasser benötigt Das evtl. vorhandene Spritzwasser wird, wie angegeben, in dem Kieselgurmischgerät 20 aufgefangen und wieder in Umlauf gebraciit.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Reinigen von in einem Filterkessel befindlichen, röhrenförmigen Spaltfilterkerzen, durch deren Spalte die zu filtrierende Flüssigkeit von den Außenmänteln der Filterkerzen in deren zylindrische Innenräume strömt, die jeweils dem Fortleiten des Filtrates in die Kesselhaube dienen, während der aus Kieselgur und einem Kieselgur-Trubstoffgemisch und dergleichen bestehende Filterkuchen, z. B. beim Filtrieren von Bier unter Gegendruck, an den Außenmänteln der Filterkerzen abgelagert wird, bei dem zunächst der auf den Außenmänteln der Spaltfilterkerzen befindliche Filterkuchen entfernt und das Innere des Filterkessels gereinigt wird, wonach der Filterkessel mit Wasser aufgefüllt und dabei Druckluft in den Unfiltratraum eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser oberhalb der oberen Enden der Spaltfilterker^en (1) aus der Haube (5) des Filterkessels (6) fön- tiid unter Umpumpen in Filtratrichtung zusammen mit der in das Umpumpwasser eingeleiteten Druckluft unterhalb der unteren Enden der Spaltfilterkerzen (1) wieder zugeleitet wird, wobei die zugegebene Druckluft frei bzw. gegendrucklos aus der Haube (5) des Filterkessels (6) fortgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der aus dem Filterkessel (6) entweichenden Druckluft mitgerissene Flüssigkeit abgeschieden, gesammelt und dem Umpump-Wasserkreislauf wieder zudosiert wird.

3. Vorrichtung zur Djrchfübung des Verfahrens nach Anspruch 1 .mit eh.em, die Spaltfilterkerzen tragenden Trennboden zwischen ier, der Sammlung des Filtrates dienenden Haube des Filterkessels und dem der Aufnahme der Trübe und des Filterkerzenpaketes dienenden Kesselunterteil mit angeschlossenen Leitungen für Flüssigkeiten und Gase, von denen eine als Leerdrückleitung zur Haube des Filterkessels führt, eine andere als Druckleitung vom Druckstutzen der Filterspeisepumpe zum Unterteil des Filterkessels hingeführt und eine weitere als Entlüftungsleitung von der Haube des Filterkessels weggeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugstutzen der Füterspeisepumpe (10) mit der Leerdrückleitung (12) leitungsmäßig zusammenschaltbar ausgebildet ist, daß die vom Druckstutzen der Filterspeisepumpe (10) zum Unterteil (14) des Filterkessels (6) geführte Druckleitung (13) eine mit einer Druckluftquelle verbindbare Druckluftzuleitung (17) aufweist und daß die von der Haube (5) des Filterkcssels (6) weggeführte Entlüftungsleitung (18) zur Außenatmosphäre hin geöffnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennziichnet, daß die Entlüftungsleitung (18) mit dem Innern eines zur Außenatmosphäre hin geöffneten Kieselgurmisch- und Dosiergerätes (20) verbunden ist.