DE2744454A1

DE2744454A1 - Filtriervorrichtung

Info

Publication number: DE2744454A1
Application number: DE19772744454
Authority: DE
Inventors: Paul Havalda
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: BHS Bayerische Berg Hutten und Salzwerke AG
Priority date: 1976-10-05
Filing date: 1977-10-03
Publication date: 1978-04-06
Also published as: FR2366863A1; NL7710683A; US4127487A; DE2744454C2; GB1539687A; NL184882C; JPS6110166B2; NL184882B; BE859337A; FR2366863B1; CH613127A5; JPS5345771A

Description

H 274U54

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Case 7-10728/R t-

Deutschland

Anwaltsakte 28 451 3. Oktober 1977

Filtriervorrichtung

Bei der Bandfiltration anfallende Filterkuchen weisen vielfach eine zu grosse Restfeuchtigkeit auf und müssen daher noch zusätzlich getrocknet werden. Beispielsweise liegen die Restfeuchtigkeiten von auf Vakuumfiltriervorrichtungen gebildeten Filterkuchen von Farbstoffen noch bei ca 70-85%. Dies liegt bekanntlich vor allem an der während des Filtriervorganges auftretenden Rissbildung im Filterkuchen und der dadurch bedingten ungleichmässigen Saugwirkung.

Gemäss dem bisher bekannten Stand der Technik wird die Nachentfeuchtung des Filterkuchens in von der Filtriervorrichtung getrennten speziellen Trocknungseinrichtungen durchgeführt. Solche separaten Trocknungseinrichtungen erfordern relativ hohe Investitionen und benötigen ausserdem zusätzliche Standfläche. Diese offensichtlichen Nachteile sollen nun durch die Erfindung vermieden werden,

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Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung eine möglichst kostengünstige Filtrieranlage zu schaffen, bei der eine Nachentfeuchtung des Filterkuchens entfällt.

Die Erfindung betrifft eine Filtriervorrichtung mit einem intermittierend angetriebenen Trum eines Filterbandes und unterhalb eines Abschnitts desselben angeordneten Saugmitteln sowie einer Steuerung, welche die Saugmittel bei Stillstand des Filterbands aktiviert, und ist gekennzeichnet durch eine Presse mit mindestens einem von der Filterkuchenseite im Bereich der Saugmittel auf das Filterband zu und von diesem weg verstellbaren, gasdurchlässigen Pressbacken und mit dem Filterbandantrieb synchronisierten Verstellmitteln, welche den Pressbacken während zumindest eines Teils des Filterbandstillstands gegen das Filterband pressen.

Durch das Pressen des Filterkuchens noch auf dem Filterband selbst wird das Entstehen von Rissen verhindert und das Hohlraumvolumen bzw. die Porosität und Porengrösse des Filterkuchens verringert. Dabei wird ein grosser Teil der Flüssigkeit bereits durch das Pressen aus dem Filterkuchen entfernt. Die gasdurchlässige Ausbildung des Pressbackens schafft eine Zutrittsmöglichkeit von Gas oder Luft zur Filterkuchenoberfläche auch während des Pressens und erlaubt dadurch gleichzeitig zu pressen und zu saugen. Durch das Pressen werden wiederum optimale Voraussetzungen flir das Saugen geschaffen, da sich in der durch das Pressen rissfreien und relativ kleinporigen Filterkuchenschicht eine Art Kolbenströmung ausbilden kann. Mit Fortschreiten des Aussaugens der Poren erhöht sich die Geschwindigkeit des durch den Filterkuchen gesaugten Gasbzw. Luftstroms und die Strömung nimmt dann auch den an den Poren- bzw. Zellwänden haftenden FlUssigkeitsfilm zum grössten Teil mit. Auf diese Weise ist die Rest feuchtigkeit von mit der erfindungsgemässen Vorrichtung erzeugten Filterkuchen

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wesentlich geringer als bisher (erste Pilot-Versuche liefern Herabsetzung der Restfeuchte um 10 bis 30%), sodass sich eine Nachentfeuchtung Überhaupt erübrigt. Ein weiterer Vorteil des Pressens besteht darin, dass sich der Filterkuchen wesentlich leichter und praktisch rückstandfrei vom Filterband abnehmen lasst. Dies ergibt eine grössere Wirtschaftlichkeit und eine geringere Belastung des Abwassers.

Im Prinzip könnte ein Vakuumfilter auch mit hydraulisch betriebenen Stempeln ausgerüstet werden. Die Anschaffungskosten würden aber sehr hoch liegen. (Teure Kolben, Zylinder, Dichtungen, Pressbacken mit Führung, anspruchsvolle Wartung, teure Oberflächen-Bearbeitung u.a.).

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipschema einer erfindungsgemässen Filtervorrichtung,

Fig. 2 eine detaillierte Schnittdarstellung entsprechend einem Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Detailvariante entsprechend einem Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 4 , und

Fig. 4 dieselbe Detailvariante in einer Schnittdarstellung analog Fig. 2.

Die in Fig. 1 dargestellte Bandfiltriervorrichtung entspricht bis auf die erfindungsgemässe Presse im grossen und ganzen den bekannten Vorrichtungen dieser Art, wie sie beispielsweise in der US-PS 3 870 641 näher beschrieben sind. Sie umfasst ein endloses Filterband 1, welches über Walzen 2-9 geführt

ist. Die Walzen mit Ausnahme der Walze 9, die als eine tuchformende Stange ausgebildet ist, sind in einem Maschinengestell, von welchem der Einfachheithalber nur eine Schiene 10 dargestellt ist, drehbar gelagert. Die Walze 4 ist von einem nicht dargestellten Antriebsmotor angetrieben. Die Walzen 2 und 7 sind in Richtung der Pfeile P über einen ebenfalls

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nicht dargestellten Pneumatikzylinder verstellbar. Eine Steuerung 11 steuert den Antrieb der Walze 4 und die Verstellung der Walzen 2 und 7 derart, dass sich das obere Trum des Filterbands intermittierend um jeweils eine bestimmte Wegstrecke weiterbewegt. Der genaue Funktionsablauf des Filterbandantriebs ist in der schon genannten US-PS 3 870 641 ausführlich beschrieben.

Unterhalb des sich zwischen den Walzen 9 und 2 befindlichen horizontalen Abschnitts des Filterbands ist eine Reihe von Saugwannen 12 angeordnet, welche Über Leitungen 13 und ein ebenfalls von der Steuerung 11 gesteuertes Ventil 14 an eine nicht dargestellte Unterdruck- bzw. Saugquelle angeschlossen sind. Wie ebenfalls in der US-PS 3 870 641 beschrieben, sind die Saugwannen 12 nur während des Stillstands des oberen Trumes des Filterbandes 1 mit Unterdruck beaufschlagt bzw. aktiviert. Während der Vorwärtsbewegung des oberen Trumes sind sie mit der Atmosphäre verbunden. Im Bereich zwischen den Walzen 9 und 2 läuft das Filterband in an sich bekannter Weise in einer Rinne 12a (Fig. 2).

An den Unterseiten der Saugwannen 12 sind untere Querträger 15 befestigt, welche sich quer zur Längsrichtung des Filterbands 1 erstrecken und dieses bzw. die Saugwannen 12 seitlich Überragen. Diese Querträger 15 tragen an ihren Enden je einen Über das Niveau des Filterbands 1 hinausragenden Steher 16, welche ihrerseits wieder durch obere Querträger 17 verbunden, sind. Die oberen und unteren Querträger und die Steher umschliessen das Filterband tunnelartig (Fig. 2) und bilden das Gestell der schon erwähnten Presse. An den Unterseiten der oberen Querträger 17 ist ein langgestreckter StUtzkörper 18 mit einer ebenen horizontalen Unterseite befestigt. An dieser wiederum sind drei an ihren Unterseiten strukturierte (Fig. 2) Druckkissen 19 fixiert. Diese sind mittels Leitungen 20 und Über ein Ventil 21 an eine nicht dargestellte

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Druck- und an eine Saugquelle angeschlossen. Das Ventil wird automatisch von der Steuerung 11 betätigt, und zwar derart, dass die Druckkissen mit Druck beaufschlagt werden, wenn das obere Trum des Filterbandes still steht und die Saugwannen aktiviert sind, und mit Unterdruck beaufschlagt oder belüftet werden, wenn die Saugwannen belüftet werden und sich das Trum des Filterbandes vorwärts bewegt. Als Steuerung 11 ist jede beliebige Steuerschaltung geeignet, welche die hier und weiter unten beschriebenen Funktionsund Bewegungsabläufe gewährleistet. Die praktische Realisierung einer solchen Steuerung liegt im Bereich des Könnens des Fachmanns und braucht daher hier nicht näher erläutert zu werden.

An den oberhalb des Filterbands 1 verlaufenden Schienen des Maschinengestells sind vor und nach dem Pressengestell je zwei Schwenkhebel 22 angedeutet, welche zwischen sich je eine Walze 23 drehbar lagern. Um diese Wal« η 23 ist ein endloses Band 24 aus luft- bzw. gasdurchlässigem Material gefuhrt und über an den Schwenkhebeln 22 angreifende Zugfedern 26 gespannt. Das obere Trum dieses Bands 24 verlauft in einer auf den oberen Querträgern 17 angebrachten Flihrungsrinne 25, während das mittlere Trum an den Druckkissen 19 anliegt und diese über deren gesamte Breite abdeckt. Das luftdurchlässige Band 24 ist über eine der beiden Walzen 23 von einem Antriebsmotor 28 angetrieben. Die Verbindung von Motor 28 und Walze 23 erfolgt über einen Keilriemen 29 und eine auf der Walzenachse drehfest angeordneten Riemenscheibe 30. Der Motor 28 ist von der Steuerung 11 derart angesteuert, dass er das luftdurchlässige Band immer dann, wenn die Druckkissen 19 drucklos sind, um etwa die Gesamtlänge der Presse vorschiebt und dann stoppt. Dabei wird das Band 24 an Reinigungsmitteln z.B. in Form eines Schabers 27 vorbeigefUhrt und von allenfalls anhaftenden Filterkuchenresten gesäubert.

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Die Funktionsweise der vorstehend beschriebenen Filtriervorrichtung ist wie folgt: Die zu filtrierende Suspension wird mittels einer beweglichen Verteilerdtise 31 in der Nähe der Walze 9 auf das stehende Trum des Filterbandes aufgebracht und annähernd gleichmässig verteilt. Gleichzeitig werden Über die Steuerung 11 die Saugwannen 12 aktiviert und die Druckkissen 19 unter Druck gesetzt. Aufgrund der Saugwirkung einerseits und des von den Druckkissen auf den Filterkuchen 32 ausgeübten Pressdrucks wird dabei das obere Trum des Filterbandes 1 blockiert und die Walzen 2 und 7 wandern in der in der US-PS 3 870 641 beschriebenen Weise aus ihren Ruhelagen aus. Wenn die Walzen ihre Endstellungen erreicht haben, werden die Saugwannen 12 und die Druckkissen 19 entlüftet. Dadurch wird das obere Trum des Filterbandes 1 freigegeben und um eine bestimmte Strecke vorgeschoben. Gleichzeitig wird das gasdurchlässige Band 24 weitertransportiert. Danach kann ein neuer Filtrierzyklus beginnen.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die dem Filterkuchen zugewandte Unterseite der Druckkissen 19 mit Kanelierungen oder dergleichen versehen, sodass auch während des Pressens Luft zur gesamten Filterkuchenoberfläche Zutritt hat und damit das Trockensaugen nicht behindert wird. Anstelle der strukturierten Ausbildung der Druckkissen 19 selbst kann mit Vorteil auch, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, ein -strukturiertes Korrosionsschutzband 33 vorgesehen sein. Dabei kann für jedes Druckkissen 19' ein eigenes oder darstellungsgemäss (Fig. 4)ein allen Druckkissen 19' gemeinsames Band 33 vorgesehen sein. Dieses ist über am Stutzkörper 18 und an den oberen Querträgern 17 befestigte Führungsbleche 34 geführt und durch Spannfedern 35 gespannt. Die Strukturtiefe beträgt vorzugsweise 2-10 rom. Die übrige Ausbildung der Pressenvariante gemäss Fig. 3 und 4 entspricht

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der gemäss Fig. I und 2 und einander entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Der Vorteil der Ausbildung gemäss Fig. 3 und 4 besteht darin, dass fUr das bzw. die Druckkissen 19¹ optimal an die jeweiligen Elastizitätserfordernisse angepasstes Material und insbesondere handelsübliche Druckkissen ohne Strukturierung verwendet werden können. Allfallige Korrosionsprobleme können durch entsprechende Wahl des Schutzbandmaterials ohne besondere Rücksicht auf dessen Elastizität gleichfalls optimal gelöst werden. FUr die Druckkissen kann gummielastischer und fUr das Schutzband hartelastischer Werkstoff verwendet werden. Als Material fUr die Druckkissen hat sich beispielsweise beidseitig mit synthetischem Kautschuk beschichtetes Nylongewebe bewahrt. Geeignete Druckkissen dieser Art sind im Handel unter anderem unter dem Markennamen PRONAL erhältlich. Die Stirnflächen der Druckkissen und das diese kontaktierende Band 24 bzw. 33 sind materialmässig bzw. in ihren Oberflächeneigenschaften so aufeinander abgestimmt, dass sie ausreichende Gleiteigenschaften besitzen. Als Material fUr das luftdurchlässige Band 24 hat sich Kunststoff, insbesondere Propylen, Polyester oder Polyamid bewährt. Das Schutzband 33 wird vorzugsweise aus Gummi, Polytetrafluoräthylen oder dergleichen gefertigt.

Selbstverständlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung, das im Ausfuhrungsbeispiel unstrukturierte gasdurchlässige Band 24 auf seiner Innenfläche zu strukturieren. Dies wUrde dann die Verwendung von handelsüblichen an ihrer Stirnfläche unstrukturierten Druckkissen (19') und eines ebenfalls unstrukturierten Schutzband (33) ermöglichen.

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Die erfindungsgemässe Filtriervorrichtung ist im Übrigen besonders gut geeignet zur Ausstattung mit einer vorgeschalteten Aufschlämmvorriehtung für den Filterkuchen, wie sie beispielsweise in den DT-OS Nos 25 15 und 26 20 627 beschrieben ist. Die Kombination Aufschlämmung am Filterband selbst und anschliessende grossflächige Verdichtung gemäss der Erfindung hat sich in den Pilot-Versuchen als besonders vorteilhaft fllr die Erzeugung qualitativ hochwertiger Filterkuchen erwiesen und führte zu folgenden Vorteilen:

Reduktion der WaschlUssigkeitsmenge bis zu 50% Gründlichere Auswaschung des Filterkuchens (unter anderem neutrale Reaktion des Kuchens auch nach dem Trocknen)

Herabsetzung der Restfeuchte um 10 bis 30% Volumenverminderung des Filterkuchens (Erhöhung des Schuttgewichtes um ca. 25%)

Bessere Ablösung des Kuchens vom Filtertuch, dadurch Herabsetzung der Kuchenverluste im Waschwasser des Tuches

Verhinderung der Rissentstehung im Kuchen, dadurch gleichmässige Kuchenentfeuchtung ■ Kürzere Waschzone (um ca. 1,5 bis 2 mal) Mögliche Behandlung von dickeren Kuchenschichten .

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Claims

27AAA54 Ansprüche

1. J Filtriervorrichtung mit einem intermittierenden

getriebenem Trum eines Filterbandes und unterhalb des Trumes angeordneten Saugmitteln sowie einer Steuerung, welche die Saugmittel bei Stillstand des Trumes aktiviert, gekennzeichnet durch eine Presse mit mindestens einem von der Filterkuchenseite im Bereich der Saugmittel auf das Trum des Filterbandes zu und von diesem weg verstellbaren, gasdurchlässigen Pressbacken und mit dem Filterbandantrieb synchronisierten Verstellmitteln, welche den Pressbacken während zumindest eines Teils des Filterbandstillstands gegen das Filterband pressen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche des bzw. jedes Pressbackens eine seitliche offene Struktur von vorzugsweise 2 bis 10, insbesondere 3 bis 5 mm Höhe bzw. Tiefe aufweist und dass sich auf den im wesentlichen in einer Ebene liegenden VorsprUngen dieser Struktur eine gasdurchlässige Schicht abstutzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche des bzw. jedes Prossbackens durch eine Schicht aus korrosions- insbesondere säurefestem Material abgedeckt ist, deren filterseitige Fläche eine offene Struktur von vorzugsweise 2 bis 10 mm, insbesondere bis 5 mm Höhe bzw. Tiefe aufweist, und dass sich auf den im wesentlichen in einer Ebene liegenden VorsprUngen dieser Struktur eine gasdurchlässige Schicht abstutzt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gasdurchlässige Schicht durch ein

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endloses, um freilaufende Walzen geführtes gflsdurchlässiges Band gebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die korrosionsfeste Schicht durch ein an mindestens einem seiner beiden Enden federnd gehaltertes Schutzband gebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, insbesondere alle Pressbacken durch ein gemeinsames Schutzband abgedeckt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehreren, insbesondere allen Pressbacken ein gemeinsames gasdurchlässiges Band zugeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der das gasdurchlässige Band führenden Walzen als Bandspannwalze ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Reinigungsmittel für das endlose gasdurchlässige Band sowie einen Antrieb, um das Band abschnittsweise durch den Wirkungsbereich der Reinigungsmittel zu bewegen .

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. jeder Pressbacken durch mindestens ein Druckkissen von im wesentlichen räumlich rechteckiger Form gebildet ist, welches an eine pneumatische oder hydraulische Druckmittelquelle anschliessbar ist.

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11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dad-arch gekennzeichnet, dass die Druckkissen wahlweise an eine Unterdruckquelle anschliessbar sind.

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