DE3003755C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abscheiden von in einer Flüssig­ keit suspendierten Feststoffteilchen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2.

Es gibt bekannte Verfahren und Vorrichtungen zum Abscheiden von in einer Flüssigkeit suspendierten Feststoffteilchen mittels Magnet­ filtern, wie dies beispielsweise der DE-PS 18 16 859 entnehmbar ist. Dabei wird die Flüssigkeit durch eine ein Bett aus Teilchen aus einem magnetisierbaren Material enthaltende Kammer hindurchgeleitet. Eine die Kammer umgebende Magnetspule wird erregt, um das Bett zu magnetisieren, so daß es die in der das Bett durchströmenden Flüs­ sigkeit suspendierten Teilchen anzieht und zurückhält. Nach dem Filtern lassen sich die zurückgehaltenen Teilchen entfernen, indem man die Magnetspule abschaltet und die Kammer mit einer Waschflüs­ sigkeit spült, um die zurückgehaltenen Teilchen auszuschwemmen. Da mit der Waschflüssigkeit gleichzeitig auch das Filterbett angehoben werden muß, ist ein hoher Durchsatz an Waschflüssigkeit erfor­ derlich, wodurch eine größere Menge an Waschflüssigkeit benötigt wird als dies zur Entfernung der im Filterbett zurückgehaltenen Teilchen notwendig wäre.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren und einer Vorrichtung der genannten Art ein schnelleres Durchspülen des Filterbetts mit einer kleineren Menge an Waschflüssigkeit zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird für ein gattungsgemäßes Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 und für eine gat­ tungsgemäße Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 2 gelöst.

Die Kammer ist vorzugsweise trichterförmig. Ein weiterer Elektro­ magnet kann so angeordnet sein, daß das Filterbett zwischen seinen Polen liegt. Bei Erregung des zusätzlichen Elektromagnets werden magnetische Feststoffteilchen von den ferromagnetischen Körpern des Filterbetts angezogen und festgehalten.

Die Körper des Filterbetts sind vorzugsweise kugelförmig und können etwa aus Eisen oder Weichstahl sein. Bei Verwendung einer korrosiven Flüssigkeit sind die Körper vorzugsweise mit einer gegenüber der Flüssigkeit inerten Beschichtung versehen. Bei Verwendung von Sal­ petersäure können die Körper mit Gold oder Platin beschichtet sein. Die Vorrichtung kann als Vorfilter für einen hochwirksamen Magnetabscheider verwendet werden.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert, deren einzige Figur eine schematisierte Darstellung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt.

Eine Feststoffteilchen enthaltende Flüssigkeit ist in einem Behälter 1 enthalten, welcher ein Rührwerk 2 auf­ weist, um die Feststoffteilchen suspendiert zu halten. Die Flüssigkeit gelangt über ein Ventil in ein Filter bzw. eine Abscheidevorrichtung 4. Diese weist eine etwa trichterförmige Kammer 5 auf, welche im unteren Teil einen Siebboden 6 hat. Dieser trägt ein Filterbett 7 aus ferromagnetischen und vorzugsweise kugelförmigen Festkörpern. Das Filterbett dient dazu, gröbere Feststoff­ teilchen aus der Flüssigkeit auszuscheiden, bevor diese einen hochwirksamen Magnetabscheider 8 durch­ fließt, in welchem kleinere Feststoffteilchen magne­ tisch ausgeschieden werden.

Ein die Kammer 5 umgebender Elektromagnet 9 ist so ange­ ordnet, daß der Siebboden 6 etwas tiefer liegt als das untere Ende des Polspalts und das Filterbett ungefähr bis zur mittleren Höhe des Polspalts hinaufreicht. Im normalen Betrieb ist der Elektromagnet nicht erregt, wobei größere Feststoffteilchen, welche die Zwischen­ räume zwischen den lose geschütteten Festkörpern nicht passieren können, im Filterbett zurückgehalten werden. Zum Entfernen der zurückgehaltenen Feststoffteilchen aus dem Filterbett werden die Ventile 3 und 10 geschlossen und andere Ventile 11, 12 und 13 geöffnet, um eine Waschflüssigkeit, z. B. Wasser, durch das Filter­ bett hindurchzuleiten. Der Elektromagnet 9 wird erregt, so daß das zwischen seinen Polen entstehende Magnetfeld die ferromagnetischen Körper des Filterbetts vom Sieb­ boden 6 abhebt. Dadurch werden die im Filterbett zurück­ gehaltenen Feststoffteilchen freigegeben und können von der Waschflüssigkeit ausgetragen werden. Die Trich­ terform der Kammer verhindert, daß das Filterbett wie ein geschlossener Körper angehoben wird, und bewirkt vielmehr eine Verschiebung der Festkörper relativ zuein­ ander, so daß die zurückgehaltenen Feststoffteilchen schnell und mit einer kleinen Wassermenge ausgespült werden können. Dies ist insofern vorteilhaft, als sich dadurch die Zeit für die Betriebsunterbrechung der Vor­ richtung verkürzt und, falls die abzuscheidenden Teil­ chen radioaktiv sind, eine kleinere Menge radioaktiver Flüssigkeit beim Durchspülen des Filterbetts anfällt. Nach Beendigung des Durchspülens wird der Elektromagnet abgeschaltet, so daß die Festkörper auf den Siebboden zurückfallen und sich erneut zum Filterbett 7 ordnen.

Bei kugelförmigen Festkörpern mit einem Durchmesser von ca. 3,18 mm und einem mittleren Durchmesser der Kammer 5 von ca. 32 mm ist ein Magnetfeld mit einer Stärke von etwa 2000 Gauß notwendig, um die Festkörper in der Schwebe zu halten. Die Festkörper sind zweck­ mäßig aus Eisen oder Flußeisen und können eine Beschich­ tung aufweisen, welche sie vor einem Angriff durch die die Feststoffteilchen enthaltende Flüssigkeit schützt. In einer Anwendungsform dient die erfindungsgemäße Vorrichtung dazu, nicht gelöste Feststoffteilchen aus der aus einem Behälter zum Auflösen von bestrahltem Kernbrennstoff ausfließenden Flüssigkeit abzuscheiden. Diese Flüssigkeit hat einen hohen Gehalt an Salpeter­ säure. Die Festkörper bedürfen dann einer Beschichtung aus gegenüber Salpetersäure widerstandsfähigem Material, z. B. Gold oder Platin.

In der dargestellten Anordnung durchströmt die Wasch­ flüssigkeit die Kammer 5 in der gleichen Richtung wie die die Feststoffteilchen enthaltende Flüssigkeit. Gege­ benenfalls kann die Waschflüssigkeit jedoch auch im Gegenstrom durch die Vorrichtung fließen.

Die nach Entfernung der gröberen Feststoffteilchen aus dem Filterbett 7 austretende Lösung gelangt dann zum Magnetabscheider 8, in welchem darin mitgeführte Teilchen aus magnetischem Material auf einer magne­ tischen Matrix zurückgehalten werden. In einer Ausfüh­ rungsform ist die Matrix aus feinen Drähten aus einem ferromagnetischen Material gebildet. In diesem Falle stellt das Filterbett 7 ein Vorfilter dar und verhindert ein vorzeitiges Zusetzen der Matrix durch größere Teilchen. In einer anderen Ausführungsform ist die Matrix im Magnetabscheider 8 ähnliche ferromagnetische Körper wie das Filterbett 7, vorzugsweise jedoch mit einem kleineren Durchmesser. Die Körper sind im Normal­ zustand zwischen den Polen eines starken Elekromagnets 14 angeordnet, so daß magnetische Teilchen durch das Magnetfeld von den Körpern angezogen und daran fest­ gehalten werden. Der Magnetabscheider 8 kann einen (nicht gezeigten) zweiten Elektromagnet aufweisen, welcher in gleicher Weise wie vorstehend erregbar ist, um die Körper der Matrix in der Schwebe zu halten und dadurch ihre Reinigung zu erleichtern. Dazu wird dann der Elektromagnet 14 abgeschaltet, so daß die Teilchen nicht länger von den Festkörpern festgehalten werden. In dieser zweiten Ausführungsform ist die die Fest­ körper enthaltende Kammer vorzugsweise ebenfalls trichterförmig.

Zum Durchspülen des Magnetabscheiders 8 wird der Elek­ tromagnet 14 abgeschaltet, die Ventile 12 und 16 werden geschlossen und die Ventile 15, 10 und 13 werden geöff­ net, um die Waschflüssigkeit durch die Matrix hindurch­ zuleiten und die nicht länger von den Festkörpern angezogenen und festgehaltenen Teilchen daraus zu entfernen.

Claims (4)

1. Verfahren zum Abscheiden von in einer Flüssigkeit suspendierten Feststoffteilchen, bei welchem ein Strom der die Feststoffteilchen enthaltenden Flüssigkeit durch ein Filterbett aus lose geschütteten ferromagnetischen Festkörpern geleitet wird, die Feststoffteilchen im Filterbett zurückgehalten werden und der Flüssigkeitsstrom dann unter­ brochen wird, ein Anheben der Festkörper des Filterbettes erfolgt und eine Waschflüssigkeit durch das Filterbett hindurchgeleitet wird, um die Feststoffteilchen aus dem Filterbett auszuspülen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Anheben der ferromagnetischen Festkör­ per des Filterbettes durch ein Magnetfeld erfolgt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem auf einem Siebboden im unteren Teil einer Kammer angeordneten Filterbett aus lose geschütteten ferromagnetischen Festkörpern, mit einem ersten Strö­ mungsweg zum Hindurchleiten der Flüssigkeit durch die Kammer unter Zu­ rückhaltung der Feststoffteilchen im Filterbett und einem zweiten Strö­ mungsweg zum Hindurchleiten einer Waschflüssigkeit durch die Kammer, sowie mit einem außerhalb der Kammer angeordneten Elektromagnet, in dessen Polspalt sich das Filterbett befindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (9) während des Hindurchleitens der Waschflüssig­ keit erregbar ist, daß der Siebboden (6) etwas tiefer liegt als das untere Ende des Polspalts und daß das Filterbett (7) ungefähr bis zur mittleren Höhe des Polspalts hinaufreicht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (5) wenigstens teilweise trichterförmig ist und daß das Filter­ bett (7) auf dem Sieb (6) im unteren weiteren Teil der Kammer (5) ruht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Strömungsweg einen an der Abströmseite der Kammer (5) angeord­ neten, hochwirksamen Magnetabscheider (8) enthält.