DE3136905C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckfilter für die Ab­ scheidung von Rückständen aus der Naßveraschung Pu-haltiger Abfälle gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Die bisher übliche Trennung von Abfall und Filtrat erfolgte durch Verdampfung der zur Naßveraschung verwendeten Säure, z. B. Schwefelsäure, bei 450°C [HEDL-TME 79-64, S. 3-5]. Diese Art der Trennung bringt jedoch ein hohes Gefahrenspotential, zumindest wenn in einer Box zu arbeiten ist, da Temperaturen bis 450°C hohe Wärmekapazitäten der Stahlkokillen erzeugen, in denen die Trennung zu erfolgen hat. Demzufolge kann der Trennprozeß nur langsam ausge­ führt werden, denn es sind Auf- und Abkühlzeiten von ca. 10 Stunden notwendig. Korrosionsprodukte, die beim Austreiben der Schwefelsäure durch Abtrag der Kokillen entstehen, erschweren zudem die nachträglich durchzu­ führende Abtrennung des Pu. Auch erhöhen sich die Anforderungen an die Abdichtung der Kokille aufgrund der auftretenden Schwefelsäuredämpfe.

Aus der zur Bildung des Oberbegriffes des Patentanspruches herangezogenen US-PS 40 19 984 ist ein Druckfilter für die Abscheidung von Partikeln aus einer flüssigen Phase be­ kannt, welcher aus Gehäuse, Filtertopf, Deckel und Sieb­ korb besteht.

Für die Abscheidung Pu-haltiger Abfälle ist diese Vor­ richtung jedoch nicht geeignet, da der Filterkuchen beim Öffnen des Deckels unkontrolliert nach unten fällt, wo­ mit eine erhöhte Kontaminationsgefahr verbunden ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nunmehr darin, ein Druckfilter der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß mit ihm eine schnelle Einsetzbarkeit des Filterkorbes auch unter Raumtemperaturbedingungen ohne bewegliche Teile durchführbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.

Die besonderen Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß der Filterkuchen auf einem schnell und einfach einsetzbaren Siebkorb entsteht und die Trennung von Druck bzw. Auslaufzone durch eine Dichtung mit axialer Wirkung an der Unterseite des Siebkorbes erfolgt. Weiterhin wird der Anpreßdruck für die Dichtung vom Betriebsdruck über die Filterfläche im Siebkorb bewirkt. Eine mechanische Voranpressung erweist sich als unnötig, könnte aber im Filter vorgesehen werden.

Die Entnahme des Kuchens aus dem Filter wird ledig­ lich aufgeteilt in zwei Schritte:

• - Herausnahme des Siebkorbes mit dem Filterkuchen aus dem Filtergehäuse und Ersatz durch ein leeres Gebinde und
• - Entnahme des Filterkuchens aus dem Korb erst am Ort der Weiterverarbeitung.

Dies hat die Vorteile, daß

• - der Zeitbedarf gering ist, d. h. der Filterzyklus wird kürzer bzw. die Kapazität des Filters höher,
• - das Auswechseln der Filterkörbe sich mechanisieren läßt,
• - der Transport des nicht mehr pumpfähigen und noch nicht rieselfähigen Filterkuchens erleichtert wird und mechanisierbar ist,
• - die im vorliegenden Fall besonders wichtige Geo­ metrie des Filterkuchens während des Transports erhalten bleibt und
• - die gut hantierbare Einheit Kuchen/Korb für die nachfolgenden Operationen (z. B. Trocknung) weiter­ verwendet werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Aus­ führungsbeispiels mittels der Figur näher erläutert, wobei die Figur einen Schnitt durch ein Druckfilter wiedergibt und die aufgesetzte bzw. abgehobene Stellung des Deckels eingezeichnet ist.

Das Einscheiben-Horizontalfilter nach der Figur be­ steht aus dem Gehäuse 1, dem zweiteiligen Filter­ gehäusedeckel 2, 3, dem Filtertopf 5 mit dem Filter­ einsatz 4 sowie dem herausnehmbaren Sieb­ korb 6, der zur Trennung von Druck- und Auslaufzone mittels zweier Dichtringe 9, 10 gegen den Filtereinsatz 4 bzw. Filtertopf 5 abgedichtet ist.

Der Filterdeckel besteht aus dem eigentlichen Deckel 3 und der Haube 2. Das Gehäuse 1 wird verschlossen, indem die Haube 2 auf den Topf 1 (Gehäuse) abgesenkt wird (an einem Hebezeug hängend). Dabei greifen die Klauen 11 der Haube 2 in Aussparungen am Topf 1. Durch Drehen der Haube 2 an den Hebeln 35 bis zum Anschlag greifen die Klauen 11 der Haube 2 unter Klauen 12 am Gehäuse 1. Mit Hilfe der Spindel 13, die Haube 2 und Deckel 3 verbindet, wird der innere Deckel 3 auf das Gehäuse 1 gedrückt und die Haube 2 angehoben, so daß die Klauen 11, 12 von Haube 2 und Gehäuse 1 gegen­ einander gezogen werden. Die Klauen 11, 12 verhindern über Haube 2, Spindel 13 und Deckel 3 ein Anheben des Deckels 3 beim Betrieb als Druckfilter und sind somit Voraussetzung für die Abdichtung des Filterge­ häuses 1.

Die Abdichtung des Gehäuses 1 wird durch ein System von 3 Dichtungen bewirkt. Aufgaben der verschiedenen Dichtungen am Deckel 3 (Betriebsdruck max. 11 bar, Prüf­ druck 14 bar) sind:

• - Abstreifring 14: Hilfsdichtung im unteren Bereich des Deckels 3. Streift Feststoffteilchen an dem Teil der Filterwand ab, wo später die Druckab­ dichtung erfolgen soll.
• - Dichtring 15: Hauptdichtung, die den eigentlichen Druckabschluß bewirkt.
• - Schutz- bzw. Kontrollring 16: in der Schulter 17 des Gehäuses 1 angeordnete Hilfsdichtung, die Leckagen durch die Bohrung 18 in der Gehäuse­ wandung geordnet zum Stutzen 32 kanalisiert und damit verhindert, daß evtl. Leckagen aus der Haupt­ dichtung 15 in die Umgebung spritzen (bei Druck­ filtrationen); außerdem zur Überwachung der Haupt­ dichtung 15 bei Druck- und Vakuumbetrieb.

Auf der Unterseite des Filtertopfes 5 sind radiale Stege 19 angeschweißt, die der übergelaufenen Flüssigkeit erlauben, zwischen dem Boden 26 und dem Boden 37 des Gehäuses 1 zum Überlaufstutzen 20 zu fließen. Der Überlaufstutzen 20 wird während der Filtration mit einem Absperrhahn verschlossen. In der Mitte des Einsatzes 5, 36 befindet sich der Filtratablaufstutzen 21, der mit dem Filtertopf 5 ver­ schweißt ist. Er wird gegen das Filtergehäuse 1 durch zwei Dichtringe 22 abgedichtet.

Im Filtertopf 5 liegt der als Abstandshalter ausge­ bildete Filtereinsatz 4, bestehend aus einem Loch­ blech 23 mit beiderseitig aufgeschweißten radialen Stegen 24, 25. Dieser wird von einem Haltering 26 um­ geben, der einen Dichtring 9, 10 auf jeweils einer Stirnfläche trägt, wobei auf dem Dichtring 9 der Siebkorb 6 aufliegt. Diese Dichtungen 9, 10 trennen Druck- und Auslaufzone voneinander.

Der Siebkorb 6 besteht aus einer gelochten Bodenplatte 27 mit verstärktem Außenrand 28 (Gewährleistung der planen Auflage auf der Dichtung 9) sowie der Seiten­ wand 29 mit den Ösen 30 für ein Hebezeug zum fernbe­ dienten Auswechseln des Siebkorbes 6. Der Boden 27 des Siebkorbes 6 kann sich bei Durchbiegung auf die Stege 25 des Abstandshalters bzw. Filtereinsatzes 4 abstützen.

Im Siebkorb 6 liegt ein Filtertuch 31 aus beispiels­ weise Polypropylen ausgebreitet auf der Bodenplatte 27 auf.

Die Stutzen am Gehäuse 1 besitzen folgende Funktionen:

• - zentraler Stutzen 21 im Boden 27:
  Sauganschluß bei Vakuumbetrieb oder Filtratablauf bei Druckbetrieb
• - exzentrischer Stutzen 20 im Boden 37:
  Suspensions-Überlauf
• - mittlerer Stutzen 32 in der Wand:
  Suspensions-Überlauf
• - mittlerer Stutzen 32 in der Wand:
  Anschluß für Kontrolle der tragenden Dichtung 16
• - äußerer Stutzen 33 in der Wand des Gehäuses 1:
  1. Suspensions-Zulauf
  2. Belüftung (Vakuumbetrieb) oder Druckluftanschluß (Druckfiltration)

Im Filterinnenraum 38 wird der Spalt zwischen Gehäuse­ wand und Siebkorb 6 an der Stelle des Suspensions­ zuflusses 33 mit einem Einsatzstück 34 überbrückt.

Der Betrieb des Druckfilters erfolgt in den Schritten:

• - Einsetzen des leeren Siebkorbes 6 mit Filtertuch 31 mittels Hebezeug bei geöffnetem Filtergehäuse1.
• - Verschließen des Filtergehäuses 1 mit dem Deckel 3.
• - Befüllen des Siebkorbes 6 bzw. des Innenraumes 38 mit Suspension, bis Suspension aus dem Überlauf­ stutzen 20 fließt, oder mit einer vorher auf das Fassungsvermögen des Filters begrenzten Menge.
• - Verschließen von Zulauf 33 und Abläufen 20, 21 mittels Absperrhähnen.
• - Filtration durch
  • -Auflegen von Druckluft bei Verwendung als Druck­ filter bzw.
  • - Anlegen von Vakuum bei Nutschenbetrieb.

Dabei sind

• - Druckluftstutzen 33 und Filtratablaufstutzen 21 geöffnet bzw.
• - Belüftungsstutzen 33 und Saugstutzen 21 geöffnet.

Das Ende der Filtration wird durch Beendigung des Filtratflusses angezeigt.

• - Nach Ende der Filtration und Druckausgleich durch
  • - Absperren des Druckluftanschlusses 33 und geöffne­ tem Filtratabfluß 21
  • - Absperren der Saugleitung und geöffnetem Be­ lüftungsstutzen
• wird das Gehäuse 1 geöffnet und der Gehäusedeckel 3 abgehoben (mittels Hebezeug).
• - Entnehmen des Siebkorbes 6 mit dem Filterkuchen und ggf. Reinigen der Dichtungen 9, 10 unter dem Sieb­ korb 6.
• - Der Filterkuchen wird in dem Siebkorb 6 zur Weiter­ verarbeitung transportiert. Nach dem Entnehmen des Filterkuchens wird der Siebkorb 6 erneut im Ge­ häuse 1 eingesetzt.

Als Filtermaterial wird Polypropylen verwendet, das nach Gebrauch im Prozeß der Naßveraschung zerstört werden kann und somit nicht als Sekundärabfall anfällt. Geeignet ist ein Filtertuch 31 der Porengröße 10 µm, der Filterstärke 0,2 mm und des Durchmessers von 270 mm. Die Bodenplatte 27 des Siebkorbes 6 bildet seine Stütze und besteht aus einem Lochblech, das 3 mm stark und mit Bohrungen vom Durchmesser von 3 mm und 30% freier Durchlauffläche ist.

Die Suspension besteht aus Schwefelsäure (90 Gew.-%) und anorganischem Rückstand mit folgenden Haupt­ kationen: Al, Fe, Zn, Ca, Sn und Si. Der Feststoff­ anteil beträgt ca. 150 g/l.

Beispiel

Das Filtertuch 31 wird in den Siebkorb 6 eingelegt und der Siebkorb 6 im Gehäuse 1 eingesetzt. Die Trübe wird auf eine Schichthöhe von 30 mm über dem Filter­ tuch 31 eingefüllt (Höhe des Siebkorbes 6). Das ergibt ein Volumen von ca. 1,7 l. Dann wird der Filter­ deckel 2, 3 aufgesetzt, abgedichtet und die Trübe mit einem Druck von 4 bar beaufschlagt. Das Ende des Filtrationsvorgangs ist durch Beobachtung des Druckabfalles auf Atmosphärendruck feststellbar. Auf den Filterkuchen wird abermals Trübe aufgegeben und der Filtrationsvorgang wiederholt. Es wurden bis zu 4 Filtrationen durchgeführt, bevor der Filterkuchen vom Filtertuch 31 entfernt wurde. Der Filtrations­ vorgang ist erfolgreich, wenn der Filterkuchen trocken und das Filtrat klar werden.

Das Ergebnis von Versuchen zeigte, daß das Filter geeignet ist für die Abtrennung des Rückstandes und sich wiederholt verwenden läßt. Die Filtrations­ zeit für 1,7 l Trübe (150 g/l Feststoff) beträgt ca. 10 min. Nach 59 Filtrationen stieg die Filtrier­ zeit für ein und dasselbe Filter von 5 auf 12 min, wenn jeweils nach einer Filtration der Filterkuchen entfernt wurde bzw. von 12 auf 22 min, wenn nach jeweils 3 Filtrationen der Filterkuchen entfernt wurde.

Der Filterkuchen läßt sich restlos vom Filtertuch 31 abziehen bzw. entfernen.

Claims (1)

1. Druckfilter für die Abscheidung von Rückständen aus der Naß­ veraschung Pu-haltiger Abfälle in einem Gehäuse mit Deckel, Filtertopf, Siebkorb, Sammelraum für das Filtrat, Filtratab­ laufstutzen und Zulauf für die Abfälle, in dem eine Trennung der Abfälle und des Filtrates erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß

   • a) im Gehäuse (1) ein Filtertopf (5) angeordnet ist, in den der mit Ösen (30) zum Anheben und Einsetzen versehene Sieb­ korb (6) derart dicht auf einem Haltering (26) einsetzbar ist, daß zwischen der siebförmigen Bodenplatte (27) des Siebkor­ bes (6) und dem Boden des Filtertopfes (5) ein Sammelraum (8) entsteht, welcher mit dem Filtratablaufstutzen (21) verbunden ist,
   • b) der Filtratablaufstutzen (21) mit Hilfe von Dichtungen (22) gegen das Gehäuse (1) abgedichtet und mit dem Filtertopf (5) verschweißt ist,
   • c) ein Filtereinsatz (4) im Sammelraum (8) angeordnet ist, der mit Hilfe von zwei Dichtringen (9, 10) eine Abdichtung des eingesetzten Siebkorbes (6) gegenüber dem Filtertopf (5) bewirkt,
   • d) zwischen dem Filtertopf (5) und der Gehäuseinnenwandung eine Überlaufzone (7) mit einem Überlaufstutzen (20) am Bo­ den (37) des Gehäuses (1) gebildet ist,
   • e) der Deckel (2, 3) des Gehäuses (1) aus einem inneren Deckel (3) und einer mit Hebeln (35) versehenen Haube (2) besteht, welche durch eine Spindel (13) verbunden sind,
   • f) am inneren Deckel (3) zwei parallel zueinander verlaufende Dicht­ ringe (14, 15) angeordnet sind, die das Gehäuse (1) abdich­ ten und ein Kontrolldichtring (16) in der Schulter (17) des Gehäuses (1) angeordnet ist,
   • g) Haube (2) und Gehäuse (1) Verriegelungsklauen (11, 12) auf­ weisen, welche bei geschlossenem Druckfilter ineinander­ greifen,
   • h) die Wandung des Gehäuses (1) eine Bohrung (18) aufweist, welche bei geschlossenem inneren Deckel (3) einen durch die beiden Dichtungen (15, 16) abgedichteten Bereich mit einem Stutzen (32) verbindet.