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Drehfilter mit kontinuierlicher Auswaschung.
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Bei sämtlichen bestehenden Apparaten, deren Grundprinzip darauf hinausläuft,
den Filtrationsprozeß zu einem völlig kontinuierlichen auszugestalten, ergibt sich
die Schwierigkeit, das auf der Filtertrommel sich ansammelnde Filtergut bequem auswaschen
zu können. Gleichgültig, ob die Trommel mit Filtertuch bespannt ist oder ob sie
ohne Filtertuch arbeitet, ob sie unter Vakuum steht oder nicht, immer ist die eigentlich
wirksame Schicht das sich zu Anfang auf der Trommel absetzende Filtergut selbst.
Wenn man versucht, eine solche Filtertrommel mit einer Auswaschvorrichtung zu versehen
und dadurch auszuwaschen, daß man eine Waschflüssigkeit auf die Trommelfläche selbst
gibt, so ist das Ergebnis ein solches, daß die Waschflüssigkeit die Filterschicht
einfach wegspült und den eigentlichen Effekt der Trommel zunichte macht. Wenn es
bei besonderer Vorsicht selbst gelingt, die Trommelfläche mit Waschflüssigkeit zu
behandeln, so ist viel Waschflüssigkeit nötig, da sie nur einmal und nur kurze Zeit
mit dem in dünner Schicht aufgetragenen Filtergut in Berührung kommt und sich nur
wenig anreichert. Diese große Menge Waschflüssigkeit verbraucht ihrerseits beim
Verdampfenusw. große Mengen Kraft, Dampf usw.
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Es ist nun gelungen, einen Apparat zu konstruieren, der diese Nachteile
nicht aufweist, sondern der in einem Arbeitsgang mit einem Apparat bei einfachster
Bedienung und wenig bewegten Teilen sowie geringen Mengen Waschflüssigkeit weitgehend
entlaugte Trockensubstanz und stark angereicherte Waschlaugen in kontinuierlichem
Prozeß liefert. Das Auswaschen der Trockensubstanz wird außerhalb der Filtertrommel
in einer Art und Weise vorgenommen, daß der Apparat selbsttätig eine innige Waschung
im Gegenstromprinzip durchführt.
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Der Apparat kann sowohl mit wie ohne Vakuum arbeiten.
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Als Ausführungsbeispiel ist in den beiliegenden Fig. I, 2 und 3 ein
mit Vakuum arbeitendes Drehfilter dargestellt.
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Der Apparat besteht im wesentlichen aus einer unterteilten Filtertrommel
mit entsprechend unterteiltem, mit Rührwerk versehenem Schlammtrog und den an die
Vakuumleitung angeschlossenen VakuumzwischengefäßenV, und 2, welche durch die Schleusen
U, und U2 ein Austreten der Flüssigkeit aus den unter Vakuum stehenden Gefäßen gestatten.
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Im Ausführungsbeispiel ist die Filtertrommel F, bis F4, die in den
verschiedensten an sich bekannten Spezialkonstruktionen ausgeführt sein kann, durch
die Ausbuchtungen Bt, B2, B3 in vier KammernFt, F2, F3 F4 unterteilt. Die Trommel
taucht in den Schlammtrog, der in die vier KammernKi, K2, K3 und K4 derart geschieden
ist, daß F, in Kt taucht, F2 in K2 usw. (Fig. I und 2).
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Zur Inbetriebsetzung wird die Trommel F bis F4 um den Zapfen A in
Umdrehung versetzt und die Vakuumpumpe G in Betrieb genommen. Nun beginnt die Filtration.
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Bei E tritt das zu filtrierende Gut nach K ein und wird in der Filterkammer
F1 filtriert, die fertig gesaugte Lauge fließt durch Trichter
L1
und die Leitung I in den Laugenbehälter Z, der durch die Leitung 2 unter Vakuum
steht. Der Trockenschlamm wird durch ein schräg verstellbares Messer von F, abgeschabt
und rutscht über die Schurre R, in die Schlammtrogkammer K2. Hier wird der Schlamm
mit schon angereicherter Waschlauge gemischt, welche, aus V kommend, durch die Schleuse
U1 nach Ka läuft. Ihre Entstehung wird weiter unten noch gezeigt werden. In K2 mischen
sich Schlamm und Lauge, wobei sich die Lauge weiter anreichert und der Schlamm ausgelaugt
wird. Der Brei wird durch F2 angesaugt, und die dabei gewonnen Lauge ist die fertig
angereicherte sogenannte Waschlauge. Sie fließt durch den Trichter L2 und die Leitung
3 nach dem Waschlaugenbehälter W, welcher durch den Rohrstrang 4 von G her unter
Vakuum steht.
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Der bereits auf F2 etwas ausgelaugte Schlamm rutscht über R2 nach
K3, wo ihm Waschflüssigkeit aus V1 durch U zuläuft.
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Diese wenig angereicherte Lauge (ihre Entstehung aus Frischwasser
wird weiter unten gezeigt) laugt den Schlamm noch weitgehender aus, da sie schwächer
ist als die Lauge aus Va, und reichert sich selbst dabei an. Der in K3 entstehende
Schlamm wird durch Fa angesaugt und filtriert. Die abgesaugte Lauge fließt durch
den Trichter Ls und Leitung 5 nach dem Vakuumzwischenbehälter V2 zurück, von wo
sie zur weiteren Anreicherung, wie gezeigt, nach K2 läuft usw. Der Schlamm von Fa
rutscht über Rg nach K4.
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Hier wird ihm bei H Frischwasser zugeführt.
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Der Schlamm wird in H4 völlig entlaugt, auf der Trommelabteilung F4
abgesaugt und entfällt über den Schaber, als gänzlich von wertvoflen Substanzen
usw. befreiter Rückstand. Die schwache Waschflüssigkeit durchläuft den Trichter
L4 und kehrt durch die Leitung 6 nach V und in bereits erwähntem Kreislauf nach
U und K3 zurück.
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Die Schleusen U1 und U2, deren Anordnungs- und Wirkungsweise u. a.
auch aus Fig. 2 ersichtlich ist, ermöglichen den kontinuierlichen Abfluß der Lauge
aus den Vakuumgefäßen V1 und V2, während diese unter Vakuum stehen. Natürlich kann
an die Stelle der Schleusen jede andere geeignete Konstruktion treten, die den gleichen
oder ähnliehen- Effekt zu erzielen gestattet.
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Zusammenfassend kann also gesagt werden, daß mit diesem einen Apparat
und wenig Wasser eine sichere und gründliche Auslaugung erfolgt, indem der immer
wieder ausgelaugte Schlamm mit immer schwächerer Lauge und zuletzt mit reinem Wasser
gewaschen wird, während das Frischwasser sich umgekehrt zu- einer starken sogenannten
Waschlauge anreichert. Die Vakuumzwischenbehälter können natürlich auch im Großbetrieb
durch Saugdruckkessel oder handbediente Apparate ersetzt werden. Man erhält mit
dem beschriebenen Apparat also 1. eine unverdünnte Fertiglauge, 2. eine angereicherte
Waschlauge und 3. einen gut ausgelaugten Endschlamm.
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Die Filtertrommel selbst kann in beliebig viele Abteilungen (hier
F1 bis F4) unterteilt sein. Die Ausbildung der Apparatur kann auch derart sein,
daß durch geeignete Schieberstellung jede einzelne Abteilung für sich unter Vakuum
gesetzt werden kann. In diesem Falle kann durch Schieberregulierung eine gleichmäßige
Absaugung auf der ganzen Trommel erzielt werden. Bei den bisher bekannten Saugtrocknern
ist die Absaugung am Saugkopf besonders kräftig, während der entgegengesetzt liegende
Teil oftmals in seiner Wirkung beeinträchtigt wird.
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An Stelle der schrägen Abstreifer können auch gerade Messer treten,
von denen der Trocken schlamm auf eine Transportvorrichtung fällt, die ihn der entsprechenden
Schlammtrogabteilung zwangläufig zuführt.
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Manche Schlämme rutschen infolge ihrer Eigenart nicht ohne weiteres
iiber die Abstreifer R2 bis R4 herunter, oder es kann der Fall eintreten, daß Lauge
und Schlamm zum Auslaugeprozeß in K2 bis K4 mehr Zeit brauchen, als ihnen infolge
des ständigen Absaugens durch Fa bis - F4 an Zeit bIeibt. In solchen Fällen arbeitet
man mit einem Hilfstrog N (Fig. 3), der ähnlich dem Schlammtrog K1 bis 1C4 konstruiert
ist, aber eine Abteilung weniger als dieser, hier also drei, zu besitzen braucht.
Die drei Hilfstrogabteilungen pa N2 und N3 sind derart angeordnet, daß Nu unter
F, liegt und seinen Inhalt nach Ko entleeren kann. Na liegt unter Fa und ist mit
K3 verbunden, -entsprechend Na unter Fa in Kommunikation mit K4. Die Schaber oder
Abstreifer R1 bis R4 stehen hier horizontal.
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Die Wirkungsweise ist sehr einfach. Der Schlamm von F1, R1 fällt nach
N1: diese Abteilung N1 füllt sich einerseits durch K2 von Y2, U1 aus mit Waschlauge,
anderseits wird der angemaischte Inhalt durch Fa angesaugt und gelangt zwangläufig
über den Schaber R2 in den Hilfstrogteil Na. Die Lauge geht wie gewöhnlich nacht.
In Na mischen sich Schlamm von F2 mit Lauge aus 1Q, Ua, Ka.
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Von Ka aus erfolgt Ansaugung nach bzw. auf Fa. Der Schlamm fällt von
dort über Ra in Na hinein. Hier fließt das Frischwasser hinzu. Es findet die letzte
Mischung und Auslaugung statt. Der entstehende Dünnbrei geht nach K4 bzw. F4. Die
Laugegeht nach V1-, während der entlaugte Schlamm bei K4 abfällt.
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Während also hier die Wirkungsweise die
gleiche ist,
wie die nach Fig r hisz bes¢hriebene, fäl-It der Schlamm zunächst - in - die Hil-fstrogkammer,
wo man ihn anmaischt, und tritt erst dann durch einen Überlauf oder ein mit Siebfang
versehenes Rohr in den Saugtrog selbst über.
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Die Zwischenschaltung eines Hilfstroges zwischen Filtertrommel und
Schlammtrog hat den Vorteil, daß Lauge und Schlamm vor dem Absaugen einwandfrei
vermischt werden, was für den Betrieb des Apparates wesentlich ist. Der - gleiche
Effekt läßt sich übrigens auch dadurch erreichen, daß man die einzelnen Abteilungen
des Schlammtroges derart unterteilt, daß Vermischung und Absaugung getrennt erfolgen.
Der Ubertritt des Breies erfolgt zweckmäßig so, daß er, falls der angemaisehte Brei
schwerer ist als die Lauge, unten, im anderen Falle oben vor sich gehen kann. Aus
dieser Anordnung ergibt sich auch die Möglichkeit, den mehr oder weniger ausgelaugten
Schlamm in einem beliebigen Stadium einer bestimmten Behandlung, wie Erhitzen, Ansäuern
usw., zu unterziehen.
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Für Großleistungen ist es-.leicht möglich, eine Anzahl solcher Apparate
zu systematisch arbeitenden Batterien zu vereinigen. In vorstehenden Fällen erhält
man also eine angereicherte Waschlauge (in W) und eine Fertiglauge. Falls die zu
filtrierende Masse dadurch erhalten wird, daß man eine feste Masse mit einer Flüssigkeit
zur Auslaugung anmaischt, kann die Waschlauge natürlich an Stelle der Flüssigkeit
benutzt werden, so daß man dann eine besonders starke Fertiglauge erzielt.
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Wollte man versuchen, einen ähnlichen Effekt, wie hier in einem Apparat,
etwa dadurch zu erreichen, daß man mehrere der bekannten Drehfilter einfach hintereinanderschaltet,
so wären die Anlagekosten höher, die Bedienung ungleich teurer, der Betrieb komplizierter
und kostspieliger, der Kraftverbrauch infolge der vielen Antriebe unökonomisch und
die Überwachung bedeutend schwieriger.
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Die Anwendungsmöglichkeiten für eine Vorrichtung der beschriebenen
Art sind außerordentlich vielseitig. Man kann z. B. den in S, gewonnenen Rückstand
kontinuierlich bis Fit mit einem geeignet erscheinenden Lösungsmittel behandeln
(Wasser, Äther, Alkohol, Benzin, Benzol usw.). Man gewinnt in diesem Falle eine
Waschflüssigkeit (in W) und ein Endprodukt, dessen Zusammensetzung durch den Auslauge-oder
Waschprozeß in der beabsichtigten Weise verändert ist. Der am häufigsten vorkommende
Fall wird wohl der sein, daß ein Schlamm von irgendwelchen schädlichen oder wertvollen
Substanzen zu befreien ist Mit der beschriebenen Vorrichtung kann man die Auslaugung
bequem so weit treiben, daß man die schädlichen oder wertvollen Bestandteile fast
restlos in die Waschflüssigkeit überführen kann und-daneben einen von den erwähnten
Substanzen fast vollkommen freien Schlamm erhält. In der chemischen Technik ist
auch der Fall nicht allzu selten, daß ein Salzbrei abfiltriert werden muß, der noch
sauer oder alkalisch ist bzw. der andere unerwünschte Stoffe enthält.
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Behandelt man diesen auf dem beschriebenen Apparate mit alkalischen,
sauren oder sonst geeigneten Mitteln, so kann man ohne weiteres jede beliebige Veränderung
an der Zusammensetzung des Salzbreies in einfacher Weise vornehmen. Es können auf
diese Weise Reaktionen zwischen Filtergut und Behandlungsmitteln unter außerordentlich
günstigen Verhältnissen durchgeführt werden, z. B. können Filtergut oder Flüssigkeit
gefärbt oder entfärbt werden, oder es können ihnen Gerüche erteilt oder ihr Aussehen,
ihre Beschaffenheit usw. kann in irgendeiner gewünschten Weise ungeändert werden.
Außerdem dient eine solche Filtrationseinrichtung in allen Fällen als Ersatz für
Diffuseure, in denen die feine Beschaffenheit des Schlammes die Anwendung der bisher
üblichen Diffusionsapparate verbietet.
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Sollen die Apparate ohne Vakuum abfiltrieren, so ergibt sich ein
sinngemäß etwas abgeändertes Arbeitsverfahren, ohne daß am Prinzip des Apparates
selbst etwas geändert werden müßte.