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Johan Nicolaas Adolf Sauer in Amsterdam.

Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von Flüssigkeiten mittels Entfärbungsund Reinigungsmittel in feinkörniger Form.

Zusatz zum Patent 368400.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 27. Mai 1922 ab. Längste Dauer: 5. März 1937.

In dem Hauptpatent 368400 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln von Flüssigkeiten mittels Entfärbungs- und Reinigungsmittel beschrieben, die sich in feinkörniger Form befinden, wie z. B. feinpulverige, sogenannte Entfärbungskohle und an-' dere fein verteilte adsorbierende Mittel. Das Wesen dieses Verfahrens und der zu seiner Durchführung dienenden Vorrichtung besteht darin, daß man die zu behandelnde Flüssigkeit durch einen oder mehrere hintereinander geschaltete Behälter leitet, wo sie mit einer zu¹" Behandlung größerer Mengen Flüssigkeit ausreichenden Menge des Mittels in stetigem Durchlauf gemischt wird, worauf die Flüssigkeit durch eine Filtriervorrichtung strömt, deren filtrierende Flächen mittels mechanischer Hilfsmittel rein gehalten werden.

Das abgeschiedene Mittel kann aus dem Abscheideraum nach dem Mischraum zurückfallen; hierbei begegnet es aber zuströmenden, zu filtrierenden Flüssigkeitsmengen. Durch die dem herabfallenden Mittel entgegengesetzt gerichtete Bewegung der zuströmenden Flüssigkeit wird die Zurückleitung des ersteren nach dem Mischraum unter Umständen erschwert, und es kann sogar der Fall eintreten, daß das Mittel am Zurückfallen gehindert wird und sich im Abscheideraum ansammelt.

Gemäß dem Verfahren und der Einrichtung nach dem ersten Zusatzpatent wird dieser Übclstand dadurch behoben, daß die Flüssigkeit aus 'dem Mischgefäß nach der Abscheide-λ orrichtung und das dort abgeschiedene Mittel zurück nach dem Mischgefäß voneinander getrennt geführt werden.

Das Mittel kann dabei durch Vermischen mit der Flüssigkeit im Filterraum oder außerhalb desselben oder an beiden Stellen zugleich.

in breiförmigen Zustand versetzt, hierauf nach dem Mischraum zurückgeleitet und mit der zu behandelnden Flüssigkeit gemischt werden.

Die getrennte Führung der zuströmenden Flüssigkeit und des abgeschiedenen Mittels kann gemäß vorliegender Erfindung dadurch erreicht werden, daß das Mittel nach seiner Abscheidung in einem unterhalb der Abscheidevorrichtung befindlichen Raum angesammelt und von dort nach dem Mischgefäß zurückgeführt wird.

Man kann dabei die Abscheidevorrichtung mit einem Gehäuse derart ganz oder teilweise umgeben, daß das Mittel mit der es enthaltenden Flüssigkeit, z. B. infolge der saugenden Wirkung einer) Schleuderpumpe, gezwungen wird, das Filter in einer bestimmten Richtung zu durchströmen, um schließlich wieder nach dem Mischgefäß zurückgeführt zu werden, während die Flüssigkeit durch Filtrieren abgeschieden und entfernt wird.

Hierbei haben sich jedoch, hauptsächlich bei Anwendung von hohem Filtrationsdruck, Übelstände gezeigt.

Diese bestehen hauptsächlich darin, daß man das sich auf den Filterflächen absetzende Mittel durch mechanische Hilfsmittel nur schwer entfernen kann, weil auch die Filterkuchen dem Filtrationsdruck ausgesetzt sind.

Der zu beiden Seiten der Filterfläche bestehende Druckunterschied hat — bei einer bestimmten Größe — außerdem zur Folge, daß die abgestrichenen Mengen des Mittels sofort wieder an die Filterfläche angesaugt werden.

Der Zweck der Erfindung besteht darin, diese Übelstände zu beheben.

Dies geschieht dadurch, daß die Filterfläche zu dem Zeitpunkt, wo die Abstreichwirkung ausgeübt wird, oder wenn die Entfernung- des

aus der Flüssigkeit bereits abgeschiedem-n Mittels von den Filterflächen stattfinden soli, entweder vom Druck entlastet oder einem Gegendruck ausgesetzt wird, oder daß man das abgeschiedene Mittel selbst derart wegleilct, daß es dem Einfluß des Druckunterschiedes entzogen ist,, worauf man das abgeschiedene Reinigungs- und Filtrationsmittel nach den zu behandelnden neuen Flüssigkeitsmengen zurückleitet.

Dadurch, daß während der Entfernung des Mittels von den F'ilterflächen zufolge gleichzeitigen Stillsetzens der Filtrationsvorgänge auf dem Kuchen kein Druck herrscht, oder dadurch, daß man den Gegendruck gleich oder größer macht als den Filtrationsdruck, wird erreicht, daß ohne Aufwand größerer mechanischer Kraft das Mittel leicht von der Filterfläche entfernt und dem Mischraum für die neu zu behandelnde Flüssigkeit wieder* zugeführt werden kann. Beschädigungen der Filterflächen treten dabei nicht auf.

Dieses Verfahren kann sowohl in Verbindung mit Druckfiltern durchgeführt werden." bei denen die gesamte Flüssigkeitmengt; während des ganzen Filtrationsverfahrens unter Druck steht als auch in Verbindung mit Niederdruck- oder Vakuumfiltern.

Zweckmäßig erfolgt das Abstreichen des Mittels an einem aus der Flüssigkeit herausragenden Teil einer umlaufenden Filtertrommel. Das so abgeschiedene Mittel kann darm zusammen mit der zuströmenden unbehandelten Flüssigkeit nach dem Mischraum zurückgeführt werden.

Das zur Durchführung dieses Verfahrens dienende Druckfilter kann, wie unten näher erläutert, so gebaut werden, daß es auch als offenes Filter arbeiten kann. Zu diesem

4.0 Zwecke wird das Filter mit einem aufklappbaren Deckel versehen. Nach Beendigung der Filtration kann man das gegebenenfalls erschöpfte Mittel, welches' von der Abscheidevorrichtung mechanisch entfernt und nach einem getrennten Raum geleitet wird, aus dem letzteren herausbefördern und gegebenenfalls zwecks Weiterverarbeitung nach anderen gewünschten Stellen überführen.

Eine zur Durchführung des neuen Verfahrens geeignete Vorrichtung ist auf den Zeichnungen in drei Ausführungsbeispielen veranschaulicht.

Abb. ι zeigt in Seitenansicht und teilweisem Schnitt und

Abb. 2 im senkrechten Schnitt und teilweise in Seitenansicht eine schematisch gezeichnete Vorrichtung, bei der sowohl die Einwirkung des Mittels auf die Flüssigkeit als auch seine Abscheidung unter Druck erfolgt.

Abb. 3 und 4 stellen eine andere Ausführungform dar, bei der die Flüssigkeit innerhalb der Vorrichtung sich unter Atmosphärendruck befindet; Abb. 3 zeigt eine Seitenansicht und Abb. 4 einen senkrechten Schnitt.

Abb. 5 und 6 zeigen in Seitenansicht und im senkrechten Schnitt eine vereinfachte Ausführungsform der Vorrichtung nach Abb. 3 und 4.

Abb. 7 ist ein teilweiser Querschnitt durch eine Filtertrommel,

Abb. 8 ein teilweiser Längsschnitt hierzu und

Abb. 9 eine Endansicht der Welle der Filtertrommel, und

Abb. 10 zeigt die feststehende Steuerscheibe. Abb. 7 bis 10 sind in vergrößertem Maßstab gezeichnet.

In dem Mischgefäß 1 werden Flüssigkeit und Mittel miteinander gemischt. Die Öffnungen 2 dienen zur Zuleitung der zu behandelnden Flüssigkeit nach dem Mischgefäß¹ 1. Sobald Flüssigkeit und Mittel in diesem Mischgefäß miteinander innig durchgerührt sind, wird das Gemisch durch die Leitung 3 nach dem Abscheidebehälter 4 geführt.

Die Abscheidevorrichtung besteht z. B. aus einem mit Tuch oder Metallgewebe oder beidem bekleideten Trommelfilter 5, das derart ausgebildet ist, daß zu einem bestimmten Zeitpunkt ein bestimmter Teil der Filterfläche mit der, Ableitung in Verbindung steht, während der andere Teil oder die anderen Teile mit der Preßluftleitung oder mit der Dampfleitung in Verbindung stehen.

Dies kann man dadurch erreichen, daß der durchlässige Zylindermantel durch eine große Anzahl radial angeordneter Wände in Sektoren unterteilt ist. Auch die hohle Welle, auf deiche Trommel sitzt, ist unterteilt, und es sind Öffnungen in der Welle vorgesehen, so daß die einzelnen Sektoren durch Kanäle miteinander ■verbunden sind. Eine Verteilungsscheibe ermöglicht es, bestimmte Gruppen dieser Sektoren mit der Flüssigkeitsableitung oder mit der Preßluft- oder Dampfleitung in Verbindung zu bringen.

Wie die in größerem Maßstab dargestellten Abb. 7 bis 10 erkennen lassen^ ist ein vollwandiger, z. B. hölzerner Zylindermantel 29 mittels Speichen 7 (Abb. 2) auf der hohlen Welle 6 angeordnet. Auf dem Innenzylinder 29 sind parallel zur Welle gerichtete, zweckmäßig hölj zerne Abstandsstreifen 33 angeordnet; diese tragen einen mit Siebbohrungen versehenen Zylindermantel, der mit Filtertuch bespannt ist. An mehreren Stellen der hohlen Welle sind eine Anzahl radialer Rohre 30 angeordnet, die durch die Welle hindurchgehen und in Rohre 31 münden. Diese Rohre ermöglichen es, entweder die nitrierte Flüssigkeit aus den Räumen 32 zu entfernen oder Preßluft, Dampf o. dgl. einzuleiten.

Die öffnung 34 eines drehbar gelagerten

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Steuerschiebers 40 (Abb. 8 und 9) ist mit der Saug- und Ableitung 37 verbunden, die (JItnung 35 mit der Preßluftleitung 38 und die Öffnung 36 mit der Dampfleitung 39.
Durch Dampfdruck oder Preßluft wird der auf das Mittel ausgeübte Filtrationsdruck aufgehoben, und dadurch wird das leichte und vollständige Al)Slreichen des Mittels ermöglicht.
Anstatt mit drei kann man auch mit z\\ ei Gruppen arbeiten, wobei z. 13. die Dampfleitung und die Preßluftleitung" wahlweise veru endet werden können.

Die gebildeten Kuchen des Mittels, welche sich auf dem Filtertuch absetzen, werden imitels der Abstreicher q (Abb. 2) vom Filtertuch entfernt und fallen in einen mit dem Filterraum m Verbindung stehenden Trommclraum ίο, in welchem sich eine Mischvorrichtung 11 befinden kann. Hier wird das Mittel vorzugsweise durch Vermischung mit unbchandeltcr Flüssigkeit in Breiform übergeführt. Aus diesem Raum ro gelangt das breiförmige, abgeschiedene Mittel mit einem Teil der im Abscheicleraum 10 befindlichen Flüssigkeit, durch die Leitung 12 hindurch unter der Wirkung der Zentrifugalpumpe 13 nach der Leitung 14 und durch die Zuführöffnung 2 nach dem Mischraum 1.

Der Mischraum 1 ist mit einem Heißwasscr- oder Dampfmantel 15 umgeben.

Um die Flüssigkeit und das Mittel fortgesetzt 111 Bewegung zu halten, und um ein Absetzen des letzteren zu verhüten, kann in dem unteren Teil des die Abscheidevorrichlung in sich aufnehmenden Raumes 1O ein Rührwerk iy angeordnet werden.

Die Zuleitung der zu filtrierenden Flüssigkeit im Abscheidebehälter 4 wird in der Weise geregelt, da/1 ihr Spiegel etwa die Ebene nicht übersteigt, in der sich die hohle Welle ο befindet. Zu diesem Zwecke ist ein Überlauf rohr 24 angeordnet.

Ist das in der Vorrichtung befindliche Mittel durch andauernden Gebrauch erschöpft, .->o wird, um es aus dem Kreislauf zu entfernen, zunächst das Ventil 20 (Abb. 1) geschlossen, wodurch die unmittelbare Verbindung zwischen dem Abscheidebehälter 4 und dem Mischraum 1 aufgehoben wird. Durch die Pumpe 2f wird sodann das aus Flüssigkeit und Reinigungsmittel bestehende Gemisch aus dc m Mischraum ι durch die Leitung 22 nach dem Abscheideraum befördert. Die abfiltrierten Kuchen werden durch den Abstreicher 9 entfernt und fallen in den Raum io, wo sie zwecks Auslaugens mit Wasser oder einem anderen Lösungsmittel gemischt und durch die Pumpe 13 und die Leitung 23 entfernt und z. B. einer Wiederbelebungsvorrichtung zugeführt werden.

Die auf dem Tuch der Filtertrommel S befindlichen Kuchen können während des LTmlauics der Trommel an ihrem jeweils aus der ' Flüssigkeit herausragenden Teil mit Wasser ausgelaugt oder abgespült werden.

Die in den Abb. 3 und 4 dargestellte Ausfuhrungsform der Vorrrichtung arbeitet, wie schon erwähnt, bei atmosphärischem Druck.
Das Wesentliche dieser Einrichtung besteht darin, daß der Raum 16, in dem sich die Filtertrommel 5 befindet, und der von diesem getrennte Raum 10, in den die abgestrichenen Kuchen hineinfallen, ohne Zwischenschaltung von Pumpen miteinander in Verbindung stehen. Infolgedessen herrscht in beiden Gefäßen stets die gleiche Flüssigkeitshöhe, welche durch die Anordnung eines Überlaufrohres 24 geregelt wird. Diese Verbindung beider Gefäße miteinander wird durch das Rohr 25, den Mischz)dinder 1, der bei dieser Ausführungsform senkrecht angeordnet ist, und durch (las AufsteigTohr 3 hergestellt.

Die Arbeitsweise der Filtertrommel ist bei dieser Ausführungsform der Vorrichtung im wesentlichen die gleiche wie diejenige nach Abb. ι und 2, wenn diese mit aufgeklapptem Deckel ohne Druck zum Zwecke des Auslaugens arbeitet.

Die durch den Abstreicher 9 entfernten j Kuchen werden mit unbehandelter Flüssigkeit vermengt, deren Zuführung am zweckmäßigsten durch ein Spritzrohr oder durch eine < Überlaufrinne erfolgen kann, die über die ganze Länge des Gefäßes 10 und der Filter-, trommel 5 geführt ist. Im Gefäß 10 kann ein Rührwerk 11 angeordnet sein. Der Brei bc-, wegt sich durch das Rohr 25 nach dem Mischzylinder i, wo das Reinigungsmittel in stetigem Durchlauf auf die Flüssigkeit einwirkt, und wo das Gemisch durch Fleizschlangen, Heizkörper oder mittels Dampf erhitzt werden kann, wonach der Brei durch das Rohr 3 nach dem Abscheidegefäß 16 zurückgeleitet wird.

Durch diese Arbeitsweise wird erreicht:

1. daß das Mittel und die Flüssigkeit möglichst lange miteinander in inniger Berührung bleiben und aufeinander einwirken;

2. daß die Aufschwemmung in der gesamten Vorrichtung vollständig gleichmäßig ist;

3. daß das Mittel bis zur Erschöpfung gleichmäßig beansprucht wird.

Die Wirkung der Abstreicher 9 kann durch Druckluft, die in die Rohre und Sektoren geleitet wird, unterstützt werden. Das Entfernen des Kuchens von der Filterfläche kann auch ausschließlich durch Dampf oder Druckluft erfolgen.

Ist das Mittel erschöpft und muß die Vorrichtung entleert werden, so wird die Flüssigkeitszufuhr nach dem Raum 10 unterbrochen, das Absperrventil 20 geschlossen und somit die

Claims

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Vcibiaduiig ^wischen ι lent Lic tali ni und dein Mischraum aufgehoben. Jn diesem Falle hall man die Flüssigkeit im 'Vbschcideraum i(> durch Einleiten von Preßluft in dab Miscligefäß mittels des Ventils 27 auf der gewünschten Höhe.

Die beim Abstreichen abfallenden Kuchen können im Raum 10 z. B. mit Wasser gemischt und nach einer Filterpresse gepumpt werden, wo sie nötigenfalls weiter ausgelaugt werden können.

In den Abb. 5 und 6 ist eine vereinfachte Vorrichtung nach Abb. 3 und 4 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform bilden der Abscheideraum 16 und der Mischraum 1 ein gemeinsames Gefäß, von welchem das Aufnahmegefäß 10 durch eine Zwischenwand 28 getrennt ist.

Die Zufuhr der zu behandelnden Flüssigkeit erfolgt, wie bei der Einrichtung nach Abb. 3 ' und 4, am oberen Ende des Gefäßes 10 oder dadurch, daß man auf das Trommelfilter in der Nähe des Abstreichers 9 Flüssigkeit aufspritzt.

Bei dieser Ausführungsform läuft das von der Filtertrommel kommende und mit Flüssigkeit gemischte Mittel in der Weise um, daß es den "Raum 10 von oben nach unten durchströmt, im unteren Teil des Gefäßes 1 abermals durchgerührt wird und in diesem Gefäß nach dem Trommelfilter aufwärts steigt.

Sobald das Mittel erschöpft ist, kann das aus Flüssigkeit und Reinigungsmittel bestehende Gemisch durch Wasser verdünnt und das Mittel im Filter selbst ausgewaschen werden.

Die das erschöpfte Mittel enthaltende Flüssigkeit kann mittels des Ventils 29 nach dem Auffanggefäß 30 abgeleitet werden.

Unter Umständen hauptsächlich dann, wenn die zu reinigende Flüssigkeit stark verschmutzt isti oder größere Mengen Schleim-Stoffe oder ähnliche Kolloide enthält, welche die Filtrationsgeschwindigkeit stark beeinträchtigen, kann es sich empfehlen, z. B. in der Nähe der Stelle, wo das abgeschiedene Mittel stetig* mechanisch entfernt wird, eine Vorrichtung anzuordnen, die dazu dient, eine verhältnismäßig dünne Schicht frischen Mittels auf die umlaufende Filterfläche aufzubringen. Dieb kann z. B. dadurch geschehen, daß man unterhalb des Schabers oder der Abstreichvorrichtung ein Spritzrohr vorsieht. Dadurch nämlich, daß immer eine dünne Schicht frischen Mittels sich unmittelbar an die Filterfläche anlegt, wird ein Verschmutzen und, Verstopfen des Filtertuches mit Sicherheit vermieden.

Pa τ ε ν τ -Aim S P ß ü <_ H κ:

T. Verfahren zum Behandeln von Flüssigkeiten oder von in flüssigen Zustand übergeführten Stoffen mittels Entfärbungsund Reinigungsmittel in feinkörniger Form nach Patent 368400, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Entfernung des mitgeführten Mittels von den Filterflächen entweder nach völliger oder teilweiser Aufhebung des zu seiner Abscheidung aus der Flüssigkeit erforderlichen, auf beiden Seiten der Filterfläche herrschenden Druckunterschiedes oder unter Anwendung von Gegendruck stattfindet.
2. Verfahren nach Anspruch* 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit nur durch einen bestimmten Teil der Filterfläche filtriert wird, während man an dem anderen Teil der Filterfläche die Aufhebung des Druckunterschiedes erfolgen läßt oder einen Gegendruck erzeugt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das abgeschiedene Mittel mit neuen, noch nicht vorbehandelten Flüssigkeitsmengen vermischt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe der Steile, wo das Mittel mechanisch von der Filterfläche entfernt wird, geringe Mengen frischen Mittels in dünner Schicht auf die Filterfläche aufgebracht werden.
5. Zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4 dienende Abscheidevor- go richtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem umlaufenden, mit Abstreicher (9) versehenen Trommelfilter (5) besteht, das eine Einrichtung besitzt, durch die der vom Abstreicher berührte Teil vom Druck entlastet oder mit einem Gegendruck belastet wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das die Abscheidevorrichtung aufnehmende Gehäuse oben offen ist, wobei das Trommelfilter nur teilweise in die Flüssigkeit eintaucht, während sich in der Nähe des Abstreichers die Zuleitung für die noch nicht behandelte Flüssigkeit befindet.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (16) für das Trommelfilter und das Mischgefäß (1) zu einem einzigen vom Auffanggefäß (10) durch eine nahe bis zum Boden reichende Zwischenwand (28) getrennten Behälter vereinigt sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.