DE3942724A1 - Verfahren und vorrichtung zum filtern von suspensionen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Filtern von Suspensionen, bei dem die zu filternde Suspension über eine Zuführung auf die Filterfläche eines sich relativ zur Zuführung bewegenden Filtergliedes gebracht wird, wodurch sich an der Außenfläche des Filtergliedes eine Pulpeschicht bildet und das Filtrat in das Innere des Filtergliedes abfließt, worauf die Pulpeschicht an einer Abnahmestelle vom Filterglied entfernt wird. Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Filtern von Suspensionen mit einem Becken, einer Zuführung zum Verbringen der zu filternden Suspension auf die Außenfläche eines Filtergliedes, Mitteln zum Entfernen der Pulpeschicht bzw. Faserstofflage von der Filterfläche, und Mitteln zum Entfernen des Filtrats aus der Vorrichtung.

Zum Filtern oder Verdichten bzw. Eindicken und zum Waschen von Fasersuspensionen, insbesondere von Zellulosefasersuspensionen oder von Stoffbrei, werden Filtervorrichtungen verwendet, in denen die Fasersuspension entweder auf getrennten, konstant umlaufenden Filtergliedern, wie z. B. rotierenden Trommeln, Scheiben, oder ähnlichem, oder beispielsweise auf endlosen Drahtgeweben oder ähnlichem verdichtet wird.

Die Fasersuspension wird, zu geeigneter Konsistenz bzw. Stoffdichte verdünnt, in die Zuführung, das Becken oder dergleichen der Filtervorrichtung eingebracht. Mittels einer Druckdifferenz wird die Fasersuspension durch Filtration auf einer Filterfläche verdichtet, die sich relativ zum feststehenden Zuführungsbereich bewegt, und die verdichtete Suspension wird weiter befördert. Gegenwärtig werden zur Abdichtung zwischen dem sich bewegenden Filterglied und dem Rand des feststehenden Zuführungsteils ein schmaler Spalt oder Dichtlippen bzw. Abstreifkanten verwendet.

Während die Verwendung von Dichtlippen Abrieb am Filterglied verursacht, wird ein schmaler Spalt in kurzer Zeit zugesetzt und verursacht Beschädigungen des Filtergliedes. Auch ist es nicht möglich, einen Spalt so schmal auszuführen, daß keine Undichtigkeiten auftreten. Bei Verwendung einer elastischen Dichtlippe tritt weiter das Problem auf, daß nicht die gesamte, an der Filterfläche anhaftende Pulpe am Abnahmepunkt entfernt werden kann, sondern daß Reste der Pulpe in einer ungleichmäßigen Schicht auf der Filterfläche verbleiben. Somit wird die Dichtlippe vom Filterglied abgehoben, wenn diese unebene Stelle während der nächsten Umdrehung an der Dichtlippe vorbeistreicht. Wenn sich mehr Pulpe an der Filterfläche abgesetzt hat, nimmt die Reibung zu, bis sich die Pulpeschicht zwischen Dichtlippe und Filterfläche verkeilt und die Bewegung des Filtergliedes anhält.

Aufgabe der Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile zu vermeiden.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 und 5. Unteransprüche zeigen bevorzugte Ausführungsformen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß nach der Pulpeabnahmestelle und vor der Zuführungsstelle eine oder mehrere Reinigungsstellen vorgesehen sind, an denen Flüssigkeit von der Innenseite des Filtergliedes zu dessen Außenseite geleitet wird, wobei die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit, die die Reinigungsstelle oder -stellen durchfließt, auf einen höheren Wert eingestellt wird als die Fließgeschwindigkeit einer Flüssigkeit, die gegebenenfalls von innen nach außen durch den übrigen Teil des Filtergliedes strömen kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abnahmestelle der Pulpelage und der Zuführung der Pulpe ein oder mehrere Reinigungspunkte vorgesehen sind, an denen die Flüssigkeit mit gewünschter Fließgeschwindigkeit vom Inneren des Filtergliedes nach außen geleitet werden kann.

Damit wird erfindungsgemäß das Problem gelöst, das durch an der Oberfläche der Trommel anhaftende Pulpe entsteht, indem ein Schritt zur Reinigung des Filtergliedes angeordnet wird, bevor das Filterglied bei seiner nächsten Umdrehung die Zuführungsstelle erreicht. Erfindungsgemäß wird ein gesteuerter Flüssigkeitsstrom von einem Raum unterhalb des Flüssigkeitsspiegels innerhalb des Filtergliedes in einen Trennraum außerhalb des Filtergliedes erreicht, wobei dieser Durchfluß die Filterfläche reinigt. Erfindungsgemäß ist eine so wirksame Reinigung möglich, daß in den meisten Fällen keine weitere Reinigung der Filterfläche erforderlich ist.

Bei Verwendung der Erfindung kann die Abdichtungsstelle an einer geeigneten, frei gewählten Stelle vorgesehen sein.

Auch ist es möglich, zwei oder mehr Trennräume nacheinander in Laufrichtung des Filtergliedes anzuordnen. In diesem Fall ist es erfindungsgemäß möglich, die Filtrate zu fraktionieren, beispielsweise nach dem Luftgehalt, Fasergehalt oder der Konzentration von Chemikalien. Unter den getrennten Fraktionen kann dann diejenige aufgewählt werden, die hinsichtlich ihrer Eigenschaften am besten dazu geeignet ist, wieder in den Vorgang eingespeist zu werden. Ebenso ist es möglich, diejenige Fraktion auszuwählen, die aus dem Vorgang entfernt werden soll.

Im folgenden wird die Erfindung hinsichtlich ihrer Anwendung in Verbindung mit einer Waschtrommel anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Flußdiagramm der Verbindungsleitungen für das erfindungsgemäße Verfahren;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Ausführungsprinzipien des oben beschriebenen Verfahrens in einer Eindickungs-Waschtrommel; und

Fig. 3 eine Schnittdarstellung entlang der in Fig. 2 gezeigten LinieA-A.

Wie in Fig. 1 gezeigt, wird die faserhaltige Suspension, beispielsweise ein Faserbrei, aus einem Zwischenbehälter oder ähnlichem in einer Stoffdichte weitergeleitet, die höher ist (z. B. 5%) als die Stoffdichte (z. B. 3%), mit der die Suspension dem Waschfilter zugeführt wird. Der Faserbrei wird im zuführenden Rohrsystem zwischen den Punkten 1 und 2 verdünnt, bevor er eine Zuführung 4 erreicht. Von der Zuführung 4 aus wird der Faserbrei mittels der Druckdifferenz zwische dem Inneren und dem Äußeren einer Trommel 5 und mittels des Flüssigkeitsdrucks gegen die mit einem Drahtnetz oder ähnlichem versehene Filtertrommel 5 gepreßt, wobei das Filtrat in das Innere der Trommel 5 eindringt. Außerhalb des oberen Bereiches der Trommel 5 innerhalb der Abdeckung herrscht ein höherer Druck als im Inneren der Trommel 5. Andererseits entspricht der in einem Becken 6 außerhalb des unteren Teiles der Trommel 5 herrschende Druck demjenigen innerhalb der Trommel 5. In den Fig. 1 und 2 ist die Drehrichtung der Trommel im Uhrzeigersinn dargestellt. Unterhalb des Spalts zwischen dem Boden der Zuführung 4 und der Trommel 5 ist ein Trennraum 14 vorgesehen. Der Spalt zwischen der Trommel 5 und dem Boden der Zuführung 4 wird mittels einer Dichtung 15 abgedichtet, während der Spalt zwischen der unteren Wand des Trennraumes 14 und der Trommel 5 mittels einer Dichtung 16 abgedichtet wird.

An einer Reinigungsstelle 12 zwischen den Dichtungen 15 und 16 fließt Filtrat aus dem Inneren der Trommel 5 in den Raum 14. Aus dem Raum 14 wird das Filtrat durch ein Rohr 7, das mit einem Rohr 7′ in Verbindung steht, weitergeleitet. Das Filtrat wird so schnell aus dem Raum 14 abgeleitet, daß der Flüssigkeitsspiegel im Raum 14 unterhalb des Abdichtungsbereichs der Dichtung 16 liegt.

Das im Becken 6 vorhandene Filtrat enthält immer ein gewisses Maß an Fasern, die durch die Filterflächen gelangt sind und die, da sie leichter als das Filtrat sind, nach oben steigen, wobei sie an der Außenfläche der Trommel 5 anhaften. Das an der Reinigungsstelle 12 aus dem Inneren der Trommel 5 in den Trennraum 14 fließende Filtrat wäscht diese Fasern unmittelbar vor der Zuführungsstelle in wirkungsvoller Weise von der Trommeloberfläche ab. Gleichzeitig werden Fasern, die durch Undichtigkeiten aus der mit Hochdruck beaufschlagten Zuführung 4 in den Bereich unterhalb der Dichtung 15 gelangen können, ebenfalls in dem Raum 14 gewaschen.

Das über das Innere der Trommel 5 in das Becken 6 und in den Raum 14 gelangende Filtrat wird durch die Rohre 7 und 7′ zur Saugseite einer Pumpe 8 und weiter durch ein Verdünnungsrohr 9 geleitet, um die zugeführte Pulpe zu verdünnen. Das faserfreie Filtrat wird durch eine eigene Rohrleitung 10 aus dem Inneren der Trommel 5 in einen Filtrattank 11 geleitet, von wo aus das Filtrat weiter zu einem Punkt im Betriebsablauf gepumpt werden kann, wo ein Fasergehalt im Filtrat schädlich wäre, z. B. zu einer Verdampfungsanlage, zu den Waschdüsen eines vorgeschalteten Waschfilters oder ähnlichem.

Das Innere der Trommel 5 und das Becken 6 sind in bekannter Weise mittels Dichtschnüren 13 voneinander getrennt, so daß das Filtrat durch das Drahtgeflecht in das Becken gelangen kann, die Fasern jedoch nicht in das Innere der Trommel 5.

Die auf der Trommeloberfläche angesammelte Pulpeschicht wird auf bekannte Weise an einer Abnahmestelle 17 entfernt.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform, sondern kann im Rahmen der Patentansprüche verschiedene Abwandlungen aufweisen. Es ist möglich, am Umfang der Trommel mehrere Trennräume anzufordern, wobei die in diese Räume geleiteten Fraktionen weiter zu den gewüschten Zielen geleitet werden können. So kann z. B. eine Fraktion wieder zur Zuführung zurückgeleitet werden, während eine andere Fraktion vollständig entfernt wird. Die Trennräume können an einer beliebigen Stelle am Trommelumfang zwischen der Abnahmestelle der Pulpe und der Zuführungsstelle angeordnet sein. Die größte Wirkung wird jedoch erzielt, wenn die Anordnung unmittelbar vor der Zuführungsstelle erfolgt. Zur Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit kann der Trennraum 14 auch in axialer Richtung der Trommel unterteilt werden, z. B. in vier Teilräume. Damit wird es möglich, Bereiche beispielsweise abwechselnd oder gleichzeitig mittels eines Schiebers oder Ventilen zu öffnen oder zu schließen. Der Trennraum muß sich nicht über die gesamte Trommelbreite erstrecken, sondern kann auch nur dort vorgesehen sein, wo er für notwendig erachtet wird, z. B. an den Enden der Trommel.

Die Dichtungen zwischen dem Trennraum 14 und der Trommel 5 können auf verschiedene Weise angeordnet sein. Die Dichtung 15 zwischen der Zuführung 4 und dem Trennraum 14 kann auch weggelassen werden. In diesem Fall wird die aus der Zuführung 4 in den Trennraum 14 durchtretende Suspension zusammen mit der zur Reinigung verwendeten Flüssigkeit wieder zur Zuführung 4 zurückgeleitet.

Vorstehend wurde ein Trommelfilter beschrieben, bei dem in einem die Trommel umgebenden abgeschlossenem Raum Überdruck herrscht. Die Erfindung kann auch in Verbindung mit einem Filterglied, das in einem offenen Becken umläuft, eingesetzt werden. Dabei wird mittels Unterdruck im Inneren des Filtergliedes eine Saugwirkung erzielt. Auch ist die Erfindung zur Verwendung in Verbindung mit einem umlaufenden endlosen Drahtgewebefilter oder ähnlichem geeignet.

Claims (9)

1. Verfahren zum Filtern von Suspensionen, wobei die zu filternden Suspensionen über eine Zuführung auf die Filterfläche eines Filtergliedes, das sich relativ zur Zuführung bewegt, gebracht werden, wodurch an der Außenfläche des Filtergliedes eine Pulpeschicht gebildet wird, das Filtrat durch das Filterglied in dessen Inneres abfließt und die Pulpeschicht vom Filterglied an einer Abnahmestelle entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer Pulpeabnahmestelle (17) vor einer Zuführungsstelle eine oder mehrere Reinigungsstellen (12) vorgesehen sind, an der oder an denen Flüssigkeit von der Innenseite zur Außenseite eines Filtergliedes (5) geleitet wird, wobei die Fließgeschwindigkeit der durch die Reinigungsstelle oder -stellen (12) fließenden Flüssigkeit auf einen größeren Wert eingestellt ist als die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit, die durch den übrigen Teil des Filtergliedes (5) von der Innenseite zur Außenseite fließen kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung eines in einem Becken umlaufenden Filtergliedes, wobei der Druck zwischen der Zuführungsstelle und der Pulpeabnahmestelle außerhalb des Filtergliedes höher ist als in dessen Innerem, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtrat, das in das Innere des Filtergliedes (5) gelangt ist, durch die Reinigungsstelle (12) zur Außenseite des Filtergliedes (5) zurückgeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei Pulpe an einem Punkt auf das Filterglied gebracht wird, an dem sich die Fläche des Filtergliedes nach oben bewegt und Filtrat vom Inneren des Filtergliedes zur Außenseite des Filtergliedes in ein Becken fließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsstelle (12) unterhalb einer Zuführung (4) an einem Punkt angeordnet ist, an dem die Fläche des Filtergliedes (5) aus einem Becken (6) nach oben steigt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem außerhalb der Reinigungsstelle (12) angeordneten Raum (14) der Flüssigkeitsspiegel unterhalb des obersten Punktes der Reinigungsstelle (12) gehalten wird.

5. Vorrichtung zum Filtern von Suspensionen mit einem Becken, einem Filterglied, das sich in dem Becken bewegt, einer Zuführung zum Aufbringen der zu filternden Suspension auf die Außenfläche des Filtergliedes, Mitteln zum Entfernen der Pulpeschicht von der Filterfläche, und Mitteln zum Ausbringen des Filtrats aus der Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abnahmestelle (17) der Pulpeschicht und der Zuführungsstelle der Pulpe eine oder mehrere Reinigungsstellen (12) vorgesehen sind, an denen die Flüssigkeit vom Inneren des Filtergliedes (5) mit der gewünschten Fließgeschwindigkeit zur Außenseite des Filtergliedes (5) geleitet werden kann.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb einer Zuführung (4) mindestens eine Reinigungsstelle (12) unmittelbar vor der Zuführung (4) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsstelle (12) sich über die gesamte Breite oder über einen Teil der Breite des Filtergliedes (5) er­ streckt.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsstelle (12) in der Breite des Filtergliedes (5) in zwei oder mehr Teile unterteilt ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Raum (14), der außerhalb der Reinigungsstelle (12) angeordnet ist, gegenüber dem übrigen das Filterglied (5) umgebenden Raum mittels Dichtungen (15, 16), die am Filterglied (5) anliegen, ganz oder teilweise abgedichtet wird.