DE4104752A1 - Verfahren zum reinigen des filtermittels einer filterzentrifuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Filtermitteln in Filterzentrifugen gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Filtermittel von Filterzentrifugen, bei denen der Filterkuchen chargen­ weise durch eine Schäl- und Austragvorrichtung entfernt wird, haben die Tendenz eines steigenden Filtrationswiderstandes, da sich die nach dem Schälen verbleibende Grundschicht mit jedem Schälvorgang stärker ver­ dichtet. Die Grundschicht muß daher nach einer bestimmten Anzahl von Schäl- bzw. Austragvorgängen restlos vom Filtermittel entfernt werden.

Hierzu ist es bekannt, die Grundschicht durch Beaufschlagung mit Druck­ gas abzublasen. Dabei werden die auf der Oberfläche des Filtermittels befindlichen Produktreste zwar weitgehend entfernt, es bleiben jedoch in das Filtermittel eingedrungene Produktpartikel zurück. Außerdem muß das gasförmige Ausblasmittel wieder vom Feststoff getrennt werden.

Aufgrund der Tatsache, daß die unteren Bereiche des Filterkuchens wegen der gegebenen Kapillarkräfte besonders naß sind, bestehen auch starke Haft- bzw. Klebewirkungen, durch die sich das Abblasen der Grundschicht problematisch gestalten kann.

Es ist auch bekannt, die Grundschicht durch Aufspritzen von Flüssigkeit unter hohem Druck aus dem Filtermittel zu entfernen. Dabei sind jedoch verhältnismäßig große Flüssigkeitsmengen erforderlich, um den gewünsch­ ten Effekt zu erzielen. In der Regel sind große Flüssigkeitsmengen jedoch unerwünscht, weil diese wiederum von Feststoff getrennt oder sogar verdampft werden müssen.

Aus der DE-OS 28 35 108 ist es ferner auch bekannt, zum Entfernen von Zuckerkristallen vom Sieb einer Filterzentrifuge, die Trommel der Zentrifuge stark abzubremsen. Da die Zuckerkristalle infolge ihrer Träg­ heitskraft weiterhin eine Drehbewegung ausführen, werden diese von der Siebfläche losgelöst. Dieses Verfahren ist jedoch nicht zur Ablösung einer durch mehrere Abschälvorgänge fest mit der Siebfläche verankerten Grundschicht geeignet. Gemessen an den starken Haftkräften, ist die Masse und demzufolge die Trägheitskraft einer Grundschicht zu gering, um allein durch Abbremsen der Zentrifugentrommel eine zuverlässig wirkende Ablösung der Grundschicht zu erzielen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der vor­ genannten Art anzugeben, bei dem ohne zusätzlichen gerätetechnischen Mehraufwand und nur mit geringen Flüssigkeitsmengen eine besonders gründliche Reinigung des Filtermittels von Produktresten erzielt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die im Patentanspruch 1 angege­ benen Maßnahmen und Merkmale; die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß beim Abbremsen der Zentrifugentrommel die Flüssigkeit infolge ihrer Massenträgheit mit der ursprünglichen Geschwindigkeit weiterrotiert. Infolge der Haftkräfte zwischen der Grundschicht und dem Filtermedium rotieren die Grundschicht und das Filtermedium mit der gleichen Geschwindigkeit. Wegen der unter­ schiedlichen Geschwindigkeiten zwischen Flüssigkeit und Grundschicht treten Scherkräfte auf, die eine Ablösung der Grundschicht bewirken, worauf diese in der Flüssigkeit resuspendiert wird.

Unterstützend zur Wirkung der Scherkräfte kann die Grundschicht auch noch sättigend mit Flüssigkeit durchsetzt werden, um beim Abbremsen der Zentrifugentrommel die Massenträgheitskräfte zu erhöhen.

In gleicher Weise wie beim Abbremsen der Filterzentrifuge, jedoch mit umgekehrtem Vorzeichen, wird die erfinderische Wirkung auch durch Beschleunigung der Zentrifugentrommel erzielt.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert; es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Filterzentrifuge mit einem das Filtermittel umgebenden Vollmantel und einer Ringtasse und

Fig. 2 in schematischer Darstellung eine Filterzentrifuge mit einfachem Aufbau

Die Fig. 1 zeigt eine Filterzentrifuge der Bauart mit einer Siphon- oder Rückspüleinrichtung. In einem Gehäuse 1 ist mit horizontaler Trommel-Drehachse 2 eine Trommel 3 gelagert. Die Trommel besteht dabei aus einem Trommelboden 4, einem Vollmantel 5, einer Ringtasse 6, einem Bordring 7 sowie einem Filtermittel 8. Der Vollmantel 5 und das Filtermittel 8 schließen einen Filtratsammelraum 9 ein, der über eine im Trommelboden 4 angeordnete Durchgangsöffnung 10 mit der Ringtasse 6 in Verbindung steht. In die Ringtasse 6 mündet ein Flüssigkeitszufuhrrohr 11 sowie ein Schälrohr 11a.

In den Trommelinnenraum 12 ragt eine um eine Schwenkachse 13 schwenkbare Austragsvorrichtung 14, die ein über die axiale Länge der Trommel 3 sich erstreckendes Schälmesser 15 trägt. An das Schälmesser 15 schließt sich ein Austragstrichter 16 an, der in ein mit einer Austragschnecke (nicht dargestellt) bestücktes Austragrohr 17 mündet. In den Trommelinnenraum 12 ragt ferner ein Suspensionszufuhrrohr 18.

Auf dem Filtermittel 8 befindet sich eine Grundschicht 19 aus Feststoff­ material, deren Stärke sich durch die radial äußerste Schwenkstellung des Schälmessers 15 beim Austragvorgang bestimmt. In der dargestellten Stellung befindet sich das Schälmesser 15 in einer von der Grundschicht­ oberfläche wieder zurückgeschwenkten Stellung.

Im Betrieb der Filterzentrifuge wird über das Suspensionszufuhrrohr 18 Suspension in die Trommel 3 gefüllt, worauf sich während des zentrifu­ gierens auf dem Filtermittel 8 die Feststoffschicht absetzt und das Filtrat durch das Filtermittel 8 über den Filtratsammelraum 9 und die Durchgangsöffnung 10 in die Ringtasse 6 strömt, von wo das Filtrat mittels des bis zum Grund der Ringtasse einschwenkbaren Schälrohres 11a vollständig abgezogen werden kann. Die sich auf dem Filtermittel 8 abgesetzte Feststoffschicht kann anschließend durch Einschwenken des Schälmessers 15 abgeschält und über den Austragtrichter 16 und das Austragrohr 17 ausgetragen werden, wobei auf dem Filtermittel 8 die Grundschicht 19 verbleibt, die sich insbesondere nach mehrmaligen Schälvorgängen unter Erhöhung des Filtrationswiderstandes verdichtet.

In der Betriebsphase, in der die Grundschicht 19 vom Filtermittel 8 entfernt werden soll, wird über das Flüssigkeitszufuhrrohr 16 in die Ringtasse 6 Flüssigkeit eingefüllt, die über die Durchgangsöffnung 10 in den Filtratsammelraum 9 gelangt und sodann das Filtermittel 8 und die Grundschicht radial von außen nach innen durchströmt, bis die Grund­ schicht überflutet ist.

Die Trommeldrehzahl wird anschließend mit starker negativer Beschleuni­ gung reduziert, so daß sich die mit Flüssigkeit überflutete Grundschicht 19 vom Filtermittel 8 mit allen Feststoffpartikeln aufgrund der zwischen Flüssigkeitsschicht und Grundschicht wirkenden Scherkräfte löst und über das Filtermittel 8 gleitet. Die Intensität der Reinigungswirkung hängt dabei von der Rotationsdifferenz zwischen der mit Feststoffen der Grund­ schicht beladenen Flüssigkeit und der Trommel ab.

Bei diesem Vorgang können auch Produktreste, die sich unter dem Filter­ mittel oder an dessen Stützstruktur (nicht dargestellt) oder an der Innenwandung des Vollmantels 5 festgesetzt haben, weggespült und zusam­ men mit der Flüssigkeit mit dem Schälrohr 11a aus der Ringtasse 6 abgezogen werden.

Während des Rückspülens, bzw. während der Überflutung der Grundschicht mit Flüssigkeit bestimmt sich die Trommeldrehzahl danach, wie stark die Rückstände der Grundschicht auf dem Filtermittel haften.

In hartnäckigen Fällen kann das erfindungsgemäße Verfahren wiederholt werden.

Der Austrag der mit den Feststoffen der Grundschicht beladenen Flüssig­ keit kann in der Weise erfolgen, daß das bei verlangsamter Trommeldreh­ zahl sich im unteren Bereich sammelnde Feststoff-Flüssigkeitsgemisch abgesaugt wird. Rationeller ist jedoch die Verfahrensweise nach Patent­ anspruch 5, bei dem auf das aus Feststoffen der Grundschicht und der Flüssigkeit bestehende Gemisch erneut Suspension gefüllt wird, worauf ein normaler Funktionszyklus zum Entwässern einer Charge von Suspension in Gang gesetzt wird.

In besonders einfacher Weise gestaltet sich der Entleerungsvorgang bei Zentrifugen mit vertikaler Drehachse und Untenentleerung, bei der das aus Feststoffen der Grundschicht und aus Flüssigkeit bestehende Gemisch nach dem Abbremsen der Trommel langsam nach unten sinkt und aus der Trommel fällt.

Die Fig. 2 zeigt eine Filterzentrifuge einfacher Bauart ohne Siphon- oder Rückspüleinrichtung, wobei aber die Bauteile, die der Ausführungs­ form nach Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. In Abweichung zu der Ausführungsform nach Fig. 1 mündet das Flüssigkeitszufuhrrohr 20 nicht in eine Ringtasse, sondern in den Trommelinnenraum 12.

In der Betriebsphase, in der die Grundschicht 19 vom Filtermittel 8 entfernt werden soll, wird die Flüssigkeit über das Flüssigkeitszufuhr­ rohr 20 von innen auf die Grundschicht 19 aufgegeben, wobei die Drehzahl der Trommel 3 und die Anzahl der vorangegangenen Schälvorgänge nach Maß­ gabe der Maßnahmen nach Patentanspruch 2 bestimmt wird. Nach der Über­ flutung der Grundschicht 19 mit Flüssigkeit ist das Verfahren zur voll­ ständigen Reinigung des Filtermittels von Bestandteilen der Grundschicht wie bei der zu der Ausführungsform nach Fig. 1 beschriebenen Filter­ zentrifuge mit Siphon - oder Rückspültrommel durchzuführen.

In zur Ausführungsform nach Fig. 1 entsprechender Weise kann das Aus­ tragen des aus Grundschichtbestandteilen und Flüssigkeit bestehenden Gemisches erfolgen, wobei anstelle des Austragens auch eine erneute Zuführung von Suspension für einen nachfolgenden normalen Funktionszyk­ lus zum Entwässern einer Charge von Suspension in Gang gesetzt werden kann.

Claims (5)

1. Verfahren zum Reinigen des Filtermittels einer Filterzentrifuge von einer Grundschicht, die sich nach ein- oder mehrmaligem Austragen des Feststoffkuchens mittels eines Schälmessers und einer Austragvorrich­ tung auf dem Filtermittel gebildet hat, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Grundschicht (19) mit Flüssigkeit überflutet wird und
• - die Trommeldrehzahl der Filterzentrifuge anschließend in an sich bekannter Weise nach der Maßgabe reduziert oder beschleunigt wird, daß der Zentrifugeninhalt unter vollständiger Ablösung vom Filter­ mittel rascher oder langsamer als die Trommel (3) der Filterzentri­ fuge dreht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundschicht (19) von der Flüssigkeit sättigend durchdrungen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Flüssigkeit von innen auf die Grundschicht (19) aufgebracht wird,
• - die Anzahl der Schälvorgänge so bestimmt wird, daß die Grundschicht (19) noch zur sättigenden Aufnahme von Flüssigkeit geeignet ist und
• - die Drehzahl der Trommel (3) der Filterzentrifuge vor deren Drehzahl­ reduzierung nach der Maßgabe bestimmt ist, daß keine Filtration der aufgegebenen Flüssigkeit im wesentlichen Umfang stattfindet.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundschicht (19) über eine Ringtasse (6) und einen vom Filtermittel (8) und von einem Vollmantel (5) umschlossenen Filtratsammelraum (9) mit Flüssigkeit überflutend beaufschlagt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Filterzentrifuge nach dem Ablösen der Grundschicht (19) durch das starke Abbremsen der Trommel (3) erneut mit Suspension gefüllt wird und ein normaler Zyklus zur Entwässerung der Suspension durch Zentrifugierung und durch anschließendes Schälen und Austragen der Feststoffschicht in Gang gesetzt wird.