DE4328547A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung eines Siebfilters für viskose Medien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung eines Siebfilters für niedrig- und hochviskose Flüssigkeiten, insbesondere zur Filtration von Dicksaft und Kläre in der Zuckerindustrie, wobei die Filtervorrichtung aus einem in einem Gehäuse angeordneten zylindrischen Filtereinsatz besteht, in den das zu filternde Medium unter Druck eingespeist wird, wobei das Medium durch die Filterflächen des Filtereinsatzes gedrückt und das Filtrat nach dem Durchtritt durch die Filterflächen abgezogen wird.

Im Stand der Technik sind Siebfilter bekannt, bei denen als Filtermedien (Filtergewebe) Spaltsiebe, Spaltrohre oder Filtergewebe aus Metall oder Kunststoff eingesetzt werden. Derartige gattungsgemäße Filter arbeiten in der Weise, daß das zu filtrierende Medium (Wasser oder andere Produkte) den Filterzylinder von innen nach außen durchströmt. Die Feststoffteilchen lagern sich auf der Filterfläche (Siebfläche) ab. Bei größeren Mengen an Feststoffen auf der Filterfläche bildet sich eine Druckdifferenz zwischen dem Trübe- und Filtratraum aus. Sofern diese Druckdifferenz einen vorgegebenen Wert übersteigt, wird ein Reinigungsvorgang ausgelöst. Die Reinigung der Siebfläche kann dabei ohne Unterbrechung der Filtration durchgeführt werden, wobei runde oder flache Düsen im Filterzylinder unmittelbar an der Siebwand rotieren. Das unter dem normalen Betriebsdruck (2-5 bar) stehende Filtrat fließt gegen die normale Filtrationsrichtung in die Öffnung der Düsen und entfernt dabei die losen Feststoffteilchen von der Siebfläche. Die Spülflüssigkeit fließt ohne Gegendruck aus dem Filter ab. Das Filtrat kann mit einem Druck von max. 5 bar durch das Filtergewebe fließen.

Eine andere Möglichkeit der Reinigung besteht darin, daß mehrere Filterzylinder im Filter für die Reinigung drehbar angeordnet sind, wobei zum Zwecke der Reinigung jeweils ein Filterzylinder auf eine zu öffnende Reinigungsöffnung verstellt wird und beim Öffnen des Absperrorgans in einer Schlammleitung strömt Filtrat entgegen der Filtrations­ richtung und entfernt dabei Feststoffteilchen von der Siebfläche.

Es ist auch bekannt, die Reinigung mechanisch mit Schabern oder Schnecken vorzunehmen. Bei dem bekannten Reinigungsverfahren wird durchgängig zur Siebreinigung eigenes Filtrat benutzt. Es wird dazu etwa 5% der Filtratmenge verwendet. Solche Filter sind in der Lage entsprechend ihrer Maschenweite im Filtergewebe oder Spaltsieb zwischen 30 und 1000 Mikrometer die Feststoff­ teilchen aus der Flüssigkeit auf der Filterfläche zurück­ zuhalten.

Es gibt aber auch Flüssigkeiten, die aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung zu Inkrustationen (Belagsbildung) auf und im Filtergewebe (Sieb) neigen. Bei derartigen Flüssigkeiten wird nach wenigen Stunden oder Tagen das Filtergewebe so zugesetzt, daß eine Filtration unmöglich wird. Die bisher bekannten Reinigungsverfahren und Vorrichtungen sind nicht in der Lage, diese Inkrustationen auf oder in dem Sieb zu verhindern oder zu entfernen. Die Neigung zur Belagsbildung ist vor allem in der Zuckerfabrik beim Filtern von Dicksaft stark ausgeprägt. Solche bekannten Filtereinrichtungen können daher dort nicht eingesetzt werden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, welches es ermöglicht, auch solche Medien in den entsprechenden Filtern zu filtern, die zur Belagsbildung (Inkrustationen) neigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß zum Zwecke der Reinigung der Filterflächen das zu filternde Medium aus der Filtervorrichtung abgelassen wird, anschließend die Filterflächen gleichgerichtet zur Durchströmrichtung der zu filternden Flüssigkeit mit Spülflüssigkeit unter hohem Druck von z. B. 60 bis 100 bar beaufschlagt werden bis an der Filterfläche anhaftende Feststoffteilchen und/oder daran gebildete Inkrustationen vollständig oder wenigstens weitgehend entfernt sind, und daß danach entweder nach Abzug der Spülflüssigkeit oder auch ohne vorherigen Abzug der Spülflüssigkeit, wenn es sich um Prozeßflüssigkeit handelt, das zu filternde Medium wieder in die Vorrichtung eingepumpt und gefiltert wird.

Durch diese Ausbildung wird eine Reinigung des Filtergewebes oder Filtersiebes mit einer niedrigviskosen Flüssigkeit (Dünnsaft oder Kondensat oder auch Wasser) durchgeführt, die über Hochdruckdüsen mit einem Druck von 60 bis 100 bar so auf die Siebfläche gesprüht wird, daß nicht nur die losen Feststoffteilchen auf dem Sieb, sondern auch die gebildeten Beläge (Inkrustationen) entfernt werden. Die Leistungsfähigkeit eines solchen Filters wird so über einen langen Zeitraum von mehreren Wochen oder Monaten aufrecht erhalten. Mit solchen Filtern ist insbesondere auch die Filterung von in der Zuckerfabrik anfallenden Dicksaft möglich.

Dadurch, daß erfindungsgemäß zunächst die in der Vorrichtung vorhandene Trübe abgelassen wird und erst anschließend eine Reinigung des Filtergewebes oder Filters mit der Spülflüssigkeit erfolgt, ist sichergestellt, daß die Spülflüssigkeit mit hohem Druck auf das Filtergewebe oder auf das Filter aufgebracht werden kann, ohne daß im Filter vorhandene zu filternde Flüssigkeit oder dergleichen zu einer Druckminderung der Spülflüssigkeit führen könnte. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es auch möglich, Filtergewebe aus Metall oder Kunststoff mit Maschenweiten zwischen 50 und 100 Mikrometer einzusetzen und auch bei kleinen Filterflächen hohe Durchsatzleistungen zu erzielen.

Vorzugsweise wird dabei vorgeschlagen, daß die Spülflüssig­ keit mittels rotierend im zylindrischen Filter angeordneter Sprühdüsen zugeführt wird.

Durch die rotierenden Sprühdüsen wird erreicht, daß die Spülflüssigkeit mit Hochdruck auf die einzelnen Bereiche der Siebfläche trifft, so daß einerseits die losen Fest­ stoffteilchen leicht entfernt werden und andererseits der sich beim Filtern bildende feine Belag wieder entfernt werden kann. Die Häufigkeit der Siebreinigung kann dem Grad der Zusetzung des Siebgewebes angepaßt werden, wobei der Druck in den Sprühdüsen auch auf 150 bar gesteigert werden kann.

In Weiterbildung wird zudem vorgeschlagen, daß die Beaufschlagung der Filterflächen mit Spülflüssigkeit über einen Zeitraum von 30 bis 300 Sekunden, vorzugsweise 60 bis 90 Sekunden, erfolgt.

Desweiteren wird vorgeschlagen, daß die Reinigung mit Prozeßflüssigkeit oder Wasser als Spülflüssigkeit erfolgt.

Bevorzugt ist vorgesehen, daß die Filterflächen auf ihrer dem Spülstrahl abgewandten Seite zonenweise, regelmäßig abgestützt werden.

Desweiteren ist bevorzugt vorgesehen, daß die Reinigung periodisch in einstellbaren Zeitabständen erfolgt.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß die Reinigung in Abhängigkeit vom Grad der Zusetzung der Siebflächen erfolgt.

Dabei ist in an sich bekannter Weise vorgesehen, daß die Druckdifferenz zwischen Trübe- und Filtratraum der Filter­ vorrichtung erfaßt wird und die Druckdifferenz als Auslöser für den Reinigungsvorgang genutzt wird.

Eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Vorrichtung aus einem zylindrischen Behälter besteht, in den ein zylindrischer Siebeinsatz eingesetzt ist, wobei zwischen Behälterwandung und Siebeinsatz ein Abströmspalt für Filtrat ausgebildet ist, eine Zuführleitung für die zu filternde Flüssigkeit zentral in den Behälter und in das Innere des Siebeinsatzes einmündet, der Abströmspalt in eine Abgabe­ leitung für Filtrat mündet und eine Ablaßleitung zur Entleerung der Vorrichtung ausgebildet ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zum Behälter und zum dazu koaxial gerichteten Filtereinsatz ein Förderrohr für Spül­ flüssigkeit mit radial abragenden Rohrstücken mit Sprühdüsen drehbar gehaltert ist, welches sich radial innen im Filter­ einsatz erstreckt und um seine Längsachse drehbar und antreibbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt:

Die einzige Zeichnungsfigur eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Ansicht.

Das Ausführungsbeispiel zeigt den Filtervorgang beim Filtern von in einer Zuckerfabrik anfallenden Dicksaft. Die Trübe wird über eine Leitung 1 unter einem Druck von bis zu 10 bar in den Behälter 2 gepumpt. Die Filtration erfolgt von relativ innen nach außen über ein Filtergewebe 3 aus Edelstahl, das fest an einem Stützzylinder 4 geklemmt ist. Das Filtrat wird in der Zeichnung oben über eine Leitung 5 abgeführt. An diese Leitung ist eine Entlüftungsleitung 6 angeschlossen, die bei Beginn der Filtration geöffnet ist und solange bleibt, bis der Behälter 2 vollständig gefüllt ist.

Die Filtration ist beendet, wenn die eingestellte Filtrationszeit abgelaufen ist oder wenn sich durch Ablagerungen von Feststoffteilchen auf der Siebfläche eine Druckdifferenz von etwa 0,5 bar zwischen dem Trüberaum 7 und dem Filtratraum 8 einstellt. Die Druckdifferenz wird über entsprechende Meßaufnehmer gemessen, die an die Anschlußstutzen der Anschlußleitung 1 bzw. 5 angeschlossen sind. Sobald die eingestellte Druckdifferenz überschritten ist, wird der Filtervorgang unterbrochen und eine Reinigung des Filters durchgeführt. Für die Reinigung des Filters wird der Behälterinhalt über eine Leitung 9 abgelassen. Ein großer Teil der lose an der Filterfläche haftenden Schmutzteilchen wird dabei schon entfernt. Anschließend wird eine Hochdruckpumpe und ein Rotationsantrieb für ein Düsenrohr 10 eingeschaltet, welche Aggregate in der Zeichnung unten gezeigt sind. Über eine Leitung 11 wird geeignete Spülflüssigkeit mit einem Druck von 60 bis 100 bar in das Düsenrohr 12 gepumpt. Die Spülflüssigkeit wird mit Hochdruck durch die an den radial vom Rohr 12 abragenden Düsenrohre gepreßt und sie tritt mit hohem Druck aus den Düsen 13 aus. Hierdurch wird die Filterfläche 3 sowohl von anhaftenden Feststoffteilchen gereinigt, als auch von sich eventuell bildenden Inkrustationen auf und in dem Filtergewebe befreit. Das Rohr 12 (Düsenstock) dreht sich während der Reinigung langsam, beispielsweise mit 5 Umdrehungen pro Minute, wobei durch eine entsprechende Abstufung der abragenden Rohrstutzen, die die Düsen 13 tragen, eine Reinigung der gesamten Filterfläche erfolgt. Nach etwa 60 bis 90 Sekunden ist die Reinigung beendet.

Danach wird die Reinigungsvorrichtung außer Betrieb gesetzt und der Behälter 2 wieder mit zu filternder Flüssigkeit gefüllt, so daß der Filtervorgang fortgesetzt werden kann.

In sämtlichen Rohrleitungen befinden sich pneumatisch angetriebene Absperrklappen, damit diese wahlweise geöffnet oder geschlossen werden können.

Es ist auch möglich, den gesamten Prozeß mit Filtration und Reinigung über eine speicherprogrammierbare Steuerung vollautomatisch zu steuern.

Mit der Vorrichtung ist ein automatisch arbeitendes selbst­ reinigendes Siebfilter für niedrig- und hochviskose Medien mit geringem Feststoffgehalt insbesondere für die Zuckerindustrie und auch für ähnliche Filtrationsaufgaben in anderen Industriezweigen geschaffen. Dabei erfolgt die Reinigung der Siebfläche 3 durch mit hohem Druck aufgebrachte Spülflüssigkeit. Als Spülflüssigkeit kann dünner Prozeßsaft oder auch Wasser benutzt werden. Der zylindrische Behälter 2 ist vorzugsweise lotrecht angeordnet, wie in der Zeichnung dargestellt, es ist aber auch eine waagerechte oder eine geneigte Anordnung möglich.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Claims (9)

1. Verfahren zur Reinigung eines Siebfilters für niedrig- und hochviskose Flüssigkeiten, insbesondere zur Filtration von Dicksaft und Kläre in der Zuckerindustrie, wobei die Filtervorrichtung aus einem in einem Gehäuse angeordneten zylindrischen Filtereinsatz besteht, in den die zu filternde Flüssigkeit unter Druck eingespeist wird, wobei die Flüssigkeit durch die Filterflächen des Filtereinsatzes gedrückt und das Filtrat nach dem Durchtritt durch die Filterflächen abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Reinigung der Filterflächen die zu filternde Flüssigkeit aus der Filtervorrichtung abgelassen wird, anschließend die Filterflächen gleichgerichtet zur Durchströmrichtung der zu filternden Flüssigkeit mit Spülflüssigkeit unter hohem Druck von z. B. 60 bis 100 bar beaufschlagt werden bis an der Filterfläche anhaftende Feststoffteilchen und/oder daran gebildete Inkrustationen vollständig oder wenigstens weitgehend entfernt sind, und daß danach entweder nach Abzug der Spülflüssigkeit oder auch ohne vorherigen Abzug der Spülflüssigkeit, wenn es sich um Prozeßflüssigkeit handelt, die zu filternde Flüssigkeit wieder in die Vorrichtung eingepumpt und gefiltert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülflüssigkeit mittels rotierend im zylindrischen Filter angeordneter Sprühdüsen zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung der Filterflächen mit Spülflüssigkeit über einen Zeitraum von 30 bis 300 Sekunden, vorzugsweise 60 bis 90 Sekunden, erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigung mit Prozeßflüssigkeit oder Wasser als Spülflüssigkeit erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterflächen auf ihrer dem Spülstrahl abgewandten Seite zonenweise, regel­ mäßig abgestützt werden und das Filtergewebe leicht wechselbar durch Klemmringe auf dem Filterzylinder befestigt ist.

6. Verfahren nach eine der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigung periodisch in einstellbaren Zeitabständen erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigung in Abhängigkeit vom Grad der Zusetzung der Siebflächen erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckdifferenz zwischen Trübe- und Filtratraum der Filtervorrichtung erfaßt wird und die Druckdifferenz als Auslöser für den Reinigungsvorgang genutzt wird.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Vorrichtung aus einem zylindrischen Behälter besteht, in den ein zylindrischer Siebeinsatz eingesetzt ist, wobei zwischen Behälter­ wandung und Siebeinsatz ein Abströmspalt für Filtrat ausgebildet ist, eine Zuführleitung für zu filternde Flüssigkeit zentral in den Behälter und in das Innere des Siebeinsatzes einmündet, der Abströmspalt in eine Abgabeleitung für Filtrat mündet und eine Ablaßleitung zur Entleerung der Vorrichtung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zum Behälter (2) und zum dazu koaxial gerichteten Filtereinsatz (3, 4) ein Förder­ rohr (12) für Spülflüssigkeit mit radial abragenden Rohrstücken mit Sprühdüsen (13) drehbar gehaltert ist, welches sich radial innen im Filtereinsatz (3) erstreckt und um seine Längsachse drehbar und antreibbar ist.