DE68915422T2

DE68915422T2 - Vorrichtung zum Abtrennen von Feststoffen aus Suspensionen.

Info

Publication number: DE68915422T2
Application number: DE68915422T
Authority: DE
Inventors: Jouko Hautala
Original assignee: Tampella Oy AB
Current assignee: Tampella Oy AB
Priority date: 1988-12-09
Filing date: 1989-12-05
Publication date: 1994-10-27
Anticipated expiration: 2009-12-06
Also published as: EP0377824A2; EP0377824A3; NO174493B; ATE105728T1; FI81965B; DE68915422D1; FI81965C; NO894731D0; EP0377824B1; NO174493C; CA2004782A1; FI885739A; NO894731L; CA2004782C; US5128030A; FI885739A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtrennen von Feststoffen aus Suspensionen. Die Vorrichtung ist im Oberbegriff des Anspruchs 1 genauer definiert.
Die Erfindung stellt eine sogenannte Doppelfiltrierbandpresse dar, bei der die zu filtrierende Suspension zwischen zwei Filtrierbänder eingegeben wird, die in der gleichen Richtung laufen. Das Filtrat wird abgetrennt, wenn es die Bänder passiert, und die Feststoffe in der Suspension bleiben als fester Kuchen auf den Oberflächen der Filtrierbänder. Schließlich werden die Filtrierbänder gegeneinander geführt, und in dieser Stufe findet durch ein Zusammendrücken noch eine Entwässerung durch die Bänder hindurch statt.
In bekannten Doppelfiltrierbandpressen hat die offene Konstruktion an der Vorfiltrierkammer, die zwischen den konvergierenden Filtrierbändern gebildet wird, bisher eine Zunahme der Geschwindigkeit verhindert. Beispielsweise gibt es bekannte Lösungen, bei denen die Filtrierbänder an der Seite des Filtrats mittels Walzen abgestützt werden und die Kanten der Bänder in diesem Fall relativ frei liegen. An der Seite wird eine Kammer dieser Art mittels keilartiger Dichtungsstreifen abgeschlossen, die in Kontakt mit den Kanten der Filtrierbänder stehen und somit deren Abnutzung verursachen. Weiterhin erlaubte eine derartige relativ offene Konstruktion nicht die Anwendung von Druck in der Vorfiltrierstufe. Deshalb gab es keine andere Alternative als die Filtrierstufe zu einem gros-sen und kostspieligen Abschnitt auszubauen. Die US-A-1875075 beschreibt eine bestimmte Lösung für das vorgenannte Problem. Jedoch sind bei dieser Konstruktion die Wände, welche die Vorfiltrierkammer an den Seiten abstützen, aus einem elastischen Material hergestellt, weshalb auch in diesem Fall der Druck nicht erhöht werden kann. Darüberhinaus ist die Abdichtung am Ausgangsende der Vorfiltrierkammer nicht ausreichend.
Aus der US-A-4244804 ist eine Entwässerungsvorrichtung für Schlamm oder dergl. bekannt, die mit Elementen ausgerüstet ist, die den Aufbau einer geschlossenen gehäuseartigen Vorfiltrierkammer darstellen. Die bekannte Vorrichtung ist mit keinen besonderen Mitteln ausgestattet, um den Druck in der Vorfiltrierkammer zu erhöhen.
Die DE-U-1966230 beschreibt eine Schlammfiltriervorrichtung. An beiden Enden der Filtrierkammer der bekannten Vorrichtungen ist eine Tür vorgesehen, die durch einen Hydraulikzylinder betätigt wird und nur dazu dient, am Beginn des Filtriervorgangs die Kammer zu schließen. Keine der beiden Türen ist am Einlaß der bekannten Filtriervorrichtung angeordnet.
Der Zweck der Erfindung besteht darin, die Nachteile zu überwinden, welche auf die oben genannte Technik zurückzuführen sind, und eine Lösung anzugeben, mit deren Hilfe die Vorfiltrierstufe durch Anwendung von Druck wirksamer gestaltet werden kann. Aufgrunddessen kann das Filtrieren an beiden Filterbändern mit gleicher Intensität bewirkt werden.
Die oben dargelegten Ziele der Erfindung werden mit Hilfe einer Vorrichtung erreicht, welche die Merkmale aufweist, die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben sind. Aufgrund eines festen Gehäuseaufbaus der Vorfiltrierkammer kann vom Vorteil des Drucks beim Filtrieren Gebrauch gemacht werden, wodurch die Filtriergeschwindigkeit erhöht wird.
Einige vorteilhafte Ausführungs formen der Erfindung sind in den beigefügten abhängigen Ansprüchen angegeben. Demgemäß kann die Vorrichtung dadurch kompakt ausgebildet werden, daß die Kammern, welche das von der Vorfiltrierkammer ankommende Filtrat sammeln, sowie die Vorfiltrierkammer als ein einziger, im wesentlichen geschlossener Gehäuseaufbau vorgesehen sind. Bei diesem Gehäuseaufbau können die Seitenwände der Vorfiltrierkammer und die Seitenwände der Filtrierkammern aus der gleichen Wand bestehen, und die Entwässerungsoberflächen sind zwischen diesen Wänden festgelegt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Breite der Entwässerungsfläche auf den Entwässerungsoberflächen, welche die Vorfiltrierkammer zu den Filtrierkammern hin bilden und das Filterband abstützen, wesentlich kleiner als die Breite des Filtrierbandes. Als Ergebnis hiervon weisen die auf den Bänderoberflächen gebildeten Feststoffkuchen eine geringere Breite als das Band auf. Dies ermöglicht es, am Ausgangsende der Vorfiltrierkammer die Kanten der Bänder gegeneinander zu führen. Um dies zu realisieren, können beide Randbereiche der Bänder mit einer Dichtungsoberfläche ausgerüstet sein, die in mindestens einer der Entwässerungsoberflächen angeordnet ist und den oben genannten Betrieb gestattet.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen genauer erläutert. Darin zeigen
Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, wobei der Schnitt ein Längsschnitt ist, der in der Laufrichtung der Filtrierbänder vorgenommen wurde,
Fig. 2 einen Querschnitt der Vorrrichtung entlang der Ebene A-A in Fig. 1 und
Fig. 3 einen Querschnitt der Vorrichtung entlang der Ebene 5B-B der Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine Doppelfiltrierbandpresse, die gemäß der Erfindung aufgebaut ist. Ein Gemisch aus Feststoffen und Flüssigkeit wird durch einen Einlaß 12 in eine Vorfiltrierkammer 17 gepumpt. An den gegenüberliegenden Wänden der Kammer sind Loch- oder Schlitzplatten 6 angeordnet, die konvergieren. In anderen Worten, ihre Oberflächen bilden dazwischen eine konvergierende Kammer, und die Platten stützen jeweils das entsprechende Filtrierband 5 oder das Filtriersieb, das entlang der Oberfläche der Platte in Konvergenzrichtung der Kammer gleitet. Aufgrund des Pumpendrucks strömt Flüssigkeit zuerst an beiden Seiten der Kammer durch das Sieb 5 und die Platte 6 in die Filtraträume 7 und 8, die an der entgegengesetzten Seite der Platte angeordnet sind. Die Räume sind einer nach dem anderen angeordnet, gesehen in Laufrichtung des Siebes, und sie sind voneinander getrennt.
Die Vorfiltrierkammer 17 konvergiert in der Laufrichtung der Siebe derart, daß die auf den Sieboberflächen abgelagerten Kuchen 18 im Endbereich der Kammer gegeneinander gepreßt werden und die Kammer 17 an ihrem Ausgangsende verschließen. Diese Abdichtungswirkung wird ferner durch in Fig. 3 gezeigte Streifen 22 sichergestellt, welche die Ränder des Filtriersiebes vor der Preßstufe zusammendrücken. Die Streifen werden nachfolgend im einzelnen beschrieben.
An dem breiteren Zufuhrende der Kammer 17 befindet sich ein Schlitz, der nur so groß wie das Sieb dick ist, und er wird unter der Wirkung des Drucks geschlossen, wenn biegsame Dichtungsstreifen 14, die sich entlang der Breite der Siebe an den Seiten des Zufuhreinlaßes erstrecken, gegen die Siebe 5 gedrückt werden.
Beide Filtriersiebe 5 bilden endlose Siebschleifen, bei denen das innerhalb des freien Bereichs angeordnete Sieb kontinuierlich mittels Brauseröhren 11 gewaschen wird.
Eine Trennwand 19 ist zwischen den aufeinanderfolgenden Filtratkammern 7 und 8 angeordnet. Es ist so möglich, aus der Vorrichtung verschiedene Filtrate mit verschiedenem Reinheitsgrad abzuziehen. Normalerweise tritt das reinste Filtrat aus einer späteren Filtrierstufe aus. Die Anzahl der Filtrierkammern kann 1, 2 oder mehr auf beiden Seiten der Vorfiltrierkammer 17 sein.
Das Filtrat tritt durch die Filtratauslaßöffnungen 9, 10 aus den Filtratkammern 7 und 8 aus. Durch diese Auslaßöffnungen kann an die Kammern ein verminderter Druck angelegt werden, um die Filtration wirksamer zu machen.
Der in der Filtrierstufe abgelagerte Kuchen wird mittels Druckwalzen 3, die nach der Vorfiltrierkammer angeordnet sind, bis zu einem höheren Trocknungszustand gepreßt, was in einer oder mehreren Stufen erfolgt. Nach den Druckrollen 3 fällt der trockengepreßte Kuchen auf einen Förderer 15 hinab. Das in der Preßstufe gebildete Filtrat und das Waschwasser des Siebes werden in einem Becken 20 gesammelt und treten durch einen Auslaß 16 aus.
Durch einen Einlaß 13 kann ein anderes zu filtrierendes Material in die Filtrierkammer gepumpt werden. Dieses Material kann aus nicht leicht filtrierbaren Fest-Flüssig-Gemischen wie Bioschlamm und Kreislaufwasser, bestehen. Die Feststoffe darin werden auf der Oberfläche eines als Vorbeschichtung gebildeten Kuchens abfiltriert, der vorher an der Sieboberfläche gebildet worden ist. Der genannte Einlaß ist in Laufrichtung der Siebe 5 nach dem Zufuhreinlaß 12 angeordnet.
Die Druckwalzen 3 wirken hauptsächlich als Antriebswalzen, welche die Filtriersiebe 5 antreiben. Der Lauf eines Siebes wird durch Führungswalzen 4 und sogenannte Umkehrwalzen 2 weiter verbessert und innerhalb des freien Abschnitts der Siebe geführt, wobei diese Walzen den freien Lauf des Siebes bis zum Beginn der Vorfiltrierkammer 17 führen. Die gesamte Vorrichtung, einschließlich ihrer Vorfiltrierkammer, der Filtrierkammern und der Walzen, ist auf einem Hauptrahmenaufbau 21 befestigt.
Fig. 2 zeigt den Querschnitt der Vorrichtung entlang der Ebene A-A der Fig. 1, d.h. am Ort der Vorfiltrierkammer. Die Vorfiltrierkammer 17 und an ihren beiden Seiten die Filtrierkammern 7 sind in einem im wesentlichen geschlossenen Gehäuseaufbau 1 angeordnet. Die Entwässerungsoberflächen bestehen aus geschlitzten Platten oder Lochplatten 6, entlang deren Oberflächen die wasserdurchlässigen Siebe 5 gleiten. Die Vorfiltrierkammer 17 weist seitlich, d.h. in der Richtung der Ränder der Siebe 5, feste Wände 1a auf, die mit den Platten 6 fest verbunden sind. Die Ränder der Siebe 5 liegen in kurzer Entfernung von der entsprechenden Wand 1a. Diese Anordnung ergibt sowohl einen gut abgedichteten Aufbau der Vorfiltrierkammer sowie einen Aufbau, bei dem die Ränder der Siebe keiner Abnutzung unterliegen.
Beide gegenüberliegende parallele Seitenwände 1a der Vorfiltrierkammer 17 setzen sich in der Richtung der Filtrierkammern 7, 8 als die gleichen Wände fort, die an der Seite der Filtrierkammern eine Wand bilden, welche die Filtrierkammer definiert. Die Platten 6 sind somit zwischen den Innenoberflächen der Seitenwände 1a des Gehäuseaufbaus 1 befestigt. Mit diesen Seitenwänden 1a sind senkrecht Rückwände 1b, welche die Kammern bilden, befestigt. Dadurch wird der oben genannte feste und stabile Gehäuseaufbau mit einem rechtwinkligen Querschnitt gebildet, innerhalb dessen die Vorfiltrierkammer 17 in der obengenannten Weise angeordnet ist.
Fig. 2 zeigt weiterhin, in welcher Weise die Breite L&sub2; der Flüssigkeitsentnahmefläche auf den Platten 6, d.h. die Breite der Fläche, in der die Löcher oder Schlitze angeordnet sind, wesentlich kleiner ist als die Breite L&sub1; des daran anliegenden Siebes 5. In diesem Fall erstrecken sich die Ränder des Siebes 5 zur Seite wesentlich weiter als der entsprechende Seitenrand der Flüssigkeitsentnahmefläche L&sub2; an beiden Rändern. Aufgrund dieser Tatsache sind die auf der Oberfläche der Filtriersiebe 5 gebildeten Feststoffkuchen 18 etwas breiter als die Flüssigkeitsentnahmefläche L&sub2;, aber ihre Breite ist noch beträchtlich kleiner als die Breite L&sub1; des entsprechenden Filtriersiebes 5.
Der Wert von L-L&sub1;, worin L die Gesamtbreite der Platte 6, begrenzt durch die Vorfiltrierkammer 17, ist, kann 1 bis 4 cm betragen. Der Wert von (L&sub1;-L&sub2;)/2 liegt vorzugsweise im Bereich von 5 bis 15 cm und hängt von der Filtrierbarkeit des Feststoffkuchens ab, der durch die zu filtrierende Suspension gebildet worden ist.
Fig. 3 zeigt den Querschnitt der Vorrichtung entlang der Ebene B-B der Fig. 1, d.h. an der Stelle des Ausgangsendes der Vorfiltrierkammer, wo die Enden der Lochplatten oder Schlitzplatten 6 die Siebe 5 führen und der Kuchen 18 zwischen den Sieben am Ausgangsende der Filtrierkammer 17 zwischen den Druckrollen 3 zusammengepreßt wird. In diesem Bereich sind beide gegenüberliegende Platten 6 mit Streifen 22 versehen, die von deren sonst flachen Oberflächen vorstehen und den Querschnitt eines Kreissegments aufweisen. Die Streifen sind seitlich außerhalb des Entwässerungsbereichs L&sub2;, aber innerhalb der Breite L&sub1; der Siebe an beiden Randflächen des Siebes 5 angeordnet. Die Streifen 22 wirken als Dichtungsstreifen, deren gebogene Oberflächen die Ränder der Siebe 5 über das Niveau der Entwässerungsoberflächen der Platten 6 anheben und die Ränder der gegenüberliegenden Siebe an der Stelle der Siebrandfläche gegeneinander drücken, die in kurzem Abstand vom Außenrand des Siebes 5 nach innen angeordnet ist. Da der Kuchen, der durch die aneinandergepreßten Kuchen 18 am Ausgangsende der Vorfiltrierkammer 17 gebildet wurde, in ausreichendem Ausmaß eine geringere Breite als die Siebe aufweist, wird er in der oben genannten Weise zwischen den Sieben leicht eingeschlossen, und zwar in der Weise, daß der Kuchen nicht über die Siebränder hinaus ausgebreitet wird.
Der Kuchen ist in Fig. 3 durch eine Schraffierung zwischen den Sieben 5 angedeutet. Die Ränder der Siebe 5 können am Ausgangsende der Vorfiltrierkammer 17 in der oben beschriebenen Weise leicht gegeneinander geführt werden.
Die oben beschriebene Lösung ergibt auch einen gut abgedichteten Aufbau zum Ausgangsende der Vorfiltrierkammer 17 hin, weil auch die dem Filtrierdruck ausgesetzte Fläche seitlich geschlossen ist.
Fig. 3 zeigt ferner, wie innerhalb der Fläche der Streifen 22 die Seitenwände 1a der Vorfiltrierkammer an den Längsrändern der Platten 6 starr befestigt sind. Die Streifen 22 und die sie abstützenden Platten 6 setzten sich so nahe wie möglich bis zu den Druckwalzen 3 fort. An den Walzen 3 ist der Kuchen so weitgehend fest, daß ein Abdichten an den Seiten nicht mehr nötig ist.
Der geschlossene Aufbau der Vorrichtung ermöglicht es, sie derart auszubilden, daß sie in aufrechter Position betrieben werden kann, wie in Fig. 1 gezeigt wird. Der Strom der Feststoffe erfolgt in diesem Fall abwärts. Es ist aber auch eine entgegengesetzte Strömungsrichtung möglich. Ferner sind ein horizontaler Aufbau und eine horizontale Strömungsrichtung möglich.
Die Erfindung ist auf die Filtration aller feststoffhaltiger Suspensionen anwendbar, z. B. auf faserhaltige Suspensionen, auch unabhängig davon, ob die Feststoffe oder das Filtrat das wertvollere, zu gewinnende Material darstellt. Verschiedene Abfallschlämme und Aufschlämmungen aus der Cellulose- und Papierindustrie können als Beispiele genannt werden. Die Erfindung kann auch als Vorrichtung zur Herstellung einer Bahn, deren Rohstoff eine Fasersuspension ist, benutzt werden. Ohne vom Umfang und Geist der Erfindung abzuweichen, können nach der Vorfiltrierkammer verschiedene bekannte Nachbehandlungsvorrichtungen und Aufbauten vorgesehen sein.

Claims

1. Vorrichtung zur Abtrennung von Feststoffen aus Suspensionen, wobei die Vorrichtung zwei wasserdurchlässige Filtrierbänder (5), wie Filtersiebe, umfaßt, die in der gleichen Richtung laufen und so angeordnet sind, daß sie jeweils durch ihre entsprechenden Flüssigkeitsentnahmeoberflächen (6), die mit Lochern oder dergl. versehen sind, abgestützt werden, und die, geführt durch die Oberflächen, dazwischen eine Vorfiltrierkammer (17) bilden, die sich in Laufrichtung verengt, wobei die Vorfiltrierkammer am Anfang einen Zufuhreinlaß (12) zum Zuführen einer zu behandelnden Suspension in die Kammer sowie Dichtungselemente, die die Kammer an ihren Seiten in Richtungen senkrecht zur Laufrichtung der Bänder (5) bilden, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungselemente durch starre Wände (1a) gebildet werden, die starr mit den Flüssigkeitsentnahmeoberflächen (6) verbunden sind, wobei die Vorfiltrierkammer (17) einen ihn wesentlichen geschlossenen Gehäuseaufbau aufweist, und daß der Zufuhreinlaß mit biegsamen Dichtungsstreifen (14) ausgestattet ist, die sich entlang der Breite der Bänder erstrecken und so angepaßt sind, daß sie gegen die Bänder (5) gedrückt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorfiltrierkammer (17) und die Filtratkammern (7, 8) auf der anderen Seite der Flüssigkeitsentnahmeoberflächen im gleichen im wesentlichen geschlossenen Gehäuseaufbau (1) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuseaufbau (1) die Seitenwände (1a) der Vorfiltrierkammer in Richtung der Filtratkammern fortgesetzt werden als die gleichen Wände, die die Filtratkammern bilden, wobei in diesem Fall die Flüssigkeitsentnahmeoberflächen (6) zwischen den inneren Oberflächen der Wände (1a) befestigt sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (L&sub2;) des Flüssigkeitsentnahmebereichs auf den Flüssigkeitsentnahmeoberflächen (6) wesentlich kleiner als die Breite (L&sub1;) des entsprechenden Filtrierbandes in einer Richtung senkrecht zur Laufrichtung der Bänder (5) in einer solchen Weise ist, daß die Kanten des Bandes (5) sich seitwärts wesentlich weiter erstrecken als die Kante des Flüssigkeitsentnahmebereichs (L&sub2;).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgangsende der Vorfiltrierkammer (17) an beiden Randbereichen der Bänder (5) eine Dichtungsoberfläche (22) auf mindestens einer der Flüssigkeitsentnahmeoberflächen bereitgestellt wird, wobei die Dichtungsoberfläche so positioniert ist, daß sie den Randbereich des Filtrierbandes (5) gegen den Randbereich des entgegengesetzten Filtrierbandes (5) führt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsoberflächen (22) mindestens an einem der Randbereiche der Bänder (5) auf den gegenüber liegenden Flüssigkeitsentnahmeoberflächen (6) bereitgestellt werden, um Vorsprünge auf ihrer Hauptebene zu bilden.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Filtrierkammer (17) mindestens ein ergänzender Einlaß (13) bereitgestellt wird, der sich in Laufrichtung der Bänder (5) nach dem Zufuhreinlaß (12) befindet.