DE971481C

DE971481C - Filter-Eindick-Anlage

Info

Publication number: DE971481C
Application number: DEN8916A
Authority: DE
Inventors: Gunder Swensen
Original assignee: Norsk Hydro Elektrisk Kvaelstof AS
Current assignee: Norsk Hydro Elektrisk Kvaelstof AS
Priority date: 1953-05-19
Filing date: 1954-05-18
Publication date: 1959-02-05

Description

Filter - Eindick -Anlage Die Erfindung betrifft eine Filter-Eindick-Anlage zum Abfiltrieren verhältnismäßig kleiner Quantitäten von Fests Woffen aus großen Flüssigkeitsmengen. In solchen Anlagen kann eine wirksame Nutzung der Filteroberflächen erzielt werden, wenn man den Filterkuchen in kurzen Zeitabständen von dem Filtertuch ablöst, indem man Filtrat in periodischen Intervallen durch das Filter zurücktreten läßt.
Es ist bekannt, die Ablösung des Filterkuchens durch Filtrat zu bewirken, das unter dem Einfluß von Gasdruck in umgekehrter Richtung durch die Filterkörper gedrückt wird. Es sind auch Vorrichtungen bekanntgeworden, in denen eine automatische und periodische Rückspülung erfolgt, wobei sich die zu Partien zusammengefaßten Filterkörper im Behälter drehen. Derartige Vorrichtungen arbeiten aber nicht stoßfrei.
Gemäß Erfindung ist die Anordnung der die Umschaltung für die Rückspülung bewirkenden Elemente so getroffen, daß die Umschaltung stoßfrei erfolgt. Man erreicht dies, indem mittels einer druckabhängigen Einrichtung im Augenblick des Druckausgleichs zwischen der Leitung, welche zum Abfluß des Filtrats dient und einer Leitung, welche zu einem, das für die Rückspülung dienende Filtrat (Vorfiltrat) aufnehmenden Behälter führt, das Wechselventil umgeschaltet wird. Dieses Wechselventil steht über einen dritten Anschluß mit dem Innenraum der Filterkörper in Verbindung, so daß abwechselnd bei den Umschaltvorgängen der Innenraum der Filter einerseits mit dem Behälter und andererseits mit der Abflußleitung für das Filtrat in Verbindung gebracht wird.
Diese Kombination baulicher Elemente gibt die Voraussetzung zu einer befriedigenden Lösung der Probleme, welche mit der plötzlichen Änderung der Strömungsgeschwindigkeit und der Strömungsrichtung großer Flüssigkeitsmassen verbunden sind. Man kann eine Antriebsvorrichtung vorsehen, mittels derer das Wechselventil periodisch so gesteuert wird, daß die von den Filterkörpern herkommende Leitung mit dem Behälter verbunden ist.
Um Flüssigkeitsstöße mit Sicherheit zu vermeiden, kann eine Steigrohrleitung bzw. je eine Steigrohrleitung in Verbindung mit dem Behälter und/oder in Verbindung mit der Abflußleitung für das Filtrat vorgesehen sein.
Es kann auch vorteilhaft sein, die Steigrohrleitungen an eine Vakuumeinrichtung anzuschließen.
Die Zeichnungen veranschaulichen in schematischer Darstellung zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes. Aus der Zeichnungsbeschreibung gehen weitere Merkmale der Erfindung hervor.
Der Behädter Di zum Eindicken der Flüssigkeit (ygl. Fig. I) hat einen konischen Boden und ist mit einer beliebigen Anzahl von Filterzellen E ausgestattet. Die Austrittsleitungen jeder Zelle münden in eine Sammelleitung F, welche zu einem automatisch gesteuerten Wechselventil B führt. Mittels dieses Ventils kann die den Abfluß aus den Filterkörpern aufnehmende Sammelleitung F mit dem BehälterlG über den Rohrkrümmer H verbunden werden. Bei der Umstellung des Ventils wird die Sammelleitung mit dem Flüssigkeitsverschluß l verbunden. Die Leitungen zwischen dem Wechselventil 13 und dem Behälter G bzw. dem FlüssigkeitsverschlußJ sind mit SteigrohrenIr und L verbunden, die an die Vakuumvorrichtung V angeschlossen sind.
Mit Hilfe eines automatischen, in Zeitabständen gesteuerten Wechselventils A kann der Behälter G mit der Druckluftanlage T verbunden werden. Der Druck in dem Behälter wird durch einen automatischen Druckregler M gesteuert. Bei Umstellung des Ventiis A kann die Luft des Behälters in die Atmosphäre abgeblasen werden. Zur Stabilisierung des Druckes entsprechend dem Druckregler ist ein Druckausgleichsbehälter N zwischen den Druckregler und das Ventil geschaltet.
Die unfiltrierte Lauge wird bei 0 ztugespeist. Die filtrierte Lauge verläßt die Anlage durch den Überlauf P des Flüssigkeitsverschlusses 1. Der dicke Schlamm wird periodisch durch das automatische Ventil G abgelassen.
Die Arbeitsweise der Filter-Eindick-Vortichtung wird mittels der folgenden Beschreibung eines Arb eitskreislaufes verdeutlicht. Ausgangssteilung: a) die Eindickvorrichtung ist mit nicht flitrierter Lauge gefüllt; b) die Filterzellen sind mit dem Behälter0 über das Wechselventil B verbunden; c) der Behälter 0 ist mit der Druckluftanlage T über das Wechselventil A verbunden. Mit dem Druckregler M wird ein Luftdruck aufrechterhalten, welcher die Flüssigkeitssäule k1 im Gleichgewicht hält und dem Druck von h1 zuzüglich des Barometerdrucks entspricht; d) die vertikalen Steigrohre I( und L sind mit der Vakuumvorrichtung v verbunden.
Das IEreislaufverfahren arbeitet wie folgt: I. Ventil wechselt die Stellung. Der Wechsel wird in bekannter Weise durch zeitabhängige Impulse geregelt. Der Luftüberdruck im Behälter wird in die Atmosphäre abgeblasen. Allmählich, in dem Maße, wie der Gegendruck in dem Behälter G nachläßt, beginnt die Flüssigkeitssäule in dem Steigrohr K zu fallen, und getrübtes Vorflitrat folgt durch die Sammelleitung F nach. Der Behälter 0 füllt sich.
2. Nach einer gewissen Zeit erreicht die Flüssigkeit im Behälter das Niveau des Überlaufs P des Flüssigkeitsverschlussses J. Die Größe des BehältersO ist den Gegebenheiten im Filtersystem so angepaßt, daß das Überlaufniveau in dem Behälter 0 erst erreicht wird, wenn klares Filtrat in das Wechsel ventil fließt. Eine niveauahhängige Vorrichtung im Behälter 0 gibt in bekannter Weise den Impuls für die Umstellung des Ventils.
3. In dem Augenblick, in welchem das Wechselventil 13 umgestellt wird, ist der Flüssigkeitsdruck auf beiden Seiten des Ventiltellers gleich, da der Flüssigkeitsspiegel in tG und J dasselbe Niveau hat. Infolgedessen kann die Umstellung ruhig und gleichmäßig ohne Stoß oder Klopfen in dem Ventil durchgeführt werden.
Während der Umstellung bleibt die Strömungsgeschwindigkeit in der Sammelleitung f konstant, während klares Filtrat zu dem Flüssigkeitsverschluß J herabzufließen beginnt. Wenn das Ventil B seine neue Stellung allmählich erreicht, nimmt die Strömungsgeschwindigkeit in dem Rolhrkrümmer H, ab und erreicht schließlich den Wert Null. Das Auftreten von Wasserstößen wird dadurch verhindert, daß die in ihrer Geschwindigkeit verzögerte Flüssigkeitssäule in H in dem unter Unterdruck stehenden Steigrohr oszillieren kann.
4. Das Durehlaufen des klaren Filtrats wird durch erneute Umstellung des Ventils B in bekannter Weise durch einen zeitabhängigen Impuls abgebrochen. Das System ist so eingestellt, daß der Wechsel dann sLtatt:idet, wenn die Schlammschicht auf der Filteroberfläche die gewünschte Dicke erreicht hat. Der Flüssigkeitsdruck auf beiden Seiten des Ventiltellers ist immer noch gleich. Während der Umstellung wird die Strömungsgeschwindigkeit in der Leitung zu dem Flüssigkeitsverschluß herabgemindert. Die Möglichkeit,, daß ein Wasserstoß auftritt, wird auch hier durch die Verbindung zu der vertilialen Oszillation der Flüssigkeitssäule in dem Steigrohr L ausgeschaltet.
5. Nach sehr kurzem Ablassen des Filtrates zum Behälter G folgt auf Grund eines zeitabhängigen Impulses in bekannter Weise die Umstellung des Ventils A. Sofort nach dieser Umstellung strömt Luft von dem Druckausgleichbehälter N in den Behälter G ein. Zur gleichen Zeit tritt der Druckreglers in Funktion, um den ursprünglichen Luftdruck wieder herzustellen. Wenn der Luftdruck im Behälter 0 eine Größe erreicht, welcher dem der Flüssigkehss äule 112 entspricht, hört der Abfluß des Filtrats mach dem Behälter 0 auf. Danach steigt der Luftdruck-in dem Behälter an. Infolgedessen wird die Flüssigkeit in den Behälter durch den Rohrkrümmer H hindurch nach oben in die Filterzellen und durch das Filtertuch hindurchgedrückt. Durch diesen Rückfluß des Filtrats wird der schlammartige Filterkuchen von dem Filtertoch gelöst, fällt längs den Filterzellen herunter und sammelt sich auf dem Boden des Behähers D an. Der auf den BehälterG wirkende Druck wird so lange aufrechterhalten, bis der schlammartige Filterkuchen heruntergefallen ist. Dann beginnt der Zyklus wieder von vorn, wie weiter oben unter I dargelegt worden ist. Das Ventil C wird in gewissen Zeitabständen geöffnet, um Dickschlamm ab zulassen.
In Fig. I ist ein System dargestellt, in welchem der Fi]terprozeß mit dem Druck der Atmosphäre (Vakuumfiltration) durchgeführt wird. In den Fällen, in denen Flüssigkeiten, deren Temperaturen in der Nähe des Siedepunktes liegen, behandelt werden müssen, kann die Vakuumflltration praktisch nicht angewandt werden, da in diesen Fällen die Lauge in dem Rohrsystem sieden würde.
Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung, in weicher die Filter-Eindickungs-Vorrichtung als Überdruckfilter arbeitet.
In diesem Falle stellt der Behälter D einen geschlossenen Druckbehälter dar, der aus einem weiter en angeordneten Behälter Q mit unflltrierter Lauge gespeist wird. Behälter G ist auf ein Niveau mit den Zellen gebracht. Der Flüssigkgeitsverschluß J für das klare Filtrat ist weggelassen. Die vertikalen Steigleitungen K und L sind oben offen. Abgesehen von diesen Änderungen haben die verschiedenen Teile dieselben Bezugszeichen wie in Fig. I.
Die Überdruck - Filter - Eindickungs Vorrichtung arbeitet nach demselben Prinzip wie die Vakuum-Eindickungs-Vorrichtung. Somit gilt das, was weiter oben bei der Beschreibung des Systems und seiner Wirkungsweise gesagt worden ist, für beide Typen.
Es i auch möglich, die Filterzellen umgekehrt anzuordnen, wobei dann das Sammelrohr F oberhalb der Zellen angeordnet ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Filtereindickungsanlage zum Filtrieren verhältnismäßig kleiner Mengen von Feststoffen aus großen Flüssigkeitsmengen mit Rückspülung für die Filterkörper unter Verwendung des unter Gasdruck strömenden Filtrats, gekennzeichnet durch eine im wesentlichen stoßfrei arbeitende Umsteuerung, bestehend aus einem Wechselventil (B) mit drei Anschlüssen, dessen erster mit dem Innenraum der Filterkörper in Verbindung stehender Anschluß durch eine druckabhängige Einrichtung im Augenblick des Druckausgleichs zwischen den beiden anderen Anschlüssen an das Wechselventil (B) umgeschaltet wird, wobei der zweite Anschluß zu einem Behälter (G) und der dritte Anschluß zu der Filterabflußleitung mit dem Ubèrlauf (P) führt, und einem Wechselventil (A), über welches in bestimmten Zeitabständen der Behälter (G) abwechselnd mit einer Druckluftanlage oder der Außenluft verbunden wird.
2. Filteranlage nach Anspruch I, gekennzeichnet durch eine periodisch gesteuerte Antriebseinrichtung, mittels derer das Wechselventil (B) so eingestellt wird, daß die Sammelleitung (F) mit dem Behälter (G) verbunden ist.
3. Filteranlage nach Anspruch I oder 2, gekennzeichnet durch ein mit dem Verbindungsstück zwischen dem Wechselventil (B) und dem Behälter (G) verbundenes und dem Behälter (G) zugeordnetes Steigrohr (K), in welchem die Flüssigkeitshöhe schwanken kann.
4. Filteranlage nach jedem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein mit dem Verbindungsstück zwischen dem Wechselventil (B) und der Abffußleitung(P) verbundenes Steigrohr (L), in welchem die Flüssigkeitshöhe schwanken kann.
5. Filteranlage nach den Ansprüchen 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Steigrohre (K und L) an ihren oberen Enden an eine Vakuumvorrichtung (V) angeschlossen sind und daß ein Flüssigkeitsverschluß (J) mit Überlauf in der Abflußleitung (P) angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 439 803; deutsche Patentanmeldung M 1204 IVb/ 12 d; französische Patentschrift Nr. 533 048.