DK148525B - Fremgangsmaade til filtrering af en suspension eller emulsion samt filtreringsapparat til udoevelse af fremgangsmaaden - Google Patents

Description

148525

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til filtrering af en suspension eller emulsion samt et apparat til udøvelse af fremgangsmåden.

Det er kendt til filtrering af en suspension eller emulsion at tilføre denne til et lag partikelformet eller granuleret filtreringsmateriale i en tank eller beholder i et filtreringsapparat og at lade suspensionen strømme op gennem dette lag samt på egnet måde lade den ved filtreringen opnåede filtrerede væskefase afgå fra filtreringsmaterialelaget gennem udløb, der er udstyret med organer, f.eks. en jalousivæg eller en si til at hindre, at filtreringsmaterialet kan strømme ud sammen med den filtrerede væskefase.

148525 2

Det er ved et sådant filtreringsapparat kendt til opnåelse af et kontinuerligt arbejdende apparat, uden standsning af filtreringen ved rengøring af filtreringsmaterialet, at lade filtreringsmaterialet strømme nedad gennem filtreringstanken under filtreringen, at udtage det ved filtreringen forurenede filtreringsmateriale ved tankens bund til en ved siden af tanken anbragt rørledning, at lade det forurenede filtreringsmateriale passere gennem en vaskeafdeling samt derfra at føre det vaskede filtreringsmateriale tilbage til oversiden af filtreringsmaterialelaget i tanken. Ved et andet kendt filtreringsapparat, ligeledes med en ved siden af filtreringstanken anbragt vaskeafdeling men uden filtrering ved strømning i modstrøm mellem filtreringsmaterialet og suspensionen, sker vaskningen af filtreringsmaterialet under dettes strømning i modstrøm mod den anvendte vaskevæske, der udtages fra tilløbsledningen for suspension eller lignende, der skal filtreres.

Nærværende opfindelse har til formål at anvise et kontinuerligt arbejdende filtreringsapparat, som . foruden at bibeholde fordelen ved effektiv udnyttelse af filtreringsmaterialelaget ved den i og for sig kendte modstrømning mellem filtreringsmateriale og suspension under filtreringen og fordelen ved forbedret vaskning af filtreringsmaterialet ved den ligeledes, men i anden filtreringssammenhæng i og for sig kendte modstrømning mellem filtreringsmaterialet og vaskevæsken - med enkle midler og med pålidelig funktion giver højere kapacitet i forhold til nødvendige pladsforhold, som til stadighed udviser i hovedsagen samme filtreringsevne og samtidig sikrer øget effektivitet ved vaskningen af filtreringsmaterialet.

Opfindelsen angår således en fremgangsmåde til i et filtreringsapparat at filtrere en suspension eller emulsion, der tilføres et lag granuleret eller partikelformet filtreringsmateriale, for under filtreringen at strømme opad gennem og afgå fra dette lag som filtreret væskefase, samt hvor filtreringsmaterialet under filtreringen strømmer nedad gennem laget i modstrøm mod suspensionen, forbi denne tilførsel og derefter transporteres adskilt fra filtreringsmaterialet til en afdeling for vaskning af ved filtrerin- 3 148525 gen forurenet filtreringsmateriale ved strømning i modstrøm mod en vaskevæske, hvorefter det vaskede filtreringsmateriale føres tilbage til oversiden af filtreringsmaterialelaget.

Denne fremgangsmåde er ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at i hvert fald en del af den filtrerede væskefase afgår fra filtreringsmaterialelaget til opretholdelse af en over dette beliggende zone af filtreret væskefase, at den fra filtreringsmaterialelaget adskilte transport af forurenet filtreringsmateriale sker opad gennem den zone, hvori filtreringsmaterialelaget findes, og at vaskningen i vaskeafdelingen af forurenet filtreringsmateriale sker ved dettes strømning i modstrøm mod som vaskevæske udnyttet filtreret væskefase, der tilføres vaskeafdelingen fra zonen af filtreret væskefase.

Hele filtreringen og hele vaskningen kan herved ske inden i fil-treringsapparatet, og som vaskevæske udnyttes på enkel og fordelagtig måde den ved filtreringen opnåede væskefase.

Inden for rammerne af fremgangsmåden ifølge opfindelsen er det muligt, som det fremgår af efterfølgende patentkrav, at opnå yderligere forbedringer med hensyn til effektivisering af såvel vaskningen som filtreringen.

Således kan, jvf. krav 2 mængden af vaskevæske reguleres ved ændring af niveauet for zonen af filtreret væskefase, medens mængden • af til vaskeafdelingen transporteret filtreringsmateriale ifølge krav 3 reguleres ved mængdeafføling eller trykafføling af suspensionen før dennes tilførsel til filtreringsmaterialelaget.

Opfindelsen angår tillige et filtreringsapparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, og som omfatter en lodret zone med et lag af partikelformet eller granuleret filtreringsmateriale, et indløb for den suspension eller emulsion, der skal filtreres, og som er således beliggende i forhold til filtreringsmaterialelaget, at suspensionen under filtreringen bringes til at strømme opad gennem filtreringsmaterialelaget, et under indløbet 4 148525 beliggende og frit i forbindelse med filtreringsmaterialelagets zone stående rum, hvortil filtreringsmateriale tilføres kontinuer— ligt ved strømning nedad gennem filtreringsmaterialélaget, og et i rummet .udmundende transportaggregat til at transportere det til rummet, tilførte, ved filtreringen forurenede filtreringsmateriale til -én vaskeafdeling, der er indrettet til vaskning af filtreringsmaterialet ved dettes strømning i modstrøm mod en vaskevæske, og i hvorfra det. vaskede filtreringsmateriale føres tilbage til filtre ringsmaterialelagets overside. Dette apparat er ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at det yderligere er udformet således, at der - over filtreringsmaterialelaget er opretholdt én zone af ved fil treringen opnået filtreret væskefase, at transportaggregatet består af et rør, som fra det nævnte rum strækker sig op gennem fil-treringsmaterialelaget til zonen af filtreret væskefase og er tilsluttet vaskeafdelingens øvre del, og at vaskeafdelingens nedre del er forsynet med mindst ét til zonen af filtreret væskefase sluttet indløb beliggende under denne zones overflade.

Yderligere ejendommelige træk og yderligere fordele ved opfindelsen vil fremgå af patentkravene og af den efterfølgende beskrivelse af et eksempel på udformningen af et filtreringsapparat i-følge opfindelsen med henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser filtreringsapparatet i lodret snit, fig. 2 er et lodret snit i større målestok af apparatets øvre del for tydeligere at vise den i apparatet indgående vaskeafdeling, og fig. 3 viser skematisk set fra oven et antal til et filtreringsanlæg sammenbyggede filtreringsapparater ifølge opfindelsen.

I den i fig. 1 viste udførelsesform for et apparat ifølge opfindelsen er et lag granuleret eller partikelformet filtreringsmateriale 1 anbragt i en beholder med sidevægge 2 og en konus- eller pyramideformet bund 3 med nedad vendende spids. Konusens eller pyra- 5 148525 midens basis bør fortrinsvis svare til beholderens af sidevæggene bestemte form.

Det granulerede filtreringsmateriale kan hensigtsmæssigt være sand, men også andre materialer f.eks. plast eller blandinger af flere materialer kan anvendes. En blanding af sådant materiale med flere kornstørrelser kan i modsætning til den hidtil kendte teknik anvendes i et kontinuerligt arbejdende apparat ifølge opfindelsen, dog afhængigt af hvad der skal filtreres, og hvor effektivt filtreringen skal udføres. En fagmand vil i hvert enkelt tilfælde kunne finde det bedst egnede materiale og den bedst egnede kornstørrelse.

Den suspension eller emulsion, der skal filtreres, tilføres som vist med pilen A til beholderen gennem et indløb 4, fortrinsvis i beholderens bund. Indstrømningen af suspensionen i filtreringsmaterialet sker i materialelagets nederste del gennem et antal rør 5, og over-hvert af disse rørs munding 6 er anbragt et vinkeltag 7, der hindrer, at filtreringsmaterialet kommer i direkte kontakt med rørmundingen, og som udsætter den tilstrømmende suspension for en større flade filtreringsmateriale, således at risikoen for tilstopning af filteret på grund af kraftig momentan tilsmudsning af filtreringsmaterialet ved rørmundingeme formindskes. Som følge af rørmundingerne s anbringelse med overliggende tag, og som følge af tagenes vinkelform, opstår der mindst mulig hindring for filtreringsmaterialets bevægelse nedad. Anbringelsen af rørmundingerne 6 i filtreringsmaterialets nederste del har den fordel, at den mest tilsmudsede del af filtreringsmaterialet, d.v.s. den del der passerer forbi tagene og rørmundingerne, fortsætter nedad, således at det ikke længere udnyttes til filtrering. Herved hindres tilstopning af mundingerne, og den tilstrømmende suspension møder stadig nyt filtreringsmateriale, når den strømmer i modstrøm mod filtreringsmaterialet opad gennem dette mod stadig renere materiale. Den ved suspensionens strømning opad gennem laget af filtreringsmateriale opnåede filtrerede væskefase opretholdes som en zone 8 af filtreret væskefase over laget af filtreringsmateriale, og dens niveau er i det viste eksempel fastlagt ved, at den filtrerede væskefase udtages fra apparatet gennem et overløb 9 til et afløb som vist med pilen B.

6 148525 I beholderens nedre konus- eller pyramideformede bund 3, som det ved filtreringen tilsmudsede filtreringsmateriale strømmer ned i, er anbragt den nederste ende af et egnet transportaggregat 10, der strækker sig op gennem midten af apparatet, og somf.eks. består af en mammutpumpe. En sådan pumpe arbejder med luft som transportmedium, og luften tilføres oppefra og strømmer ned gennem en ledning 11, der strækker-sig langs med et transportrør 12, der er en del af transportaggregatet 10. Luften tilføres transportrøret 12 gennem ikke viste huller i ledningens 11 nederste ende, og filtreringsmaterialet transporteres som vist med pilen C af luften gennem røret 12 op til en over laget af filtreringsmateriale anbragt vaskeafdeling 13, der omtales nærmere nedenfor.

Hvis luften, der ledes ind i mammutpumpen, af en eller anden grund skulle trænge ud gennem transportrørets 12 nedre del og ind i fil-. treringsmaterialet, vil der være risiko for, at filtreringsmaterialet fluidiseres stedvis, hvilket vil kunne bevirke en betydelig forringelse af apparatets filtreringsevne. For at hindre dette er der omkring mammutpumpen over dennes nederste ende anbragt en tragt - 14, hvis tilspidsede ende vender, opad, og som er indrettet.til at opfange luft, der måtte fremkomme fra transportrøréts nedre ende, . og at aflede sådan luft gennem huller i tragtens smalle ende til en ledning 15, der strækker sig langs transportrøret 12. Tragten 14 tjener tillige som ledeorgan for filtreringsmaterialets strømning, således at der opnås et ensartet, jævnt strømningsmønster over ap-paratets tværsnit..

De foran omtalte tage 7 over rørmundingerne 6 bidrager ligesom tragten 14 til, at man opnår et ønsket'strømningsmønster. Sådanne tage kan, skønt det ikke er vist, med henblik på yderligere at sikre det ønskede strømningsmønster, findes i laget af filtreringsmateriale på andre passende steder, uden at være kombineret med indstrømningsrør for suspensionen.

Fig. 2 viser i større målestok afdelingen 13 til vaskning af tilsmudset filtreringsmateriale, der strømmer ud af transportrørets 12 øverste ende, hvorfra det som vist med pilen D strømmer ned gennem et vaskerum, der er dannet mellem transportrøret 12 og 7 148525 en ydre kappe 16, der fortrinsvis er anbragt koncentrisk omkring transportrøret. Filtreringsmaterialet kan som følge af tilsmudsningen indeholde sammenhængende materialekager, der imidlertid vil blive knust ved at støde mod en i filtreringsmaterialets strømningsbane anbragt skærm 17 eller lignende, samtidig med at filtreringsmaterialets faldhastighed bremses. Filtreringsmaterialet møder derefter længere nede i vaskerummet en mellembund 18, der er udformet med huller 19, og som fortrinsvis efterfølges af et antal tilsvarende mellembunde. I det viste eksempel findes fem sådanne mellembunde. Hullerne 19 i to efter hinanden følgende mellembunde er fortrinsvis forskudt således i forhold til hinanden, at de ikke danner en fri, lodret passage for filtreringsmaterialet. I vaskeafdelingen møder filtreringsmaterialet stadig vaskevæske i modstrøm, og ved hullerne 19 i mellembundene 18 bliver vaskevæskens hastighed momentant større, hvorved der opstår særligt gunstige betingelser for vaskning af filtreringsmaterialet.

Som vaskevæske anvendes den filtrerede væskefase i zonen 8 over filtreringsmaterialelaget, idet vaskeafdelingen 13 er nedsænket i denne zone, og som vist med pilen E indføres vaskevæsken i vaskerummet gennem den mellem kappens 16 nedre ende og transportrøret 12 dannede åbning 20 og strømmer opad gennem vaskerummet. Den ved vask-ningen forurenede væske bortledes fra vaskerummet som vist med pilen F og føres over et overløb 21 ud af apparatet som vist med pilen G. Dette overløb 21 kan være justerbart i højden og/eller i bredden til regulering af væskemængden. Når overløbet sænkes, øges mængden af vaskevæske, der ligeledes øges automatisk, når niveauet over filtreringsmaterialelaget stiger f.eks. ved øget belastning af filtreringsapparatet.

Til at lede det fra transportrøret 12 kommende filtreringsmateriale nedad til vaskerummet og til at adskille det forurenede filtreringsmateriale fra det indkommende filtreringsmateriale er et rør 22 anbragt mellem kappen 16 og transportrøret 12 og ført et stykke forbi transportrørets øvre ende. Røret 22 strækker sig op gennem kappen 16, og lufttilførselsledningen 11 og luftafledningsrøret 15 er ført gennem røret 22, der endvidere indeholder 8 148525 organer 23 til opfangning af luft med filtreringsmateriale fra ..transportrøret 12. I det viste eksempel består disse organer 23 af.skiftevis anbragte nedad vendende kegleformede og opad vendende keglestubformede organer.

Skønt det ikke er vist, kan om ønsket en del af den ved filtreringen opnåede filtrerede væskefase udtages i laget af filtrerings-materiale tinder dettes overflade, idet der fortrinsvis tilnærmelsesvis lodret over tilførselsrørenes mundinger 6 anbringes udløbs-rør for filtreret væskefase, og.eventuelt tage svarende til tagene 7. Ved at udtage den filtrerede væskefase gennem sådanne udløbsrør, hvis mundinger ligger i filtreringsmaterialelaget, opnås der sik-- kerhed for en godt filtreret væskefase selv ved f.eks. driftsforstyrrelser i vaske afdelingen,- der kunne medføre forurening af væskefasen over laget af filtreringsmateriale.

Under vaskeafdelingen er anbragt et konusformet organ 24 til at sprede filtr'eringsmateriale, der fremkommer fra vaskeafdelingen, ud over oversiden af laget af filtreringsmateriale, og med henblik på at dette materiale også spredes over den del af filtreringsmateriale-~ laget, der ligger lige under spredeorganet, er dette hensigtsmæssigt udformet med et antal huller 25, der er anbragt således, at materialet spredes jævnt.

Foruden den foran beskrevne automatiske regulering af vaskevæskemængden kan der, selv om det ikke er vist, også tilvejebringes automatisk regulering af mængden af filtreringsmateriale til vaskning.

Ved hjælp af en ved tilførselsledningen for suspensionen, der i fig. 1 er markeret med pilen A, anbragt mængdeføler eller en tryk-, føler, kan der gives signal vedrørende en indtruffet ændring, f.eks* trykforøgelse på grund af akkumulering af suspenderet materiale i filtreringsmaterialelaget, og dette signal kan på kendt måde bringes til at regulere transportaggregatets 10 kapacitet således, at den transporterede-mængde filtreringsmateriale til vaskning øges respektive mindskes.

I det foran beskrevne og på tegningen viste udførelseseksempel på filtreringsapparatet ifølge opfindelsen er vaskeafdelingen nedsæn- 148525 9 ket i zonen 8 af filtreret væskefase, hvorfra filtreret væskefase indtages som vaskevæske gennem åbningen 20. Alternativt kan filtreret væskefase til vaskningen indtages fra siden gennem en eller flere åbninger i kappens 16 nedre del. I en anden ikke vist alternativ udførelsesform, hvor filtreret væskefase fra zonen 8 ligeledes udnyttes som vaskevæske, er i hvert fald en del af vaskeafdelingen nedsænket i og anbragt adskilt i forhold til filtreringsmaterialelaget, hvorhos en eller flere ledninger er trukket fra zonen 8 til vaskeafdelingens nedre del for tilførsel af vaskevæske til den således beliggende vaskeafdeling.

Med et filtreringsapparat ifølge opfindelsen, f.eks. den i fig. 1 og 2 viste, foretrukne udførelsesform, muliggøres en udformning med forholdsvis små dimensioner, hvorved der opnås den fordel, at apparatet ikke bliver for uhåndterligt og vanskeligt at betjene.

Som følge af at samtlige for det kontinuerligt arbejdende apparat nødvendige organer er beliggende inde i apparatet, og af at visse af apparatets dele f.eks. vaskeafdelingen og transportaggregatet kan være udformede som enheder, er apparatet velegnet til fremstilling som modul. Herved kan ved behov for større filtreringskapacitet, end hvad et enkelt apparat kan yde, på en enkel og fordelagtig måde flere apparater sammenbygges til et filtreringsanlæg. Et eksempel på et sådant anlæg er vist skematisk i fig. 3, der viser en gruppe på otte sammenkoblede, modulopbyggede filtreringsappara ter. I hvert modul indgår herved samtlige for de i fig. 1 og 2 viste apparater ifølge opfindelsen nødvendige organer, bortset fra at de mod hinanden i gruppen grænsende vægge 2 er borttaget, (de i fig. 3 viste stiplede linier illustrerer bunddelenes 3 øvre kant), hvorhos der for hver række 29 filtreringsapparater findes et fælles udløb 26 for den filtrerede væskefase, som afgår fra hvert filtreringsapparat (jfr. pilen B i fig. 1 og 2), og for begge rækker 29 findes et fælles udløb 27 for den ved vaskningen forurenede væske (jfr. pilen G i fig. 1 og 2). Disse fælles udløb 26 og/eller 27 behøver ikke at være anbragt som vist men forenkler opbygningen af filtreringsanlægget væsentligt. Anlæggets omsluttende ydervæg 28

Claims (6)

10 168525 kan udgøres af vægge 2 på hvert filtreringsapparat, men alternativt kan samtlige vægge 2 på hvert filtreringsapparat udelades og erstattes med en særskilt ydervæg omkring anlægget. Som det fremgår af fig. 3 er hvert apparatmodul sekskantet i tværsnit, hvilken form tillader en enkel opbygning af større filtreringsanlæg, men også andre former, f.eks. firkantet eller kvadratisk form, der ligeledes tillader en enkel opbygning, kan anvendes. En firkantet eller kvadratisk form er imidlertid sammenlignet med f.eks. sekskantformen mindre hensigtsmæssig ved at filtreringsmaterialet, der er beliggende nær hjørnerne, bremses i dets bevægelse nedad, og ikke vil deltage så aktivt i filtreringen.

1. Fremgangsmåde til i et filtreringsapparat at filtrere en suspension eller emulsion, der tilføres et lag granuleret eller partikelformet filtreringsmateriale for under filtreringen at strømme opad gennem og afgå fra dette lag som filtreret væskefase, samt hvor filtreringsmaterialet under filtreringen strømmer nedad gennem laget i modstrøm mod suspensionen, forbi dennes tilførsel og derefter transporteres adskilt fra filtreringsmaterialelaget til en afdeling for vaskning af ved filtreringen forurenet filtreringsmateriale ved strømning i modstrøm mod en vaskevæske, hvorefter det vaskede filtrerings-materiale føres tilbage til oversiden af filtreringsmaterialelaget, kendetegnet ved, at i hvert fald en del af den filtrerede væskefase afgår fra filtreringsmaterialelaget til,opretholdelse af en over dette beliggende zone af filtreret væskefase, at den fra filtreringsmaterialelaget adskilte transport af forurenet filtreringsmateriale sker opad gennem den zone, hvori filtreringsmaterialelaget findes, og at vask-ningen i vaskeafdelingen af forurenet filtreringsmateriale sker ved dettes strømning i modstrøm mod som vaskevæske udnyttet filtreret væskefase, der tilføres vaskeafdelingen fra zonen af filtreret væskefase.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at mængden af vaskevæske reguleres ved ændring af niveauet for zonen af filtreret væskefase. 148525

3. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foranstående krav, kendetegnet ved, at mængden af til vaskeafdelingen transporteret filtreringsmateriale reguleres ved mængdeafføling eller trykafføling af suspensionen før dennes tilførsel til filtreringsmaterialelaget.

4. Filtreringsapparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge ethvert af de foregående krav, og som omfatter en lodret zone med et lag af partikelformet eller granuleret filtreringsmateriale, et indløb for den suspension eller emulsion, der skal filtreres, og som er således beliggende i forhold til filtreringsmaterialelaget, at suspensionen under filtreringen bringes til at strømme opad gennem filtreringsmaterialelaget, et under indløbet beliggende og frit i forbindelse med filtreringsmaterialelagets zone stående rum, hvortil filtreringsmaterialet tilføres kontinuerligt ved strømning nedad gennem filtreringsmaterialelaget, og et i rummet udmundende transportaggregat til at transportere det til rummet tilførte, ved filtreringen forurenede filtreringsmateriale til en vaskeafdelingen, der er indrettet til vaskning af filtreringsmaterialet ved dettes strømning i modstrøm mod en vaskevæske, og hvorfra det vaskede filtreringsmateriale føres tilbage til filtreringsmaterialelagets overside, kendetegnet ved, at apparatet yderligere er udformet således, at der over filtreringsmaterialelaget (1) er opretholdt en zone (8) af ved filtreringen opnået filtreret væskefase, at transportaggregatet (10) består af et rør (12), som fra det nævnte rum strækker sig op gennem filtreringsmaterialelaget til zonen af filtreret væskefase og er tilsluttet vaskeafdelingens (13) øvre del, og at vaskeafdelingens nedre del er forsynet med mindst ét til zonen af filtreret væskefase sluttet indløb (20) beliggende under denne zones (8) overflade.

5. Apparat ifølge krav 4, kendetegnet ved, at vaskeafdelingen (13) har sit indløb (20) beliggende over filtreringsmaterialelaget (1).

6. Apparat ifølge krav 5, kendetegnet ved, at vaske-