FI65021C - Anordning och foerfarande foer filtrering - Google Patents

Description

Π ΓβΙ ««KUULUTOSjULKAISU ,cri01 l»J <11) UTLÄGCNINGSSKRIFT 65 021 ^ Patent acddelat ^ (51) K».ik.3/int.a.3 B 01 D 29/14 SUOMI—FINLAND (21) p«*nuih»k*mu»—p*.«*n»6kninj 773682 (22) Halumltpllvt—AmBknlngadig 02.12.77 (23) Alkupllvl—GHti|h«t*d«| 02.12.77 (41) Tullut IuIMmIciI — Bllvlt affwtllg 03 q£

Fttmtl- I· rakltMrihtllltu· ,4«

Patent- och registerttyrelaen Anaökan uthgd och wl.*krtfton puMfcond 30.11.83 (32)(33)(31) ·Ή4·**Χ οοιοΙΙμμ*—»«gird priority (71) DrM, Dr. Muller AG, Alte Landstrasse **21, CH-8708 Männedorf,

Sveit s i-Schwei z (CH) (72) Konstantin Sotirianos, Stäfa, Hans Muller, Erlenbach, Sveitsi-Schweiz(CH) (7**) Forssen & Salomaa Oy (5**) Laite ja menetelmä suodatusta varten - Anordning och förfarande for filtrering

Keksinnön kohteena on euodatuelaite varustettuna säiliöllä, johon on järjestetty irroitettavat ja riippuvat suodatueelementit, joiden yläpäät on liitetty irroitettavaan putkijohto-osaan suodatteen poisjohtamiseksi.

Tällaisissa tunnetuissa suodattimissa on ykslttäiselementit kiinnitetty tuki-laattaan tai tukilevyyn. Järjestely on tehty siten, että koko suodatinpaketti täytyy kannen avaamisen jälkeen vetää ylös nostolaitteen avulla tarkastusta ja puhdistusta varten. Tällöin ovat ykslttäiselementit, jotka sijaitsevat element-tipaketin sisustassa, vaikeasti irroitettavia ja useimmiten se ei ole ollenkaan mahdollista ilman ympäröivien suodatinelementtien poistamista. Yhden ainoan letkuelementin vioittuessa on siksi tarpeen koko ykslttäiselementtl-rivin irroitus. Koko elementtipaketin esillenostamiseksi ovat tukilaatan ja suodatinelementtien kokonaismäärän painon takia tarpeen suuret nosturiraken-teet suodatuskattlian yläpuolella, niin että alusta asti tarvitaan suurempi rakennekorkeus.

2 :r 5 O 21 Tällaiset letkusuodattimet ovat tunnettuja saksalaisista kuulutusjulkaisuista DT-AS 2 114 226 ja DT-AS 1 917 306. Niissä käytetyt suodatinletkut on sisältä varustettu erilaisilla tukielementeillä. Ilman tukisisäkettä olevat suodatinletkut eivät osoittautuneet kestäviksi, koska erittäin likaisilla aineilla ja korkeilla paineilla suodatinletku painuu suodatuksessa kokoon ulkoa sisäänpäin. Tunnetut tukisisäkkeet ovat tosin tuoneet parannuksen sellaisten suodatinelementtien suodatusominaisuuksiin, mutta aiheuttaneet kuitenkin lisämateriaalien ja niiden asennuksen johdosta koko suodattimen hinnan kohoamisen.

Nyt kuitenkin yllättäen havaittiin, että sellaiset tukisisäkkeet, joita saksalainen kuulutusjulkaisu DT-AS 2 114 226 kuvaa, eivät ole tarpeen.

Keksinnön tehtävänä on aikaansaada suodatin, jonka suodatinelementit ovat helposti vaihdettavia ja samanlaisella tai paremmalla suodatusteholla eivät tarvitse sisällä mitään tukielementtejä, sekä menetelmä keksinnön mukaisten suodatinelementtien puhdistamiseksi.

Tämä tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaan suodatuslaitteella, joka on tunnettu siitä, että suodatuselementit muodostuvat taipuisista alhaalta suljetuista letkuista, joiden seinämät on tuettu täyteaineella, joka muodostuu inerttiä materiaalia olevista Irtonaisista, karkeista kappaleista.

Keksinnön eräs suoritusmuoto on kuvattu patenttivaatimuksessa 2.

On osoittautunut, että kokoomajohtona toimivat ontelokappaleet voidaan yksittäisten lohkojen ulosottamisekei laakeroida vapaasti rengaslaatan päälle ja liittää toisiinsa poistoputkella sekä laipalla että plstoliitännällä. Suoda-tepoistoa varten oleva kokoomajohto voi olla myös järjestetty suodatuskatti-lan sisäpuolelle tai ulkopuolelle. Yksittäiset ulosotettavat ontelokappale-lohkot voivat olla eri pituisia ja niissä voi olla eri määrä suodatinele-menttejä. Suodatuskakkujen kuormittamien suodatinelementtien suojaamiseksi liejun liian pyörteiseltä sisääntulolta suodatuskattilaan on jakolaatan järjestäminen suodatinelementtien alapuolelle osoittautunut luotettavaksi.

On osoittautunut, että on edullista varustaa suodatinelementit sisemmällä karkeasilmäisellä ja ulommalla hienosilmäisellä suodatinkankaalla. Sisem- 3 65021 mällä kankaalla on tällöin tehtävänä pitää täyteaine koossa. Siten ei myöskään sisempi kangas vastahuuhdonnassa laajene. Sopivaksi materiaaliksi molemmille kankaille ovat osoittautuneet lähinnä muovi» luonnonkuidut ja metalli.

Eräässä muussa suoritusmuodossa on sisemmän kankaan kiinnityksen alueelle järjestetty läpimenoaukot ja sillä alueella on ulompi kangas läpäisemätön, niin että vastahuuhdonnassa huuhteluainevirta voi tunkeutua nopeasti molempien kangasten väliin ja siten suodatinkakku poistetaan samanaikaisesti ja tasaisesti. Siten jaetaan nesteellä tai kaasulla tapahtuvassa vastahuuhdonnassa huuhteluaine kokoomaputkesta yksittäisiin suodatinelementteihin, jolloin yksittäiset suodatinelementtiryhmät voidaan, vastahuuhdonnassa kuormittaa huuhteluaineella peräkkäin ajallisesti pienin välein. Siten aikaansaadaan tunnettuihin menetelmiin verrattuna suodatinkakun tasainen poisto.

Suodatinkakun poispesu voi tapahtua myös höyrystetyllä huuhtelunesteellä. Tällöin syötetään neste höyryn tai sumun muodossa suodatuskattilaan ja puristetaan suodatinkakun läpi. On kuitenkin myös hyvin vaikeasti poistettavia suodatuskakkuja, joita ei ainoastaan painellmaimpulsseilla ja nesteellä tapahtuvalla vastahuuhdonnalla voida täysin poistaa. Tällöin järjestetään kahden euodatinletkurivln väliin yksi ruiskuputkirivi suodatinelement-tien koko pituuden yli. Nämä ruiskutusputket on järjestetty ulosotettavaan jakoputkeen, joka on kiinnitetty laipalla tai kytkimellä syöttöputkeen. Ruiskuputkien poraukset voivat olla varustetut suuttlmilla.

Keksinnön mukaan on suodatinelementit täytetty mitä erilaisimpia materiaaleja olevilla täytekappaleilla. Siten tulevat kysymykseen sellaiset täyte-kappaleet kuin Raschigin renkaat, Berlin satula, mutta myös lasikuulat, kivet, kvarteihiekka, hiili, koksi ja katalysaattorit. Raschigin renkaat, joilla on letkun sisäläpimitta, voidaan työntää päällekkäin pylväsmäisesti. Silloin täytyy niiden kuitenkin olla otsapinnoista siten muodostetut, että neste suodatemuodossa voi mennä läpi. Metallia tai keramiikkaa olevat renkaat, joissa on sivuilla reiät, ovat myös sopivia täytekappaleiksi. Erikoisia käyttöalueita varten voidaan asettaa sisään metallikatalysaattoreita, valkaisumaata, aktiivihiiltä ja muita pinta-aktiivisia materiaaleja, parhaiten rakeistetussa muodossa. Rakeistetut osaset voidaan kiinnittää keskenään sopivalla liima-aineella, esimerkiksi muovilla tai vesilasilla.

* 65021

Eräässä erikoisessa suoritusmuodossa ovat sellaiset täytekappaleet osoittautuneet sopiviksi, joiden ominaispaino on pienempi kuin 1. Siten voivat olla edullisia puhallettua savea olevat pallomaiset täyteaineet, ja lähinnä rakennus- ja eristysaineeksi käytetty Leea®-sora (tavaramerkki, Hunziker-Baustoffe AG, Bem/Schweiz), Tämä materiaali on käytännössä kalkkia kemikaaleja kestävä, kova ja syöpymätön. Irtonaisten rakeiden tilavuuspaino on kuivassa tilassa 330-700 kg/m ja rakeistuksella on hienos, missä läpimitta on 0-20 mm.

Täyteaineeksi sopivat myös muut epäorgaaniset puhallusmateriaalit, joilla on avoin tai suljettu päälipinta, sekä onttojen kuulien muodossa olevat muovit. Myös tässä voi olla keskinäistä kiinnitystä.

Laitettaessa suodatinta katalyyttistä reaktiota varten on edullista tehdä keskeinen ontelotila suodatinelementin sisälle esimerkiksi asettamalla sisään siiviläputkl.

Keksintöä ja sen suoritusmuotoja kuvataan seuraavassa lähemmin piirustuksiin viittaamalla.

Kuvio 1 esittää leikkausta palnekattilasuodattimesta.

Kuvio 2 esittää poikkileikkausta A-A kuvion 1 suodattimesta.

Kuvio 3 esittää kuvion 1 suodatuskattilan kuvussa olevan selkeytysosan vaihtoehtoa.

Kuvio 4 esittää suodatuskattilan kuvussa olevan selkeytysosan erotuksen erästä muuta vaihtoehtoa.

Kuvio 5 esittää poikkileikkausta kuvion 2 mukaisen kattilan kuvun läpi.

Kuvio 6 esittää leikkausta suodatuskattilasta, jossa on sisäänrakennettu ruiskutuslaite.

Kuvio 7 esittää leikkausta A-A kuviosta S.

5 65021

Kuvio 8 esittää suodatinelementtiä pituusleikkauksessa.

Kuviot 9-13 esittävät suodatinelementin vaihtoehtoja.

Kuviossa 1 on esitetty letkumaisten suodatinelementtien 9 järjestäminen suo-datuskattilan 1 sisään. Kattilan 1 alaosassa» jonka kattilan pohja voi olla muodostettu myös kartiomaiseksi, on tulonysä 2 ja poistonysä 13 jätepoisto-na. Suodatuskattila 1 ja kansi 5 on liitetty toisiinsa T-muotolsen vällren-kaan välityksellä. Tämä välirengas 25 kiinnitetään tunnetulla tavalla ir-roitettavasti suodatuskattilan laippaan 14 välikappaleen 25 alaslvun laipalla 23. Välirenkaan 25 puolikehällä on sisäseinässään kiinnihitsattu tukirengas 28. Välikappaleen 25 toisen puolikehän seinään on järjestetty poraukset, joiden läpi liitosputket 8 johtavat ulos ja laskevat ulosmeno-aukolla 3 varustettuun kokoomaputkeen 6. Kansi 5 on laipallaan 15 kiinnitetty välikappaleen 25 ylempään laippaan 24. Vasemmalla kuviossa näkyvän suodatinelementin 9 ylemmässä osassa esitetty kuva esittää täyteainetta 10. Suodatinelementtien alapuolelle järjestetty jakolaatta 22 estää turbulentin virtauksen suodatinkattilassa, jotta suodatuslaltteen päälle kerätyt suoda-tinkakut eivät huuhtoudu pois.

Suodatuskattilan kuvussa olevan euodatekeräysosan suoritusmuotoa esittää kuvio 3. Tässä on euodatuskattila 1 liitettävissä suoraan kattilalaipan 14 ja kansilalpan 15 avulla kanteen 5. Kanteen 5 on järjestetty selkeytysvirta-nyeä 3 ja tuuletusnysä 4, sekä rengasputki 6. Rengasputki 6 on liitetty kokoomaputkeksi 7 muodostettuun ontelokappaleeseen putken 8 kautta. Suoda-tuselementti 9 on järjestetty kokoomaputkeen 7 nysän 11 ja kiinnityksen 12 kautta.

Myös kuvion 4 alaosa on identtinen kuvion 1 alaosan kanssa. Yläosa on kuitenkin kattilalaipan 14 ja kansilalpan 15 väliin järjestetty erotuslaatta 16, joka erottaa suodattimen alaosassa olevan liejutilan yläosassa olevasta selkeytyetilasta. Erotuslaatassa 16 on poraukset 17, joiden lukumäärä vastaa suodatinelementtien 9 lukumäärää. Suodatinelementtien 9 kiinnitys tapahtuu nysiin 11 klinnityerenkaalla 12. Ilmanpoistonysä 4 on tässä laitettu erotus-levyn 16 alapuolelle. Kuvion 5 mukaisessa poikkileikkauksessa ovat nähtävissä suodatinelementtien 9 porausten 17 pyöreät aukot ja poistonysä 3 selkeytysvlrtausta varten.

6 65021

Puhdistuslaite on kuvattu pituusleikkauksessa kuviossa 6 ja poikkileikkauksessa kuviossa 7. Se muodostuu ruiskuputkista 30, jotka voivat olla valmistetut metallista tai muovista. Putkissa 30 on paljon porauksia 31, joihin voidaan asentaa suuttimet. Aina yksi rivi sellaisia ruiskuputkia 30 on järjestetty kahden suodatinelementtirivin 9 väliin. Ruiskuputket on tällöin järjestetty jakoputkeen 32, joka sijaitsee tavallisesti ontelokappaleen 7 yläpuolella. Jakoputken 32 ja siihen kiinnitettyjen ruiskuputkien 30 muodostama segmentti voidaan poistaa kannen 5 avaamisen ja laipan 33 irroitta-misen jälkeen. Jokainen laippa on liitetty jakoputken 34 kautta pääjako-putkeen 35.

Yksittäinen suodatinelementti 9 on esitetty esimerkiksi kuviossa 8 ja suo-datinelementin vaihtoehtoja on esitetty kuvioissa 9-13. Yksinkertaisimmassa tapauksessa muodostuu kuvion 8 mukainen suodatinväline 18 kankaasta, mikä on muovia, esimerkiksi teflonia, nailonia, perlonia tai luonnonkuitua tai hienoa metallikangasta. Silmäkoko valitaan suodatettavien kiinteiden hiukkasten suuruuden mukaan. Letkumaieen suodatinelementin 9 sisusta on täytetty täyteaineella 10. Sen siivllälevy 19 muodostaa esteen, jotta täyteaine ei voi siirtyä suodatetilaan nysien 11 kautta.

Kuviossa 9 on järjestetty putki 20 suodatinelementin 9 sisään. Tässä sijaitsee 8ihtllevy 19 putken 20 ala-aukossa. Täytekappaleet 10 sijaitsevat suoda-tusvälineen 18 ja putken 20 välisessä tilassa.

Kuviossa 10 on suodatusväline 18 kiinnitetty nysään 11 kilnnitysrenkaalla 12. Suodatusvälineen 18 ja läpäisykykyisen, ontelotilan 21 rajoittavan sisäkkeen 20 välissä sijaitsee täyteaine 10, mikä voi olla esimerkiksi katalyytti-rakelta. Letkumaisen suodatinelementin sisällä oleva sisäke 20 muodostuu kuvion 10 mukaan kudoksesta ja kuvion 11 mukaan revitetystä levystä.

Kuvioissa 12 ja 13 on kokoomaputkena toimivan ontelokappaleen 7 nysiin 11 kiinnitetty kilnnitysrenkaalla suodatuselementtien 9 suodatusväline 18 ja tukikangas 20. Kankaan 20 sisätila on täytetty täyteaineella, kuten kaaviol-liseeti on esitetty. Siivllälevy 19 estää täyteaineen pääsyn selkeytysny-sään. Nysää 11 on pidennetty ulospäin klinnlttlmen 12 ohi. Tämän nysäosan 11' päällä on ulompi euodatlnkangas. Tämä pidennys 11' voi vaihdella suodatinelementin suuruuden mukaan, muodostaa 1/4 sen pituudesta ja olla jäykkää 7 65021 tai joustavaa läpäisemätöntä ainetta. Nysän 11 pidennyksen 11" päälle on samalla alueella kiinnitetty sisempi suodatinkangas 20. Tässä on sekä nysässä 11" että sen päälle jännitetyssä kankaassa 20 aukkoja 23.

Suodatuksen aikana tulee kuvion 1 mukaan liete nysän 2 läpi suodatuskatti-laan 1. Liete voi olla varustettu suodatusapualneella tai on ilman sitä. Kuljetuspaineella pakotetaan suodatettava neste tunkeutumaan suodatinele-menttien 9 suodatusvälineen 18 läpi. Kiinteät aineet kerrostuvat suoda-tuselementin 9 ulkopinnalle ja pysyvät siinä suodatinelementin 9 sisustan suuntaan vallitsevalla ylipaineella. Suodatinletkun kokoonpuristuminen estetään täyteaineella 10 suoritetulla täytöllä. Siivilälevy 19 estää täyte-materiaalin ulospuristumisen selkeytyssuodatetilaan nysän 11 kautta. Sel-keytyssuodate otetaan vastaan kokoomaputkella 7 ja se virtaa liitosputken 8 kautta rengasjohtoon 6. Liitosputki 8 ja rengasjohto 6 voivat kuvion 3 mukaan sijaita myös suodatuskattilan sisäpuolella. Tässä tapauksessa poistetaan selkeytyssuodate poistonysän 3 kautta. Kuviossa 4 voidaan suodate johtaa kokoomatliasta suoraan pois reikälevyn 16 ja selkeytyssuodatenysän kautta.

Suodatusjakson päättymisen jälkeen voidaan suodatuskakku poistaa märällä tai kuivalla menetelmällä. Märkäpolsto voidaan saavuttaa lyhyessä ajassa huuhtelunesteellä tapahtuvalla vastahuuhdonnalla, mikä neste voi muodostua vedestä, sopivasta liuotusaineesta tai selkeytyssuodatteesta, jolloin suo-datinelementti samalla puhdistuu. Voidaan käyttää myös kaasua suodatussuun-taa vastaan suodatuskakun poistamiseksi. Suodatuskakun kuivaus voi tapahtua kaasu- tai höyryvirralla suodatussuunnassa. Suodatuskakun pudotus voidaan suorittaa täristyksellä tai paineilmalskuilla. Kuivausta varten on ensi sijassa osoittautunut sopivaksi kuvion 9 mukainen suodatinelementti. Sekä vetisen liejun että kuivattujen suodatusjätteiden poisto tapahtuu aukon 13 kautta.

^Itsepintaisesti kiinnipysyvien jätteiden poistamiseksi painetaan kuvioiden 6 ja 7 mukaan huuhteluneste esittämättömän pumpun avulla pääjakoputken 35 ja yhdysputken 34 kautta jakoputkiin 32 ja yksittäisiin ruiskuputkiin 30. Siten palneenalainen jäähdytysneste ruiskutetaan porausten tai suuttimien 31 läpi suodatinletkun 9 pinnalle, minkä avulla myös vaikeasti poistettavat suodatusjätteet kokonaan poistetaan.

8 65021

Peräkkäin järjestettyjen suodatinelementtien muodostaman koko rivin poistaminen, esimerkiksi tarkistuksen vuoksi, tapahtuu yksinkertaisimmin irroit-tamalla laippojen 15 ja 14 kiinnitykset kuvioissa 1 ja 2. Siten voidaan kansi 5 poistaa. Kyseessä olevan suodatinelementtirivin 9 ulosotto tapahtuu siis irrolttamalla ainoastaan kyseisen kokoomaputken laippa 26 ja liitos-putken 8 laippa 27 ja vetämällä niiden suodatinelementtien muodostama rivi ulos, jotka on tarkistettava tai vaihdettava. Laippojen 26 ja 27 asemesta voidaan asentaa myös kytkimet liltoselementeiksi. Jokaisen suodatinlohkon tarkistusta varten voidaan liitosputkeen 8 kattilaseinän ulkopuolelle järjestää tarkkailulasit tai koehanat.

Suodatinelementin 9 täyte voi kuvioiden 8-13 mukaan olla sekä homogeeninen että heterogeeninen. Täyteainemateriaaliksi 10 sopivat mitä erilaisimpia aineita olevat mitä erilaisimmilla muodoilla varustetut täytekappaleet.

Keksinnön mukaisen suodatinlaitteen ja menetelmän pääkäyttöalue on neste-suodatus. Keksinnön mukaisten suodatuselementtlen erityinen etu on suoda-tinkakun helppo polstettavuus liikkuvasti ripustettujen letkumaisten suodatinelementtien avulla. Suodatuskakun polspesu vähäisellä liuotinalnemää-rällä suodatuskattllassa tapahtuvalla ruiskutuksella, hienoksi jaetulla tiivisteellä, kykeni liuottamaan liukenevat aineet tasaisesti suodatus-kakusta. Tällä on kalliilla liuostusainellla usein ratkaiseva taloudellinen merkitys. Keksinnön mukaisen suodattimen erityinen täyttöalue on katalyyttiset reaktiot sekä liuosten värjäys. Siten voivat esimerkiksi kantavaan materiaaliin kiinnitetyt entsyymit, siis blokatalyytit, toimia täyteaineena. Katalyytin tai kiinnitetyn entsyymin lähes tasaisella kerrospaksuudella voidaan saavuttaa tasaiset reaktioajat ja siten tasaiset muutta-mistuotteet.

Claims (2)

65021 9

1. Suodatuslaite varustettuna säiliöllä (1), johon on järjestetty irroitettavat ja riippuvat suodatuselenen-tit (9), joiden yläpäät on liitetty irroitettavaan putkijohto-osaan (7) suodatteen poisjohtamiseksi, tunnet-t u siitä, että suodatuselementit (9) muodostuvat taipuisista alhaalta suljetuista letkuista (9), joiden seinämät on tuettu täyteaineella (10), joka muodostuu inerttiä materiaalia olevista irtonaisista, karkeista kappaleista.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että täyteaine (10) muodostetaan rengasmaisista kappaleista, jotka on järjestetty letkun (9) sisään pylvääksi.