WO1993000979A1 - Method of drying a filter cake using a surface layer - Google Patents

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WO1993000979A1
WO1993000979A1 PCT/EP1992/001584 EP9201584W WO9300979A1 WO 1993000979 A1 WO1993000979 A1 WO 1993000979A1 EP 9201584 W EP9201584 W EP 9201584W WO 9300979 A1 WO9300979 A1 WO 9300979A1
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filter cake
filter
suspension
pressure
cake
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PCT/EP1992/001584
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Inventor
Werner Stahl
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Maschinenfabrik Andritz Actiengesellschaft
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D37/00Processes of filtration
    • B01D37/03Processes of filtration using flocculating agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D33/00Filters with filtering elements which move during the filtering operation
    • B01D33/06Filters with filtering elements which move during the filtering operation with rotary cylindrical filtering surfaces, e.g. hollow drums
    • B01D33/073Filters with filtering elements which move during the filtering operation with rotary cylindrical filtering surfaces, e.g. hollow drums arranged for inward flow filtration
    • B01D33/09Filters with filtering elements which move during the filtering operation with rotary cylindrical filtering surfaces, e.g. hollow drums arranged for inward flow filtration with surface cells independently connected to pressure distributors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D33/00Filters with filtering elements which move during the filtering operation
    • B01D33/58Handling the filter cake in the filter for purposes other than for regenerating the filter cake remaining on the filtering element
    • B01D33/62Handling the filter cake in the filter for purposes other than for regenerating the filter cake remaining on the filtering element for drying

Definitions

  • the invention relates to a method for dehumidifying a filter cake on a filter medium, in particular by means of press filtration, and a device which is preferably suitable for carrying out this method.
  • press belts can only be used for drum or belt filters, since the belt has to roll in one direction on the filter cloth.
  • the use e.g. on disc filters is therefore not possible.
  • press belts becomes problematic if the filter cake thickness is not uniform, or if a matrix filter cloth is used to obtain a filter cake divided into several "cookies". Especially with this highly compressible filter cake, which therefore tends to crack, pre-compression is necessary.
  • the idea of the invention is to apply a layer on the filter cake, the capillary inlet pressure of which is higher than that of the filter cake. This allows the filter cake to be pressurized with a dehumidification pressure which is far above the capillary inlet pressure of the filter cake. Due to the higher dehumidification pressure, the filter cake is better compacted and cracking during the subsequent blowing through of the filter cake is avoided.
  • the invention can be implemented in various ways.
  • a foil for example a plastic or aluminum foil, is placed on the filter cake.
  • the filter cake can then be removed from the filter medium with the film.
  • the film can be used for both continuous and discontinuous filter processes.
  • the use of a film in a continuous process on a drum or belt filter appears to be particularly advantageous.
  • the use of foils does not only make sense for vacuum filters, but also for pressure filters.
  • Another possibility of applying a layer with a smaller pore size, which is associated with a correspondingly higher capillary inlet pressure, is to apply a further suspension layer as a top layer to the filter cake.
  • the cover layer does not necessarily have to consist of a further suspension. Applying a more viscous liquid to the filter cake would also lead to an increase in the pressing or dehumidifying pressure.
  • the additional Layer can, for example, be sprayed on in a spray mist or layered in another immersion bath.
  • the cover layer with the fine porosity could also be attached to the filter cake by foaming the suspension.
  • the disadvantage of these suspension layers is that a foreign substance is applied to the filter cake, which either has to be left in the filter cow or has to be removed again by further treatment, for example a thermal treatment.
  • the cover layer with a low capillary inlet pressure consists of the same material as the filter cake. This is done in the following way:
  • the suspension stream is e.g. divided in a separating or classifying device. This can be done, for example, by feeding the suspension stream to a separating or classifying device, the overflow of which is used for the top layer and the underflow of which is used for the filter cake.
  • a flocculant is added to the partial flow in the underflow
  • a thickening agent is added to the partial flow in the overflow, which increases the viscosity and prevents the applied suspension from running off the filter cake before a layer is formed.
  • the addition of a flocculant and / or the classification of the suspension have the effect that the partial flow in the underflow after the cake formation is relatively large-pored and thus has a low capillary inlet pressure but a high cake formation rate.
  • the partial flow in the overflow is very fine-grained and forms a layer on the filter cake, the pore size distribution of which is shifted towards lower pore radii. This layer therefore has a much larger capillary inlet pressure than the filter cake itself.
  • This method can also be used in the production of divided filter cakes using matrix filter cloths.
  • the filter medium is divided by impermeable webs.
  • the thickness of the filter cake is greatly reduced, if not interrupted, in the area of these webs. While dehumidification of these filter cakes with a press belt was almost impossible, such variable-thickness filter cakes can now also be dehumidified with higher pressure.
  • a small amount of less than about 5% of the suspension is required for the top layer.
  • This part is branched off from the feed line before flocculation and is evenly applied to the surface of the filter cake emerging from the suspension on its surface.
  • the suspension for the top layer can be sprayed, atomized, dripped or agitated.
  • the suspension is sucked in on the surface of the filter cake and forms a thin solid layer on the actual filter cake. Since this material is very fine and not flocked, it is much denser than the filter cake itself and thus has a much higher capillary inlet pressure. Because of its constant moisture content, this layer remains plastic and, because of the constant saturation of the deformation of the cake underneath, it can consequences.
  • filter cakes are still thixotropic even after they have been compressed or desaturated by air blowing. Such filter cakes can be liquefied again into a paste by vigorous shearing. This could be sprayed with or without thinning with the suspension for the top layer.
  • the fine fraction of the solid is used in accordance with the particle size distribution in order to produce the top layer. If you want to increase the pressing or dehumidifying pressure even further to improve the squeezing effect, it may be that the finer grain distribution of the cover layer is not sufficient to increase the capillary inlet pressure.
  • the pre-classified partial flow would have to be further reduced in a fine mill, which would result in a corresponding reduction in the pore size and consequently an increase in the capillary inlet pressure.
  • Additives that counteract Newtonian flow behavior can also be added to the suspension.
  • a lower pressure difference is preferably applied at the beginning of the cake formation in order to counteract blocking of the filter cloth or collapse of the first cake layer. Later the layers filtered on it can be formed with higher pressure differences.
  • each zone for the cake formation, the top layer application, the compression and the dehumidification with at least one, preferably several separate separators.
  • 1 shows a side view of a drum filter for producing a filter cake with a cover layer
  • FIG. 2 shows a further embodiment of the drum filter from FIG. 1;
  • Fig. 3 shows an arrangement for the suspension supply to the drum filter according to FIGS. 1 and 2 and
  • FIG. 1 shows a drum filter 10 with a cylindrical filter drum 12 which is partially immersed in a suspension bath 14.
  • the suspension bath 14 is connected to a suspension feed 16.
  • the suspension bath 14 is followed by a sprinkler system 18 which is connected to a second suspension feed 20.
  • the largely dehumidified filter cake is removed from the filter drum 12 by means of a scraper or deflector 22.
  • the drum filter 10 operates continuously, certain process steps being carried out in certain sectors 24 to 38 of the filter drum 12.
  • a filter cake is formed on the filter medium of the filter drum 12 spanning the lateral surface.
  • This cake formation phase is divided into three sections 24 to 28, in which cake formation takes place with different differential pressures.
  • the outer surface of the filter drum 12 is formed by a filter medium. On the outer surface of this filter medium is a constant pressure of 4 bar. On the inside of the filter medium there is a pressure of 3.5 bar in sector 24, a pressure of 3.0 bar in sector 26 and a pressure of 2.0 bar in sector 28. This results in cake formation on the filter medium with an increasing differential pressure of 0.5 to 2 bar.
  • a filter cake has formed in the direction of rotation A of the filter drum 12 at the end of the sector 28, the capillary inlet pressure of which is relatively low due to the particle size distribution of the suspension in the suspension bath 14 and due to the addition of a flocculant.
  • a second suspension is applied uniformly to the surface of the filter cake in the sector 30 by means of the sprinkler system 18.
  • This second suspension forms a second layer on the filter cake with a higher capillary inlet pressure, so that the application of higher pressures of 2 to 3 bar in the subsequent compression zone 32 is possible.
  • the filter cake is pre-compressed so well that when the cake is blown through in the subsequent dehumidification or desaturation zone 34, no drying cracks occur in the filter cake.
  • the full differential pressure of 4 bar is applied to the filter cake. If a vacuum is applied to the inside of the filter medium, the differential pressure can even be increased to 4.8 bar.
  • the suspension for the top layer can preferably be adjusted in its grain or pore size distribution so that it forms a top layer whose capillary inlet pressure lies between the differential pressure for the pre-compression and the differential pressure in the dehumidification zone.
  • the filter cake is aerated in order to reduce mechanical tensions.
  • the filter cake is detached from the outer surface of the filter drum 12 by a scraper or deflector 22.
  • Sector 38 represents a neutral zone with regard to filter cake production.
  • FIG. 2 shows a drum filter 40, in which, in contrast to the drum filter 10 from FIG. 1, two suspension baths 42, 44 connected one behind the other in the direction of rotation A are provided.
  • the application of the cover layer with a finer porosity is accordingly not achieved by spraying or sprinkling as in FIG. 1, but by layering in the suspension bath 44.
  • the suspension baths 42, 44 are not necessarily separated from one another, but preferably by a sealing strip 46, so that the suspensions do not mix, which would greatly reduce the function of the cover layer.
  • a suspension stream 50 is divided into two sub-streams 52, 54.
  • the first partial flow 52 is set via a control valve 56 and serves as a suspension feed 20 for the cover layer to be applied to the filter cake.
  • the second partial stream 54 is fed to a stirred tank 60 and mixed with a flocculant 62.
  • a flocculant 62 By adding the flocculant, a particularly porous filter cake with a greatly increased cake formation rate built up. Such a filter cake has a very low capillary inlet pressure, which is why the filter cake is then covered with a high capillary inlet pressure by the top layer.
  • the mixture of the second partial stream 54 with the flocculant 62 is passed through a control valve 64 and serves as a feed 16 for the suspension bath 14 or 42.
  • a partial flow 68 is branched off from a suspension flow 50 via a pump 66 and is fed to a hydrocyclone 70.
  • the suspension In the hydrocyclone 70, the suspension is separated according to grain size, the coarse fraction being fed to the suspension stream 50 through the underflow 72.
  • the overflow 74 with the fine fraction is fed via a pump 56 to the sprinkler system 18 or the suspension bath 44 to the drum filter 10 or 40.
  • a flocculant 62 is added to the suspension stream 50 in the mixer 60.
  • the mixture of suspension stream 50 and flocculant 62 is in turn fed to the suspension bath 14 or 42.
  • the entire suspension stream 50 is fed to the hydrocyclone 70.
  • the overflow is in turn set by a pump 56 and serves as a feed 20 for the suspension bath 44 or the sprinkler system 18.
  • the underflow 72 is provided with a flocculant 62 and serves as a suspension feed 16 for the filter cake formation.
  • FIG. 6 differs from FIG. 5 in that no flocculant is added to the underflow 72 of the hydrocyclone.
  • the fine fraction of the suspension stream 50 present in the overflow 74 is finely ground in a mill 76 and fed to the sprinkler system 18 or the suspension bath 44 via a control valve 76.
  • the suspension stream 50 is here divided into a first and a second sub-stream 52, 54, the first sub-stream being fed to a mill 76 via a pump 56.
  • the second partial flow 54 serves as a suspension feed 16 for the suspension bath 14 or 42 without further treatment.
  • the sprinkler device 18 from FIG. 1 is preferably covered with a hood so that the suspension for the cover layer does not contaminate the suspension for the filter cake and other devices of the drum filter 10.
  • the method is suitable for both continuous and discontinuous filters, e.g. Pressure filters and candle filters.
  • the top layer process can also be used in centrifuges in which the centrifugal acceleration is superimposed on a gas differential pressure.

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Abstract

The invention proposes a method of producing substantially dry filter cakes. The invention calls for the filter cake to be covered with a surface layer after it has been formed, the surface layer enabling the filter cake to be pre-consolidated by compression at pressures which are higher than the capillary admission pressure of the material in the filter cake.

Description

Verfahren zur Entfeuchtung eines Filter uchens mit DeckschichtProcess for dehumidifying a filter with a top layer
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfeuchtung eines Filterkuchens auf einem Filtermedium, insbesondere im Wege der Preßfiltration, und eine Vorrichtung, die bevorzugt zur Durchführung dieses Verfahrens geeignet ist.The invention relates to a method for dehumidifying a filter cake on a filter medium, in particular by means of press filtration, and a device which is preferably suitable for carrying out this method.
Bei derartigen Verfahren tritt das Problem auf, daß mit feiner werdender Partikelverteilung die Kompressibilität des Filterkuchens ständig zunimmt. Ebenso steigt die An¬ fälligkeit des Filterkuchens gegen Rißbildung beim an¬ schließenden Trockenvorgang im Wege der Vakuum- oder Druck¬ filtration. Dieses Verhalten tritt in besonders hohem Maße dann auf, wenn die zu entfeuchtenden Schlämme oder Suspen¬ sionen geflockt werden und danach ein Filterkuchen erzeugt wird, der anschließend im Wege der Druckfiltration ent¬ feuchtet, also durchgeblasen wird.The problem with such methods is that the compressibility of the filter cake increases continuously as the particle distribution becomes finer. Likewise, the susceptibility of the filter cake to cracking increases during the subsequent drying process by means of vacuum or pressure filtration. This behavior occurs to a particularly high degree when the sludge or suspensions to be dehumidified are flocculated and then a filter cake is produced which is then dehumidified by pressure filtration, that is to say blown through.
Diese Risse im Filterkuchen führen zu Erscheinungen wie Fehlluftsaugen und Waschwasserverlusten, die mit einem höheren Energieaufwand verbunden sind. Um diese Erscheinun¬ gen zu vermeiden, werden in bekannter Weise zwei Wege be- schritten:These cracks in the filter cake lead to phenomena such as incorrect air suction and washing water losses, which are associated with a higher expenditure of energy. In order to avoid these phenomena, two ways are followed in a known manner:
(a) Die kuchenbildende Filtration wird nicht mehr offen durchgeführt. Dies bedeutet, daß der Filterkuchen nicht direkt mit einem Gas zur Entfeuchtung beauf¬ schlagt wird, sondern daß der Filterkuchen in einem geschlossenen Raum entfeuchtet wird. Diese Verfah¬ ren werden in Filterpressen und Filterpressen mit Membranen angewandt. Mit hohem Pumpendruck wird der Schlamm oder die Suspension schon bei der Kuchen¬ bildung so komprimiert, daß die Feststoffpartikel so fest aufeinander gepreßt werden, daß sie sich berühren. Ein späteres Schrumpfen des Filterkuchens tritt daher beim Entfeuchten nicht auf.(a) The cake-forming filtration is no longer carried out openly. This means that a gas for dehumidification is not directly applied to the filter cake, but that the filter cake is dehumidified in a closed room. These processes are used in filter presses and filter presses with membranes. With high pump pressure the Sludge or the suspension is already compressed during cake formation so that the solid particles are pressed together so tightly that they touch. A later shrinking of the filter cake therefore does not occur when dehumidifying.
(b) Durch die Verwendung eines Preßbandes beim Trommel- filter wird der Filterkuchen in seiner Dicke kom¬ primiert und der kapillare Eintrittsdruck aufgrund der verringerten Porosität erhöht. Diese Verfahren werden in der Vakuumfiltration angewandt und sind z.B. in der DE 38 29 936 AI beschrieben. Dort wird ein Gummiband auf den Filterkuchen aufgepreßt, wo¬ bei nach Ablaufen des Gummibandes Luft durch den verdichteten Filterkuchen gesaugt werden kann, ohne daß eine Rißbildung auftritt, da durch die Vorver¬ dichtung die Partikel des Filterkuchens schon sehr stark aufeinandergedrückt worden sind.(b) The use of a press belt in the drum filter compresses the thickness of the filter cake and increases the capillary inlet pressure due to the reduced porosity. These methods are used in vacuum filtration and are e.g. described in DE 38 29 936 AI. There a rubber band is pressed onto the filter cake, air being able to be sucked through the compressed filter cake after the rubber band has run out, without cracking occurring, since the particles of the filter cake have already been pressed very strongly together by the pre-compression.
Wenn man dieses Verfahren der Vorverdichtung des Filterkuchens mit einem Preßband von der Vakuum¬ auf die Druckfiltration übertragen will, so ist zu berücksichtigen, daß der Effekt des Gasdifferenz¬ druckes auf das Gummiband stark zunimmt. Die Pres¬ sung des Filterkuchens durch die Führungswalzen des Gummibandes wird hierbei sekundär, denn der Flä¬ chendruck des Gummibandes auf den Filterkuchen auf¬ grund des Differenzdruckes beim Druckpressen wirkt über eine relativ lange Zeit im Gegensatz zur An- pressung der Walzen. Bei Verwendung eines Preßban¬ des in der Druckfiltration würde sich daher der ap¬ parative Aufwand verringern, da die Führungswalzen für das Preßband nicht mehr für eine Druckbeauf¬ schlagung auf den Filterkuchen ausgebildet sein müßten. Trotzdem ist die Verwendung des Preßbandes, insbesondere Gummibandes, mit Nachteilen verbunden. Ein Preßband ist auch bei Verwendung von Führungswalzen, die selbst keinen Anpreßdruck auf den Filterkuchen ausüben, mit einem höheren apparativen Aufwand verbunden, der insbesondere die Seiten¬ führung des Bandes betrifft.If one wants to transfer this process of pre-compressing the filter cake with a press belt from vacuum to pressure filtration, it must be taken into account that the effect of the gas differential pressure on the rubber band increases significantly. The pressing of the filter cake by the guide rollers of the rubber band becomes secondary here, because the surface pressure of the rubber band on the filter cake due to the differential pressure during pressure pressing acts in a relatively long time in contrast to the pressing of the rollers. If a press belt were used in pressure filtration, the expenditure on equipment would therefore be reduced since the guide rollers for the press belt would no longer have to be designed to apply pressure to the filter cake. Nevertheless, the use of the press belt, in particular rubber band, is associated with disadvantages. A press belt, even when using guide rollers that do not exert any contact pressure on the filter cake, is associated with a higher outlay in terms of apparatus, which relates in particular to the lateral guidance of the belt.
In wirtschaftlich sinnvoller Weise lassen sich Preßbänder nur für Trommel- oder Bandfilter verwenden, da das Band auf dem Filtertuch in eine Richtung abrollen muß. Die Verwen¬ dung z.B. auf Scheibenfiltern ist somit nicht möglich.In an economically viable way, press belts can only be used for drum or belt filters, since the belt has to roll in one direction on the filter cloth. The use e.g. on disc filters is therefore not possible.
Problematisch wird die Verwendung von Preßbändern weiter¬ hin, wenn die Filterkuchendicke nicht einheitlich ist, oder wenn ein Matrix-Filtertuch verwendet wird, um einen in meh¬ rere "Plätzchen" unterteilten Filterkuchen zu erhalten. Ge¬ rade bei diesem stark kompressiblen und somit zur Rißbild¬ ung neigenden Filterkuchen ist eine Vorverdichtung notwen¬ dig.The use of press belts becomes problematic if the filter cake thickness is not uniform, or if a matrix filter cloth is used to obtain a filter cake divided into several "cookies". Especially with this highly compressible filter cake, which therefore tends to crack, pre-compression is necessary.
Diese ist aber aus oben genannten Gründen weder mit dem Preßband noch im offenen Verfahren möglich, da der kapilla¬ re Eintrittsdruck aufgrund des geflockten Materials stark abgesenkt ist.However, for the reasons mentioned above, this is not possible either with the press belt or in the open process, since the capillary inlet pressure is greatly reduced due to the flocked material.
Es ist daher A u f g a b e der Erfindung, ein Verfahren der oben genannten Art und eine Vorrichtung zur Durchfüh¬ rung des Verfahrens zu schaffen, die eine effiziente Ent¬ feuchtung von Filterkuchen mit geringem kapillaren Ein¬ trittsdruck unter geringem apparativen Aufwand ermöglichen.It is therefore an object of the invention to provide a method of the type mentioned above and an apparatus for carrying out the method, which enable efficient dehumidification of filter cakes with a low capillary inlet pressure and with little outlay on equipment.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren nach Anspruch 1 und die Vorrichtung gemäß Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der entspre¬ chenden Unteransprüche. Die Idee der Erfindung besteht darin, auf dem Filterkuchen eine Schicht aufzubringen, deren kapillarer Eintrittsdruck höher als der des Filterkuchens liegt. Hierdurch ist eine Druckbeaufschlagung des Filterkuchens mit einem Entfeuch¬ tungsdruck möglich, der weit über dem kapillaren Eintritts¬ druck des Filterkuchens liegt. Durch den höheren Entfeuch¬ tungsdruck wird der Filterkuchen besser verdichtet und eine Rißbildung beim nachfolgenden Durchblasen des Filterkuchens wird vermieden.This object is achieved according to the invention by the method according to claim 1 and the device according to claim 12. Advantageous further developments are the subject of the corresponding subclaims. The idea of the invention is to apply a layer on the filter cake, the capillary inlet pressure of which is higher than that of the filter cake. This allows the filter cake to be pressurized with a dehumidification pressure which is far above the capillary inlet pressure of the filter cake. Due to the higher dehumidification pressure, the filter cake is better compacted and cracking during the subsequent blowing through of the filter cake is avoided.
Die Erfindung läßt sich auf verschiedene Arten realisieren. So kann z.B. eine Folie, beispielsweise eine Kunststoff- oder Alufolie auf den Filterkuchen aufgelegt werden. Der Filterkuchen kann dann mit der Folie von dem Filtermedium abgenommen werden.The invention can be implemented in various ways. For example, a foil, for example a plastic or aluminum foil, is placed on the filter cake. The filter cake can then be removed from the filter medium with the film.
Die Verwendung der Folie bietet sich für kontinuierliche als auch diskontinuierliche Filterverfahren an. Besonders vorteilhaft erscheint die Verwendung einer Folie in einem kontinuierlichen Verfahren auf einem Trommel- oder Bandfil¬ ter. Die Verwendung von Folien erscheint nicht nur für Va¬ kuumfilter, sondern auch für Druckfilter sinnvoll.The film can be used for both continuous and discontinuous filter processes. The use of a film in a continuous process on a drum or belt filter appears to be particularly advantageous. The use of foils does not only make sense for vacuum filters, but also for pressure filters.
Eine andere Möglichkeit des Aufbringens einer Schicht mit einer geringeren Porengröße, die mit einem entsprechenden höheren kapillaren Eintrittsdruck einhergeht, ist das Auf¬ bringen einer weiteren Suspensionsschicht als Deckschicht auf den Filterkuchen.Another possibility of applying a layer with a smaller pore size, which is associated with a correspondingly higher capillary inlet pressure, is to apply a further suspension layer as a top layer to the filter cake.
Hier bietet sich das Aufbringen einer Suspension aus einem feinen Tonmineral, z.B. Kaolin oder Bentonit, an. Die Deck¬ schicht muß jedoch nicht unbedingt aus einer weiteren Sus¬ pension bestehen. Auch das Aufbringen einer höher viskosen Flüssigkeit auf den Filterkuchen würde zu einer Erhöhung des Preß- bzw. Entfeuchtungsdruckes führen. Die zusätzliche Schicht kann z.B. in einem Sprühnebel aufgesprüht oder in einem weiteren Tauchbad aufgeschichtet werden. Die Deck¬ schicht mit der feinen Porosität ließe sich auch durch Aufschäumen der Suspension auf den Filterkuchen anlagern. Der Nachteil bei diesen Suspensionsschichten besteht darin, daß ein Fremdstoff auf den Filterkuchen aufgebracht wird, der entweder im Filterkuσhen belassen oder durch eine Wei¬ terbehandlung, z.B. eine thermische Behandlung, wieder ent¬ fernt werden muß.Here, the application of a suspension of a fine clay mineral, such as kaolin or bentonite, is advisable. However, the cover layer does not necessarily have to consist of a further suspension. Applying a more viscous liquid to the filter cake would also lead to an increase in the pressing or dehumidifying pressure. The additional Layer can, for example, be sprayed on in a spray mist or layered in another immersion bath. The cover layer with the fine porosity could also be attached to the filter cake by foaming the suspension. The disadvantage of these suspension layers is that a foreign substance is applied to the filter cake, which either has to be left in the filter cow or has to be removed again by further treatment, for example a thermal treatment.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besteht die Deckschicht mit geringem kapillarem Eintrittsdruck aus dem gleichen Material wie der Filterkuchen. Dies wird auf folgende Weise realisiert:In an advantageous development of the invention, the cover layer with a low capillary inlet pressure consists of the same material as the filter cake. This is done in the following way:
Der Suspensionsstrom wird z.B. in einem Trenn- oder Klas¬ siergerät geteilt. Dies kann beispielsweise dadurch gesche¬ hen, daß der Suspensionsstrom einem Trenn- oder Klassier¬ gerät zugeführt wird, dessen Überlauf für die Deckschicht und dessen Unterlauf für den Filterkuchen verwendet wird. Zur Steigerung der Kuchenbildungsrate kann z.B. dem Teil¬ strom im Unterlauf ein Flockungsmittel beigesetzt werden, während dem Teilstrom im Überlauf ein Eindickungsmittel zu¬ gesetzt wird, das die Viskosität erhöht und verhindert, daß die aufgebrachte Suspension vor einer Schichtbildung von dem Filterkuchen herunterläuft.The suspension stream is e.g. divided in a separating or classifying device. This can be done, for example, by feeding the suspension stream to a separating or classifying device, the overflow of which is used for the top layer and the underflow of which is used for the filter cake. To increase the cake formation rate, e.g. a flocculant is added to the partial flow in the underflow, while a thickening agent is added to the partial flow in the overflow, which increases the viscosity and prevents the applied suspension from running off the filter cake before a layer is formed.
Das Zusetzen eines Flockungsmittels und/oder die Klassie¬ rung der Suspension bewirken, daß der Teilstrom im Unter¬ lauf nach der Kuchenbildung relativ grobporig ist und damit einen niedrigen kapillaren Eintrittsdruck, jedoch eine hohe Kuchenbildungsrate aufweist. Demgegenüber ist der Teilstrom im Überlauf sehr feinkörnig und bildet auf dem Filterkuchen eine Schicht, deren Porengrössenverteilung zu niedrigeren Porenradien hin verschoben ist. Diese Schicht hat demnach einen sehr viel größeren kapillaren Eintrittsdruck als der Filterkuchen selbst.The addition of a flocculant and / or the classification of the suspension have the effect that the partial flow in the underflow after the cake formation is relatively large-pored and thus has a low capillary inlet pressure but a high cake formation rate. In contrast, the partial flow in the overflow is very fine-grained and forms a layer on the filter cake, the pore size distribution of which is shifted towards lower pore radii. This layer therefore has a much larger capillary inlet pressure than the filter cake itself.
Daher kann auf den Filterkuchen ein sehr viel größerer Preß- oder Entfeuchtungsdruck aufgebracht werden, als es der kapillare Eintrittsdruck des Filterkuchens zulassen würde. Durch den höheren Preßdruck wird der Filterkuchen besser vorverdichtet und kann daher ohne Rißbildung bis zu einer geringeren Res feuchte entfeuchtet werden.Therefore, a much higher pressing or dehumidifying pressure can be applied to the filter cake than the capillary inlet pressure of the filter cake would allow. Due to the higher pressure, the filter cake is pre-compressed better and can therefore be dehumidified to a lower res moisture without cracking.
Dieses Verfahren läßt sich auch bei der Herstellung von un¬ terteilten Filterkuchen mittels Matrix-Filtertüchern ver¬ wenden. Bei diesen Matrix-Filtertüchern ist das Filtermedi¬ um von undurchlässigen Stegen unterteilt. Der Filterkuchen ist im Bereich dieser Stege in seiner Dicke stark redu¬ ziert, wenn nicht sogar unterbrochen. Während eine Ent¬ feuchtung dieser Filterkuchen mit Preßband annähernd un¬ möglich war, können derartige dickenvariable Filterkuchen nun auch mit höherem Druck entfeuchtet werden.This method can also be used in the production of divided filter cakes using matrix filter cloths. In these matrix filter cloths, the filter medium is divided by impermeable webs. The thickness of the filter cake is greatly reduced, if not interrupted, in the area of these webs. While dehumidification of these filter cakes with a press belt was almost impossible, such variable-thickness filter cakes can now also be dehumidified with higher pressure.
Für die Deckschicht wird eine geringe Menge von weniger als etwa 5% der Suspension benötigt. Dieser Teil wird vor der Flockung aus der Zulaufleitung abgezweigt und an der Stelle des aus der Suspension auftauchenden Filterkuchens auf des¬ sen Oberfläche gleichmäßig aufgegeben. Die Suspension für die Deckschicht kann hierbei zersprüht, zerstäubt, getropft oder aufgeregnet werden. Die Suspension wird auf der Ober¬ fläche des Filterkuchens angesaugt und bildet eine dünne Feststoffschicht auf dem eigentlichen Filterkuchen. Da die¬ ses Material sehr fein und nicht geflockt ist, ist es sehr viel dichter als der Filterkuchen selbst und hat damit ei¬ nen sehr viel höheren kapillaren Eintrittsdruck. Diese Schicht bleibt aufgrund ihres ständigen Feuchtigkeitsgehal¬ tes plastisch und kann wegen der immer aufrechterhaltenen Sättigung der Verformung des darunter liegenden Kuchens folgen.A small amount of less than about 5% of the suspension is required for the top layer. This part is branched off from the feed line before flocculation and is evenly applied to the surface of the filter cake emerging from the suspension on its surface. The suspension for the top layer can be sprayed, atomized, dripped or agitated. The suspension is sucked in on the surface of the filter cake and forms a thin solid layer on the actual filter cake. Since this material is very fine and not flocked, it is much denser than the filter cake itself and thus has a much higher capillary inlet pressure. Because of its constant moisture content, this layer remains plastic and, because of the constant saturation of the deformation of the cake underneath, it can consequences.
Es gibt eine Zahl möglicher Varianten, wie die zu zersprü¬ hende Suspension besser aufbereitet werden könnte, um eine weitgehend luftundurchlässige Beschichtung oder "Lackie¬ rung" des Filterkuchens zu erreichen. Eine zu dünnflüssige Suspension müßte in diesem Sinne eingedickt werden. Dies könnte z.B. durch Aufkonzentrierung der entsprechenden Sus¬ pension realisiert werden.There are a number of possible variants of how the suspension to be sprayed could be better processed in order to achieve a largely air-impermeable coating or "varnishing" of the filter cake. Too thin a suspension would have to be thickened in this sense. This could e.g. can be realized by concentrating the corresponding suspension.
Viele Filterkuchen sind selbst nach der Komprimierung bzw. EntSättigung durch Luftdurchblasen noch thixotrop. Durch kräftiges Scheren lassen sich solche Filterkuchen wieder zu einer Paste verflüssigen. Diese könnte mit oder ohne Ver¬ dünnung mit der Suspension für die Deckschicht zersprüht werden. Bei Verwendung eines Trenn- oder Klassiergeräts verwendet man den Feinanteil des Feststoffes entsprechend der Kornverteilung, um die Deckschicht zu erzeugen. Wenn man den Preß- oder Entfeuchtungsdruck noch weiter steigern möchte, um den Auspreßeffekt zu verbessern, kann es sein, daß die feinere Kornverteilung der Deckschicht nicht zur gewünschten Erhöhung des kapillaren Eintrittdrucks aus¬ reicht. In diesem Fall müßte der vorklassierte Teilstrom nochmal in einer Feinstmühle weiter zerkleinert werden, was eine entsprechende Verringerung der Porengröße und demzu¬ folge eine Erhöhung des kapillaren Eintrittsdrucks mit sich bringen würde. Weiterhin lassen sich der Suspension Zusatz¬ stoffe beigeben, die einem Newton'sehen Fließverhalten ent¬ gegenwirken (so z.B. Bentonit oder Faserstoffe).Many filter cakes are still thixotropic even after they have been compressed or desaturated by air blowing. Such filter cakes can be liquefied again into a paste by vigorous shearing. This could be sprayed with or without thinning with the suspension for the top layer. When using a separating or classifying device, the fine fraction of the solid is used in accordance with the particle size distribution in order to produce the top layer. If you want to increase the pressing or dehumidifying pressure even further to improve the squeezing effect, it may be that the finer grain distribution of the cover layer is not sufficient to increase the capillary inlet pressure. In this case, the pre-classified partial flow would have to be further reduced in a fine mill, which would result in a corresponding reduction in the pore size and consequently an increase in the capillary inlet pressure. Additives that counteract Newtonian flow behavior (such as bentonite or fiber materials) can also be added to the suspension.
Um eine gute Vorverdichtung des Filterkuchens zu erhalten, wird de;,. Kompressionsdruck für die Vorverdichtung des Ku¬ chens höher als .der kapillare Eintrittsdruck des Filterku¬ chens, aber niedriger als der kapillare Eintrittsdruck der Deckschicht eingestellt. Nach erfolgter Vorverdichtung wird der Filterkuchen durch eine Gasbeaufschlagung mit ei¬ nem Druck entfeuchtet, der über dem kapillaren Eintritts- druck der Deckschicht liegt. Der vorverdichtete Filterku¬ chen wird dann von dem Gas durch- und damit trockengebla¬ sen. Technisch wird dies bei einem Trommeldruckfilter in der Weise realisiert, daß man in verschiedenen Winkelberei¬ chen des Filters unterschiedliche Druckdifferenzen an den Filterkuchen anlegt.To get a good pre-compression of the filter cake, de;,. Compression pressure for the pre-compression of the cake higher than . the capillary inlet pressure of the filter cake, but set lower than the capillary inlet pressure of the cover layer. After pre-compression the filter cake is dehumidified by applying a gas which is above the capillary inlet pressure of the cover layer. The precompressed filter kitchen is then blown through by the gas and thus blown dry. Technically, this is realized with a drum pressure filter in such a way that different pressure differences are applied to the filter cake in different angular ranges of the filter.
Da der Gasdruck im Kessel für alle Bereiche der Kuchenbil- ung, d.h. der Kompressionsphase und Entfeuchtungsphase der¬ selbe ist, kann die Abstufung dadurch geschehen, daß ein Gegendruck in den verschiedenen, den einzelnen Phasen zu¬ geordneten"Abscheidern getrennt aufgebaut wird. Die Druck¬ regulierung kann hierbei über Regelventile erfolgen.Since the gas pressure in the boiler for all areas of Kuchenbil- ung, the compression phase and dehumidification ie der¬ same, the gradation can be done by a back pressure in the various individual phases zu¬ parent "separators is constructed separately. Pressure ¬ Regulation can take place via control valves.
Es ist auf diese Weise auch möglich, innerhalb der Kuchen¬ bildungsphase unterschiedliche Druckdifferenzen zwischen Suspensionsraum und Filtratraum einzustellen. Vorzugsweise wird man bei Beginn der Kuchenbildung eine geringere Druck¬ differenz anlegen, um ein Blockieren des Filtertuchs bzw. einem Kollabieren der ersten Kuchenschicht entgegenzuwir¬ ken. Später können die darauf filtrierten Schichten mit höheren Druckdifferenzen gebildet werden.In this way it is also possible to set different pressure differences between the suspension space and the filtrate space during the cake formation phase. A lower pressure difference is preferably applied at the beginning of the cake formation in order to counteract blocking of the filter cloth or collapse of the first cake layer. Later the layers filtered on it can be formed with higher pressure differences.
In diesem Sinne ist es also vorteilhaft, jede Zone für die Kuchenbildung, die Deckschichtaufbringung, die Kompression und die Entfeuchtung mit mindestens einem, vorzugsweise mehreren eigenen Abscheidern zu versehen.In this sense, it is therefore advantageous to provide each zone for the cake formation, the top layer application, the compression and the dehumidification with at least one, preferably several separate separators.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise in der sche¬ matischen Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht auf einen Trommelfilter zur Her¬ stellung eines Filterkuchens mit einer Deckschicht;The invention is described below, for example, in the schematic drawing. In this show: 1 shows a side view of a drum filter for producing a filter cake with a cover layer;
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform des Trommelfilters aus Fig. 1;FIG. 2 shows a further embodiment of the drum filter from FIG. 1;
Fig. 3 eine Anordnung für die Suspensionszuführung zu den Trommelfiltern nach den Fig. 1 und 2 undFig. 3 shows an arrangement for the suspension supply to the drum filter according to FIGS. 1 and 2 and
Fig. 4 weitere Ausführungsformen von Suspensionszuführun- bis 7 gen gemäß Fig. 3.4 shows further embodiments of suspension feeds to 7 gene according to FIG. 3rd
Fig. 1 zeigt einen Trommelfilter 10 mit einer zylindrischen Filtertrommel 12, die teilweise in ein Suspensionsbad 14 eingetaucht ist. Das Suspensionsbad 14 ist an eine Supen- sionsZuführung 16 angeschlossen. In Drehrichtung A der Fil¬ tertrommel 12 ist dem Suspensionsbad 14 eine Berieselungs¬ anlage 18 nachgeordnet, die an eine zweite Suspensionszu¬ führung 20 angeschlossen ist. Der weitgehend entfeuchtete Filterkuchen wird mittels eines Schabers oder Deflektors 22 von der Filtertrommel 12 entnommen.1 shows a drum filter 10 with a cylindrical filter drum 12 which is partially immersed in a suspension bath 14. The suspension bath 14 is connected to a suspension feed 16. In the direction of rotation A of the filter drum 12, the suspension bath 14 is followed by a sprinkler system 18 which is connected to a second suspension feed 20. The largely dehumidified filter cake is removed from the filter drum 12 by means of a scraper or deflector 22.
Der Trommelfilter 10 arbeitet kontinuierlich, wobei in be¬ stimmten Sektoren 24 bis 38 der Filtertrommel 12 bestimmte Verfahrensschritte durchgeführt werden.The drum filter 10 operates continuously, certain process steps being carried out in certain sectors 24 to 38 of the filter drum 12.
In den Sektoren 24 bis 28 wird ein Filterkuchen auf dem die Mantelfläche überspannenden Filtermedium der Filtertrommel 12 gebildet. Diese Kuchenbildungsphase wird in drei Ab¬ schnitte 24 bis 28 unterteilt, in denen eine Kuchenbildung mit unterschiedlichem Differenzdruck erfolgt. Die Mantel¬ fläche der Filtertrommel 12 ist durch ein Filtermedium ge¬ bildet. An der Außenfläche dieses Filtermediums liegt ein konstanter Druck von 4 bar an. Auf der Innenseite des Fil- termediums herrscht im Sektor 24 ein Druck von 3,5 bar, im Sektor 26 ein Druck von 3,0 bar und im Sektor 28 ein Druck von 2,0 bar. Hierdurch erfolgt eine Kuchenbildung an dem Filtermedium mit einem steigenden Differenzdruck von 0,5 bis 2 bar. Auf diese Weise hat sich in Drehrichtung A der Filtertrommel 12 am Ende des Sektors 28 ein Filterkuchen gebildet, dessen kapillarer Eintrittsdruck aufgrund der Korngrößenverteilung der Suspension im Suspensionsbad 14 und aufgrund der Zusetzung eines Flockungsmittels relativ gering ist.In sectors 24 to 28, a filter cake is formed on the filter medium of the filter drum 12 spanning the lateral surface. This cake formation phase is divided into three sections 24 to 28, in which cake formation takes place with different differential pressures. The outer surface of the filter drum 12 is formed by a filter medium. On the outer surface of this filter medium is a constant pressure of 4 bar. On the inside of the filter medium there is a pressure of 3.5 bar in sector 24, a pressure of 3.0 bar in sector 26 and a pressure of 2.0 bar in sector 28. This results in cake formation on the filter medium with an increasing differential pressure of 0.5 to 2 bar. In this way, a filter cake has formed in the direction of rotation A of the filter drum 12 at the end of the sector 28, the capillary inlet pressure of which is relatively low due to the particle size distribution of the suspension in the suspension bath 14 and due to the addition of a flocculant.
Um in den nachfolgenden Verdichtungs- und Entfeuchtungs- zyklen mit höheren Drücken arbeiten zu können, wird in dem Sektor 30 eine zweite Suspension mittels der Berieselungs¬ anlage 18 gleichmäßig auf die Oberfläche des Filterkuchens aufgetragen. Diese zweite Suspension bildet auf dem Filter¬ kuchen eine zweite Schicht mit einem höheren kapillaren Eintrittsdruck, so daß die Aufbringung höherer Drücke von 2 bis 3 bar in der nachfolgenden Kompressionszone 32 möglich ist. Am Ende der Kompressionszone 32 ist der Filterkuchen so gut vorverdichtet, daß beim Durchblasen des Kuchens in der nachfolgenden Entfeuchtungs- oder Entsättigungszone 34 keine Trocknungsrisse im Filterkuchen auftreten. In der Entfeuchtungs- bzw. Entsättigungszone 34 liegt der volle Differenzdruck von 4 bar an dem Filterkuchen an. Wenn auf der Innenseite des Filtermediums ein Vakuum angelegt wird, läßt sich der Differenzdruck sogar auf 4,8 bar erhöhen.In order to be able to work with higher pressures in the subsequent compression and dehumidification cycles, a second suspension is applied uniformly to the surface of the filter cake in the sector 30 by means of the sprinkler system 18. This second suspension forms a second layer on the filter cake with a higher capillary inlet pressure, so that the application of higher pressures of 2 to 3 bar in the subsequent compression zone 32 is possible. At the end of the compression zone 32, the filter cake is pre-compressed so well that when the cake is blown through in the subsequent dehumidification or desaturation zone 34, no drying cracks occur in the filter cake. In the dehumidification or desaturation zone 34, the full differential pressure of 4 bar is applied to the filter cake. If a vacuum is applied to the inside of the filter medium, the differential pressure can even be increased to 4.8 bar.
Die Suspension für die Deckschicht kann vorzugsweise in ih¬ rer Korn- bzw. Porengrößenverteilung so eingestellt werden, daß sie eine Deckschicht bildet, deren kapillarer Ein¬ trittsdruck zwischen dem Differenzdruck für die Vorverdich¬ tung und dem Differenzdruck in der Entfeuchtungszone liegt. Im letzten Sektor 36 wird der Filterkuchen belüftet, um me¬ chanische Spannungen abzubauen. Am Ende des Sektors 36 wird der Filterkuchen von einem Schaber oder Deflektor 22 von der Mantelfläche der Filtertrommel 12 abgelöst.The suspension for the top layer can preferably be adjusted in its grain or pore size distribution so that it forms a top layer whose capillary inlet pressure lies between the differential pressure for the pre-compression and the differential pressure in the dehumidification zone. In the last sector 36, the filter cake is aerated in order to reduce mechanical tensions. At the end of the sector 36, the filter cake is detached from the outer surface of the filter drum 12 by a scraper or deflector 22.
Der Sektor 38 stellt hinsichtlich der Filterkuchenherstel¬ lung eine neutrale Zone dar.Sector 38 represents a neutral zone with regard to filter cake production.
Fig. 2 zeigt einen Trommelfilter 40, bei dem im Gegensatz zum Trommelfilter 10 aus Fig. 1 zwei in Drehrichtung A hin¬ tereinander geschaltete Suspensionsbäder 42,44 vorgesehen sind.FIG. 2 shows a drum filter 40, in which, in contrast to the drum filter 10 from FIG. 1, two suspension baths 42, 44 connected one behind the other in the direction of rotation A are provided.
Die Aufbringung der Deckschicht mit einer feineren Porosi¬ tät wird demnach nicht durch eine Besprühung oder Beriese¬ lung wie in Fig. 1, sondern durch eine Aufschichtung im Suspensionsbad 44 erzielt. Die Suspensionsbäder 42,44 sind nicht notwendigerweise, aber vorzugsweise durch eine Ab¬ dichtleiste 46 voneinander getrennt, damit sich die Sus¬ pensionen nicht vermischen, was die Funktion der Deck¬ schicht stark vermindern würde.The application of the cover layer with a finer porosity is accordingly not achieved by spraying or sprinkling as in FIG. 1, but by layering in the suspension bath 44. The suspension baths 42, 44 are not necessarily separated from one another, but preferably by a sealing strip 46, so that the suspensions do not mix, which would greatly reduce the function of the cover layer.
In den Fig. 3 bis 7 ist dargestellt, wie die Suspensionszu¬ führung für den Filterkuchen 16 und die Deckschicht 20 aus¬ gebildet sein kann.3 to 7 show how the suspension feed for the filter cake 16 and the cover layer 20 can be formed.
In Fig. 3 wird ein Suspensionsstrom 50 in zwei Teilströme 52,54 unterteilt. Der erste Teilstrom 52 wird über ein Re¬ gelventil 56 eingestellt und dient als Suspensionszufüh¬ rung 20 für die auf den Filterkuchen aufzubringende Deck¬ schicht. Der zweite Teilstrom 54 wird einem Rührbehälter 60 zugeführt und mit einem Flockungsmittel 62 versetzt. Durch die Zugabe des Flockungsmittels wird ein besonders poröser Filterkuchen mit einer stark erhöhten Kuchenbildungsrate aufgebaut. Ein derartiger Filterkuchen hat einen sehr nied¬ rigen kapillaren Eintrittsdruck, weshalb der Filterkuchen dann auch von der Deckschicht mit einem hohen kapillaren Eintrittsdruck überschichtet wird. Die Mischung von zweitem Teilstrom 54 mit dem Flockungsmittel 62 wird über ein Re¬ gelventil 64 geführt und dient als Zuführung 16 für das Suspensionsbad 14 oder 42.3, a suspension stream 50 is divided into two sub-streams 52, 54. The first partial flow 52 is set via a control valve 56 and serves as a suspension feed 20 for the cover layer to be applied to the filter cake. The second partial stream 54 is fed to a stirred tank 60 and mixed with a flocculant 62. By adding the flocculant, a particularly porous filter cake with a greatly increased cake formation rate built up. Such a filter cake has a very low capillary inlet pressure, which is why the filter cake is then covered with a high capillary inlet pressure by the top layer. The mixture of the second partial stream 54 with the flocculant 62 is passed through a control valve 64 and serves as a feed 16 for the suspension bath 14 or 42.
Bei dieser in Fig. 3 dargestellten Suspensionszuführung und auch bei den nachfolgend dargestellten Suspensionszuführun¬ gen liegt ein großer Vorteil darin, daß die Deckschicht aus dem gleichen Material wie der Filterkuchen selbst besteht, also keine Fremdstoffe in den Filterkuchen eingeführt wer¬ den. In allen Fällen wird ein Suspensionsstrom unterteilt, wobei die beiden Teilströme durch eine unterschiedliche Be¬ handlung so verändert werden, daß sie Schichten mit unter¬ schiedlicher Porosität bilden.In this suspension feed shown in FIG. 3 and also in the suspension feeds shown below, there is a great advantage in that the cover layer consists of the same material as the filter cake itself, ie no foreign substances are introduced into the filter cake. In all cases, a suspension flow is divided, the two partial flows being changed by a different treatment in such a way that they form layers with different porosity.
Zu Fig. 3 identische Teile werden mit identischen Bezugs¬ zeichen versehen.Parts identical to FIG. 3 are provided with identical reference symbols.
In Fig. 4 wird von einem Suspensionsstrom 50 über eine Pum¬ pe 66 ein Teilstrom 68 abgezweigt, der einem Hydrozyklon 70 zugeführt wird. In dem Hydrozyklon 70 erfolgt eine Trennung der Suspension nach Korngröße, wobei der Grobanteil durch den Unterlauf 72 dem Suspensionsstrom 50 zugeführt wird. Der Überlauf 74 mit dem Feinanteil wird über eine Pumpe 56 der Berieselungsanlage 18 oder dem Suspensionsbad 44 der Trommelfilter 10 bzw. 40 zugeleitet. Dem Suspensionsstrom 50 wird in dem Mischer 60 ein Flockungsmittel 62 zugesetzt. Das Gemisch von Suspensionsstrom 50 und Flockungsmittel 62 wird wiederum dem Suspensionsbad 14 oder 42 zugeführt. Durch das Zusetzen des Flockungsmittels und durch die Zu- mischung des Unterlaufs 72 des Hydrozyklons wird ein grob¬ poriger Filterkuchen erzeugt, der einer Verstopfung des Filtermediums entgegenwirkt und eine hohe Kuchenbildungsra¬ te aufweist.In FIG. 4, a partial flow 68 is branched off from a suspension flow 50 via a pump 66 and is fed to a hydrocyclone 70. In the hydrocyclone 70, the suspension is separated according to grain size, the coarse fraction being fed to the suspension stream 50 through the underflow 72. The overflow 74 with the fine fraction is fed via a pump 56 to the sprinkler system 18 or the suspension bath 44 to the drum filter 10 or 40. A flocculant 62 is added to the suspension stream 50 in the mixer 60. The mixture of suspension stream 50 and flocculant 62 is in turn fed to the suspension bath 14 or 42. By adding the flocculant and by adding Mixing the underflow 72 of the hydrocyclone produces a coarse-pored filter cake which counteracts blockage of the filter medium and has a high cake formation rate.
In Fig. 5 wird der gesamte Suspensionsstrom 50 dem Hydrozy¬ klon 70 zugeführt. Der Überlauf wird wiederum über eine Pumpe 56 eingestellt und dient als Zuführung 20 für das Suspensionsbad 44 oder die Berieselungsanlage 18.5, the entire suspension stream 50 is fed to the hydrocyclone 70. The overflow is in turn set by a pump 56 and serves as a feed 20 for the suspension bath 44 or the sprinkler system 18.
Der Unterlauf 72 wird mit einem Flockungsmittel 62 ver¬ sehen und dient als Suspensionszuführung 16 für die Filter¬ kuchenbildung.The underflow 72 is provided with a flocculant 62 and serves as a suspension feed 16 for the filter cake formation.
Fig. 6 unterscheidet sich von Fig. 5 darin, daß dem Unter¬ lauf 72 des Hydrozyklons kein Flockungsmittel beigemengt wird. Der im Überlauf 74 vorhandene Feinanteil- des Sus¬ pensionsstroms 50 wird in einer Mühle 76 feingemahlen und über ein Regelventil 76 der Berieselungsanlage 18 oder dem Suspensionsbad 44 zugeführt.FIG. 6 differs from FIG. 5 in that no flocculant is added to the underflow 72 of the hydrocyclone. The fine fraction of the suspension stream 50 present in the overflow 74 is finely ground in a mill 76 and fed to the sprinkler system 18 or the suspension bath 44 via a control valve 76.
Fig. 7 zeigt eine technisch sehr einfach zu realisierende Möglichkeit zur Gewinnung von Suspensionen, die zu unter¬ schiedlich porösen Schichten führen. Der Suspensionsstrom 50 wird hier in einen ersten und zweiten Teilstrom 52,54 aufgeteilt, wobei der erste Teilstrom über eine Pumpe 56 einer Mühle 76 zugeführt wird. Dort wird die Porengröße der Feststoffe in der Suspension verringert, was schließlich bei der Filterkuchenherstellung zu einer Schicht mit einer feineren Porosität, also mit einem höheren kapillaren Ein¬ trittsdruck, führt. Der zweite Teilstrom 54 dient ohne Wei¬ terbehandlung als Suspensionszuführung 16 für das Suspen¬ sionsbad 14 bzw. 42. Die Berieselungseinrichtung 18 aus Fig. 1 ist vorzugsweise mit einer Haube überdeckt, damit die Suspension für die Deckschicht nicht die Suspension für den Filterkuchen und anderer Einrichtungen des Trommelfilters 10 verschmutzt.7 shows a technically very simple way of obtaining suspensions which lead to differently porous layers. The suspension stream 50 is here divided into a first and a second sub-stream 52, 54, the first sub-stream being fed to a mill 76 via a pump 56. There the pore size of the solids in the suspension is reduced, which ultimately leads to a layer with a finer porosity, that is to say with a higher capillary inlet pressure, during filter cake production. The second partial flow 54 serves as a suspension feed 16 for the suspension bath 14 or 42 without further treatment. The sprinkler device 18 from FIG. 1 is preferably covered with a hood so that the suspension for the cover layer does not contaminate the suspension for the filter cake and other devices of the drum filter 10.
Das Verfahren eignet sich sowohl für kontinuierliche als auch für diskontinuierliche Filter, z.B. Drucknutschen und Kerzenfilter. Ebenso kann das Deckschichtverfahren auch bei Zentrifugen angewendet werden, bei denen der Zentrifugalbe¬ schleunigung ein Gasdifferenzdruck überlagert wird. The method is suitable for both continuous and discontinuous filters, e.g. Pressure filters and candle filters. The top layer process can also be used in centrifuges in which the centrifugal acceleration is superimposed on a gas differential pressure.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zur Entfeuchtung eines Filterkuchens auf einem Filtermedium, insbesondere im Wege der konti¬ nuierlichen Preßfiltration, bei dem auf dem Filter¬ kuchen eine Deckschicht aufgebracht wird, deren ka¬ pillarer Eintrittsdruck höher als der des Filter¬ kuchens ist, und bei dem der Filterkuchen mit einem Preßdruck beauf¬ schlagt wird, der höher als der kapillare Eintritts¬ druck des Filterkuchens und niedriger als der ka¬ pillare Eintrittsdruck der Deckschicht ist.1. Process for dehumidifying a filter cake on a filter medium, in particular by means of continuous press filtration, in which a cover layer is applied to the filter cake, the capillary inlet pressure of which is higher than that of the filter cake, and in which the A pressure is applied to the filter cake which is higher than the capillary inlet pressure of the filter cake and lower than the capillary inlet pressure of the cover layer.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß als Deckschicht eine dünne Folie, insbesondere2. The method according to claim 1, characterized in that a thin film, in particular, is used as the cover layer
Kunststoffolie, auf den Filterkuchen aufgebracht wird.Plastic film on which filter cake is applied.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß als Deckschicht eine Suspension mit einem Fein¬ schlamm oder Tonmineral verwendet wird.3. The method according to claim 1, characterized in that a suspension with a fine sludge or clay mineral is used as the top layer.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Deckschicht und der Filterkuchen aus dem gleichen Material bestehen. 4. The method according to claim 1, characterized in that the cover layer and the filter cake consist of the same material.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß dem Material für den Filterkuchen ein Flockungs¬ mittel beigemengt wird.5. The method according to claim 4, characterized in that a flocculant is added to the material for the filter cake.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Deckschicht auf den Filterkuchen aufgespritzt oder in einem weiteren Suspensionsbad aufgeschichtet wird.6. The method according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the cover layer is sprayed onto the filter cake or is layered in a further suspension bath.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Filterkuchenbildung mit unterschiedlichen Differenzdrücken erfolgt.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the filter cake is formed with different differential pressures.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Suspension einem Trenn- oder Klassiergerät zugeführt wird, und daß der Überlauf (74) für die Deckschicht und der Unterlauf (72) für den Filterkuchen verwendet wird.8. The method according to any one of claims 4 to 7, characterized in that a suspension is fed to a separating or classifying device and that the overflow (74) is used for the top layer and the underflow (72) for the filter cake.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der im Überlauf befindliche Teilstrom eingedickt wird.9. The method according to any one of claims 2 to 8, characterized in that the partial stream located in the overflow is thickened.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß dem im Überlauf befindlichen Teilstrom ein Zu¬ satzmittel zur Beeinflussung des rheologischen Ver¬ haltens beigegeben wird. 10. The method according to any one of claims 2 to 9, characterized in that an additive for influencing the rheological behavior is added to the partial flow located in the overflow.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Filterkuchen nach der Vorverdichtung mit dem Preßdruck durch Anlegung eines Entfeuchtungsdruckes entfeuchtet wird, wobei der Vorverdichtungsdruck ge¬ ringer und der Entfeuchtungsdruck höher als der ka¬ pillare Eintrittsdruck der Deckschicht eingestellt werden.11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the filter cake is dehumidified after the pre-compression with the pressure by applying a dehumidification pressure, the pre-compression pressure being lower and the dehumidification pressure higher than the capillary inlet pressure of the top layer.
12. Vorrichtung zur Herstellung eines Filterkuchens mit geringer Restfeuchte, insbesondere geeignet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorher¬ gehenden Ansprüche, mit einem Filter (10), der ein Filtermedium zur Bil¬ dung eines Filterkuchens aufweist, und mit zwei Suspensionsaufgabeeinrichtungen (14,18) auf das Filtermedium des Filters (10) für die Zuführung von unterschiedlichen Fluiden und/oder Suspensionen.12. Device for producing a filter cake with low residual moisture, particularly suitable for carrying out the method according to one of the preceding claims, with a filter (10) having a filter medium for forming a filter cake, and with two suspension application devices (14, 18) on the filter medium of the filter (10) for the supply of different fluids and / or suspensions.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Suspensionsaufgabeeinrichtungen (14,18; 42,44) mit dem Über- und Unterlauf (70,72) eines Trenn- oder Klassiergeräts (68) verbunden sind.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the suspension application devices (14, 18; 42, 44) are connected to the overflow and underflow (70, 72) of a separating or classifying device (68).
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß den Suspensionsaufgabeeinrichtungen (14,18; 42,44) eine Einrichtung zur Aufteilung des Suspen¬ sionsstroms (50) in zwei Teilströme (52,54) angeord¬ net ist, daß in dem ersten Teilstrom ein Eindicker und/oder eine Feinmühle (76) angeordnet ist/sind und daß im zweiten Teilstrom eine Mischeinrichtung (60) zur Mischung des zweiten Teilstroms (54) mit einem Flockungsmittel (62) vorgesehen ist. 14. The apparatus according to claim 12 or 13, characterized in that the suspension feed means (14,18; 42,44) is a device for dividing the Suspen¬ sionsstrom (50) in two partial streams (52,54) angeord¬ net that in a thickener and / or a fine mill (76) is / are arranged in the first partial flow and that a mixing device (60) for mixing the second partial flow (54) with a flocculant (62) is provided in the second partial flow.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Filter als Trommelfilter (12) ausgebildet ist, dessen äußere Mantelfläche ein Suspensionsbad (14) durchläuft, daß an der Außenseite der Um- fangsflache der Filtertrommel (12) ein konstanter Druck anliegt und daß im Innenraum der Filtertrommel (12) sektorenförmige Filtratkammern (24,26,28,32,34) ausgebildet sind, in denen sich unabhängig voneinan¬ der ein vorgebbarer Druck einstellen läßt. 15. Device according to one of claims 12 to 14, characterized in that the filter is designed as a drum filter (12), the outer circumferential surface of which passes through a suspension bath (14), that on the outside of the peripheral surface of the filter drum (12) a constant Pressure is present and that sector-shaped filtrate chambers (24, 26, 28, 32, 34) are formed in the interior of the filter drum (12), in which a predeterminable pressure can be set independently of one another.
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