CS253811B1

CS253811B1 - Filter device with automatic batch removal of filter cake

Info

Publication number: CS253811B1
Application number: CS855009A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Furman; Jana Furmanova; Jaroslav Vosatka; Petr Hrabak
Original assignee: Jaroslav Furman; Jana Furmanova; Jaroslav Vosatka; Petr Hrabak
Priority date: 1985-07-04
Filing date: 1985-07-04
Publication date: 1987-12-17
Also published as: CS500985A1

Abstract

Filtrační zařízeni sestává z tělesa filtru, filtrační přepážky a z rozvodu kapalin nad filtrační přepážku, přičemž těleso filtru je v prostoru nad filtrační přepážkou opatřeno hrdlem a ventilem pro odvádění filtrátu a promývacích kapalin. Nad filtrační přepážkou je v plášti tělesa filtru umístěno nejméně jedno hrdlo s ventilem pro odvádění filtračního koláče, rozplaveného přiváděnou vymývací kapalinou, a do prostoru nad filtrační přepážkou ústí hrdlo pro vytváření tlaku nebo odvětrání nad filtrační přepážkou, zařízení lje použít pro vakuovou, tlakovou nebo béztlakovou filtraci.' Obsluha nepřichází do kontaktu s výpary, filtrátem ani koláčem, a proto je zařízení vhodné zejména v provozech pracujících s látkami pro obsluhu nebezpečnými.The filtering device consists of a filter housing, a filter partition and a distribution of liquids above the filter partition, wherein the filter housing is provided with a neck and a valve in the space above the filter partition for removing the filtrate and washing liquids. At least one neck with a valve is disposed in the filter housing housing above the filter screen and a pressure or ventilation nozzle over the filter screen opens into the space above the filter screen and the apparatus is used for vacuum, pressure or pressure. filtration. ' The operator does not come into contact with vapors, filtrate or cake, and therefore the equipment is particularly suitable for operations with hazardous substances.

Description

Vynález se týká vynášení filtračního koláče z šaržovitě pracujícího filtračního zařízení plně automatizovaným postupem bez účasti obsluhy.The invention relates to the removal of a filter cake from a batch-operated filter device by a fully automated, unattended operation.

Ďosud známé filtrace kapalných suspenzí se provádějí na jednoduchých, šaržovitě pracujících ‘filtračních zařízeních na principu nuče nebo kalolisu. Tato zařízení přes svoji jednoduchost a spolehlivost mají četné nevýhody. Jejich pracovní cyklus je obtížně automatizovatelný, nebbf pro vyprazdňování filtračního koláče z filtru vyžadují manuální činnost obsluhy. Kontakt obsluhy se zpracovávanými látkami či jejich výpary může při toxicitě nebo zdravotní škodlivosti těchto látek být vážnou překážkou provozování filtračně na ne zcela automatizovaných filtračních zařízeních. Vynášení filtračního koláče přináší nejen problémy u těchto zařízení, ale bývá i časově velmi náročné a podstatně snižuje filtrační výkon zařízení. Přispívá k tomu i nutné čištění filtrační přepážky nebo plachetky.Hitherto known filtration of liquid suspensions is carried out on simple, batch-working nu filter devices based on the principle of nucula or filter press. Despite their simplicity and reliability, these devices have numerous disadvantages. Their duty cycle is difficult to automate because they require manual operator operation to empty the filter cake from the filter. Operator contact with the substances being processed or their vapors can, in the case of toxicity or harmfulness of these substances, be a serious obstacle to the operation of filtering on not fully automated filtering equipment. Carrying out the filter cake not only presents problems with these devices, but it is also very time consuming and significantly reduces the filtration performance of the device. This is also due to the necessary cleaning of the filter screen or cloth.

Filtrační úseky, vřazené do kontinuálních procesů, působí často problémy se synchronizováním operací a vedou k nutnosti vřadit před a za filtrační uzel velké kapacitní rezervy. Kontinuálně pracující filtrační zařízení, např. bubnové filtry, filtrační odstředivky s automatickým vynášením filtračního koláče nebo pásové filtry jsou investičně nákladné, mají často nižší účinnost filtrace nebo menší spolehlivost a nebývají univerzálně použitelné, především u provozů s menší kapacitou, v poloprovozech či laboratořích.The filter sections included in the continuous processes often cause problems with synchronization of operations and lead to the necessity to add large capacities before and after the filter node. Continuously operating filtering devices such as drum filters, filter cake centrifuges or belt filters are costly to invest, often have less filtration efficiency or less reliability and are not universally applicable, especially in smaller capacity plants, pilot plants or laboratories.

Dále je známé filtrační zařízení podle autorského osvědčení SSSR č. 1 105 216, u něhož se odstraňování filtračního koláče provádí za přívodu stlačeného vzduchu a jeho rozrušení napomáhá pulsace speciální vestavby pod filtrační přepážkou. Nevýhodou tohoto řešení je nutnost přídavného zařízení - vestavby a navíc nemožnost automatizace chodu filtračního zařízení.Further, a filter device according to USSR 1 105 216 is known, in which the removal of the filter cake is carried out under compressed air supply and its disturbance is assisted by the pulsation of the special installation under the filter partition. The disadvantage of this solution is the necessity of an additional device - built-in and in addition the impossibility to automate the operation of the filter device.

Nedostatky známých řešení odstraňuje využití tohoto vynálezu, jehož podstatou je zřízeni bočního hrdla nad filtrační přepážkou pro odvádění filtračního koláče, přičemž do prostoru nad filtrační přepážkou ústí hrdlo s ventilem pro vytváření tlaku nebo odvětrání nad filtrační přepážkou.The disadvantages of the known solutions are eliminated by the use of the present invention, which is based on the provision of a side throat above the filter partition for draining the filter cake, with a throat with a pressure or vent valve above the filter partition opening into the space above the filter partition.

Filtraci je možno provádět beztlakově nebo ji urychlit pomocí vakua či tlakového nástřiku tak, jako u dosud prováděných postupů. Promývací kapalinu lze odvádět mimo filtrát, vymývací kapalinu lze v dalším, navazujícím zařízení oddělovat od filtračního koláče a znovu používat v dalších šaržích k vymývání koláče. Řízení jednotlivých pracovních cyklů filtru lze naprogramovat do řídicí jednotky.Filtration can be carried out without pressure or accelerated by vacuum or pressure spraying as in the prior art. The wash liquid can be drained off the filtrate, the wash liquid can be separated from the filter cake in another downstream apparatus and reused in other batches to wash the cake. The control of individual filter cycles can be programmed into the control unit.

Provedení filtrace pomocí zařízení podle vynálezu přináší řadu nových výhod. Provoz filtru lze plně automatizovat při zachování možnosti ručního dálkového nebo přímého ovládání, přičemž jednotlivé fáze v procesu jsou uskutečňovány pouhým otevíráním a zavíráním ventilů na hrdlech filtru. K filtru podle vynálezu je ovšem třeba zajistit zdroj tlakového plynného média včetn-c jeho případného ohřevu, vymývací kapaliny a případného vakua pro urychlení filtrace. Automatické vyplachování filtračního koláče odstraňuje kontakt obsluhy s filtračním koláčem a matečným louhem, což je významné při zpracování látek zdraví škodlivých a jinak nebezpečných. Zařízení umožňuje promývání filtračního koláče při zachování předchozích výhod. Pro vynášení filtračního koláče a pro čištění filtrační přepážky lze použít kteroukoliv vhodnou kapalinu, nebot nedojde k průniku této kapaliny do filtrátu.The filtration of the device according to the invention brings many new advantages. The operation of the filter can be fully automated while maintaining the possibility of manual remote or direct control, with the individual phases in the process being carried out simply by opening and closing the valves on the filter necks. However, it is necessary to provide a filter according to the invention with a source of pressurized gaseous medium including its possible heating, eluting liquid and possible vacuum to accelerate the filtration. Automatic flushing of the filter cake removes operator contact with the filter cake and mother liquor, which is important in the processing of substances harmful and otherwise dangerous. The device allows washing of the filter cake while maintaining the previous advantages. Any suitable liquid may be used to carry out the filter cake and to clean the filter screen, as this liquid will not penetrate the filtrate.

Při dalším zpracování se kapalina snadno oddělí od tuhé fáze koláče sedimentací, destilací apod. a lze jí poté cirkulovat zpět na další vymývání, čímž je zajištěn bezodpadový provoz iixcru. Hydromechanický princip odstraňování filtračního koláče a dokonalé čištění filtrační přepážky vede k delší životnosti filtrační přepážky nebo plachetky při zachovaní účinnosti filtrace.During further processing, the liquid is easily separated from the solid phase of the cake by sedimentation, distillation, and the like, and can then be recirculated for further elution, thereby ensuring the iixcrum is free of waste. The hydromechanical principle of filter cake removal and perfect filter screen cleaning results in longer lifetime of filter screen or tarpaulin while maintaining filtration efficiency.

Filtrační přepážka můž^ být běžného typu, např. frita ze sintrovaného sxla, . přírodních i polymerních matric, karoliny apod., a při^v vhodné konstrukci tělesa filtru ji lze snadno vyměnit.The filter baffle may be of the conventional type, for example, a sintered glass frit. natural and polymer matrices, carolines and the like, and can be easily replaced ^{with a} suitable filter housing design.

Na připojeném vyobrazení je znázorněno provedení filtračního zařízení, pomocí kterého lze dosáhnout uvedených výhod při filtraci.The attached figure shows an embodiment of a filter device by means of which the above filtration advantages can be achieved.

V tělese 1_ filtru je ve spodní části upevněna filtrační přepážka 2. Nad ní je podél stěny filtru prstenec 2 P^ro dokonalejší rozvod vymývací kapaliny na celou filtrační plochu. Nad filtrační přepážkou 2 je ve stěně tělesa 2 filtru umístěno hrdlo s ventilem £, určeným pouze k odvádění filtračního koláče. Nad filtrační přepážkou 2 ve víku filtru je hrdlo s ventilem 2 pro přivádění filtrované suspenze, případně pro přívod promývacích kapalin, hrdlo s ventilem 2 Pro přivádění vymývací kapaliny a hrdlo s ventilem 2 pro vytvoření tlaku nad filtrační přepážkou 2.In the filter body 1 is fixed at the bottom of the second filtering baffle and above it a ring along the wall of the filter 2 P ^ro improved distribution of the elution liquid for the entire filter surface. Above the filter baffle 2, in the wall of the filter body 2, there is a throat with a valve 8 intended only for draining the filter cake. Above the filter baffle 2 in the filter lid there is a port with a valve 2 for supplying the filtered suspension or for supply of washing liquids, a port with a valve 2 for supplying the washing liquid and a port with a valve 2 for generating pressure above the filter baffle 2.

Ve dně filtru pod filtrační přepážkou 2 je umístěno hrdlo s ventilem 8_ pro odvádění filtrátu do s výhodou vakuové předlohy a konečně hrdlo s ventilem 2 P^ro přívod tlakového plynného média. Ventily £ až 2 jsou ovládány dálkově řídicí jednotkou 10.In the bottom of the filter below the filter 2 is disposed baffle orifice valve 8 for discharging the filtrate into a preferably vacuum template and finally the valve sleeve 2 P ^ro the compressed gaseous medium. The valves 8 to 2 are controlled remotely by the control unit 10.

Filtrační cyklus začíná evakuováním prostoru filtru otevřením ventilu 2· Poté otevřením ventilu 2 3^e přiváděna suspenze, určená k filtraci. Filtrát odtéká do předlohy, na filtrační přepážce 2 se hromadí pevná fáze. Po zaplnění prostoru nad filtrační přepážkou 2 tuhou fází se uzavře ventilem 5 přívod filtrované suspenze a otevře se ventil 7_ pro vytvoření tlaku nad přepážkou filtru, čímž se z filtračního koláče odsává převážná část zadržovaného matečního louhu a dojde k značnému vysušení filtračního koláče.The filtration cycle starts by evacuating the space of the filter by opening the valve 2 · After opening the valve 2, ³ and supply of suspension to be filtered. The filtrate flows into the sample, the solid phase accumulates on the filter partition 2. After filling the space above the solid phase filter partition 2, the inlet of the filtered slurry is closed by the valve 5 and the valve 7 is opened to exert pressure above the filter partition, thereby extracting most of the retained mother liquor from the filter cake and draining the filter cake.

’V následující fázi je možno zařadit mnohonásobné promytí filtračního koláče tak, že se uzavře ventil 2 ^a zůstane otevřen ventil 7_ a otevřením ventilu 2 3^e d° tělesa £ filtru přivedena přiměřená dávka promývací kapaliny. Ventil 2 ^se uzavře a současně otevře ventil 2· Jím proudí plynné tlakové médium do prostoru pod filtrační přepážkou 2 ^a prochází filtrační přepážkou 2 ^a současně prudce rozvíří filtrační koláč v promývací kapalině. Poté je otevřen ventil 2 ^{a za} ním další distribuční ventil zprůchodní cestu promývací kapalině do evakuované předlohy pro zachycení promývacích kapalin. Tuto fázi činnosti filtru je možno libovolně mnohokrát naprogramovat a opakovat. Současně s otevřením ventilu 2 ^se zavře ventil 2·In the next stage, multiple washings of the filter cake may be included by closing the valve 2 ^and leaving the valve 7 open and opening the valve 2 3 ^e d ° of the filter body 6 to provide an adequate amount of washing liquid. The valve 2 ^is closed and simultaneously opens the valve 2 · flowing through it a gaseous pressure medium into the space below the filter septum 2 ^and passes through the filtering baffle 2 ^and simultaneously spun down the filter cake in the washing liquid. The valve 2 is then opened ^, followed by an additional distribution valve to pass the wash liquid path to the evacuated pattern to retain the wash liquids. This phase of filter operation can be programmed and repeated many times. Simultaneously with the opening of the valve 2 ^closes the valve 2 ·

Následuje fáze odstranění filtračního koláče. Uzavře se ventil 2 ^a ventil Ί_. Současně je otevřen ventil 9_> kterým je puštěno pod filtrační přepážku 2 tlakové plynné médium, a otevře se ventil £ na bočním vývodu nad filtrační přepážkou 2· Tlakové plynné médium nadzvedává a rozrušuje filtrační koláč. Krátce poté je otevřen ventil kterým proudí na celou filtrační přepážku 2 vymývací kapalina.This is followed by the removal of the filter cake. Valve 2 ^and valve Ί_ are closed. At the same time, the valve 9 by which the pressurized gaseous medium is released under the filter baffle 2 is opened, and the valve 6 on the side outlet above the filter baffle 2 opens. The pressurized gaseous medium lifts and breaks the filter cake. Shortly thereafter, a valve is opened through which the wash liquid 2 flows to the entire filter septum.

Všechny fáze se nad filtrační přepážkou 2 spojí ve třífázovou fluidní vrstvu a ta je tlakem plynného média vypuzována ventilem £ z prostoru nad filtrační přepážkou 2. Jednosměrné proudění plynného média přitom nedovolí prostup vymývací kapaliny do a pod filtrační přepážku 2·All phases above the bulkhead 2 combine to form a three-phase fluidized bed, which is expelled by the pressure of the gaseous medium through the valve 6 from the space above the bulkhead 2. The unidirectional flow of the gaseous medium does not allow passage of the wash liquid into and below the bulkhead 2.

Po vymytí veškeré pevné fáze a jejím odstransportování k dalšímu zpracování nebo i případnému zachycení plynné fáze se uzavře ventil 2 ^a zbytky pěnící vymývací kapaliny postupně zcela unikají ventilem £ až do úplného vysušení prostoru filtru včetně filtrační přepážky 2. Uzavřením ventilu 2 ^a £ Ď^e ukončen pracovní cyklus filtru a filtr je připraven pro zpracování další Šarže.After washing away any solid phase and odstransportování for further processing or even potential entrapment of the gas phase ^and closes the valve 2 remains foaming elution liquid is gradually escape valve £ until completely dry the filter area including a second filtering ^{medium, and} closing the valve 2 £ ^e d terminated filter cycle and filter is ready for next batch processing.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. Filter apparatus with automatic batch removal of a filter cake, consisting of a filter body with a filter septum, fitted with a throat with a valve for the filtered suspension inlet and a throat with a valve for the rinse liquid in the space above the filter partition; and a neck with a valve for supplying compressed air, characterized in that at least one neck with a valve (4) for discharging the filter cake and into the space above is located above the filter partition (2) in the housing of the filter body (1). through the filter baffle, the orifice opens with a valve (7) for generating pressure or venting above the filter baffle (2).

Filter device according to claim 1, characterized in that all the valves are connected to the control unit (10).