DE3128768C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 11.

Ein Verfahren der gattungsgemäßen Art ist in der DE-OS 15 36 872 beschrieben. Dort wird zur Entfernung von in den Filterkuchen noch enthaltener Restflüssigkeit in einer zweiten Phase des Fil­ trationsvorganges ein Druckgasstrom durch die Filterkuchen hin­ durchgeführt. Zu diesem Zweck werden in dieser zweiten Phase des Filtrationsvorganges die Kanäle jeder zweiten Filterplatte über ihre Sammelkanäle und eine gemeinsame Anschlußleitung an eine Druckgasquelle angeschlossen. Durch den Druckgasstrom wird eine quer zu den Filterplatten gerichtete Gasströmung in dem Filterkuchen eingestellt.

Aus dem Firmenprospekt NIRO-Filterpressen-Schichtenfilter der Firma Schenk ist es bekannt, Filterpressen mit einer Vielzahl von Filterkammern mit Umleitkammern zu bestücken. Dadurch kann in einer Presse eine Vor- und Nachfiltration durchgeführt werden.

In der DE-PS 1 32 089 ist eine Filterpresse für doppelte Filtra­ tion beschrieben, in deren Mitte eine festsitzende Kammer ange­ ordnet ist, von welcher die zu filtrierende Flüssigkeit den links und rechts von der Kammer liegenden Filterelementen zuge­ führt wird. Die Flüssigkeitszuführung zu den Filterelementen läßt sich über Hähne einstellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem im Verhältnis zum angewandten Filterdruck eine besonders geringe Restfeuchte und eine ausreichende interne Festigkeit des Filterkuchens in­ nerhalb außerordentlich kurzer Zeit auch dann erreicht werden können, wenn die Filterfläche besonders groß ist.

Die Erfindung wird bei dem Verfahren und der Vorrichtung der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 11 gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Eine Vorrichtung zur Filtration mit einer Filterpresse gemäß Anspruch 11 sieht vor, daß jeweils zwischen aus einer vorgebbaren Anzahl von Filterplatten gebildeten Filterplattenpaketen eine Trenn­ platte vorgesehen ist, die wenigstens einen durchgehenden Kanal aufweist, der eine am Rand der Trennplatte außerhalb der Abdichtzone angeordnete Speiseöffnung mit einer auf der einen Seite im zentralen Bereich der Trennplatte angeord­ neten Mündung verbindet, die mit den Zuflußöffnungen der Filterplatten fluchtet, und daß die Speiseöffnung des Kanals während der Filterphase mit der Speiseleitung für die Trübe und vor dem Entleeren kurzzeitig mit einer Druckluftleitung verbindbar ist.

Gemäß der Erfindung läßt sich die Betriebsweise einer Filterpresse derart modifizieren, daß die Filtrierphase wesentlich verkürzt werden kann, indem zugleich die gegen Ende der Filtrierphase anstei­ genden Drücke nicht zur Anwendung gebracht werden. Es kann gemäß der Erfindung vielmehr die angestrebte Kon­ sistenz des Filterkuchens, die zum einwandfreien Ent­ leeren der Filterpresse erforderlich ist, dadurch er­ reicht werden, daß die Restfeuchte des Filterkuchens durch die Anwendung von Druckluft in der gemäß der Er­ findung vorgesehenen Weise hinreichend vermindert wird. Dieser Vorgang kann auch bereits dann durchgeführt werden, wenn die bei einer herkömmlichen Betriebsweise der Filter­ presse erforderliche Füllung des Kammervolumens noch längst nicht erreicht ist. Somit ist gemäß der Erfindung nicht nur der erhebliche Vorteil erreichbar, daß die Leistung einer Filterpresse stark erhöht werden kann, es kann auch auf den gerätetechnischen Aufwand verzichtet wer­ den, der bei herkömmlichen Filterpressen dazu erforder­ lich war, den extrem hohen Filterdrücken standzuhalten.

Außer der Leistungssteigerung und der wirtschaftlicheren Bauweise wird jedoch gemäß der Erfindung der weitere Vorteil erzielt, die Filterpresse ohne konstruktive Änderung dem Bedarf hinsichtlich der Produktmenge anzu­ passen, da der Füllungsgrad der Filterzellen gemäß der Erfindung ohne Nachteil beim Entleeren der Filterpresse flexibel gewählt werden kann.

Eine besonders wirtschaftliche Betriebsweise einer Fil­ terpresse ergibt sich gemäß der Erfindung dadurch, daß der Filterkuchen nur so lange mit Druckluft beaufschlagt wird, bis die Poren und die Porenkanäle im Filterkuchen mit Hilfe der Druckluft von der Mutterflüssigkeit befreit sind und gerade erst damit begonnen wird, freie Luftdurch­ gänge zu bilden. Dieser hier angesprochene Übergang von einer Kolbenströmung, bei welcher die Druckluft die Mutterflüssigkeit wie ein Kolben aus den Porendurch­ gängen herausdrückt, zu einer mehr oder weniger freien Durchgangsströmung durch bereits von der Mutterflüssig­ keit entleerte Porendurchgänge läßt sich leicht meßtech­ nisch dadurch ermitteln, daß der Druckluft-Durchfluß überwacht wird. Es erfolgt nämlich bei dem hier ange­ sprochenen Übergang von der Kolbenströmung zur freien Durchgangsströmung ein mehr oder weniger starker, prak­ tisch sprunghafter Anstieg des Druckluft-Durchflusses.

Während bis zu dem in Rede stehenden Übergang mit einem Minimum an Druckluft-Menge eine verhältnismäßig starke Verminderung der Restfeuchte im Filterkuchen erreicht werden kann, steigt der Verbrauch an Druckluft beim Nach­ entfeuchten während der freien Durchgangsströmung sehr stark an. Der Durchfluß steigt mit nunmehr langsamer sinkender Restfeuchtigkeit weiter an, da mit zunehmender Entleerung der Porendurchgänge die freie Strömungsquer­ schnittsfläche ebenfalls zunimmt. Der günstigste Moment, bei dem die Entfeuchtung durch den Druckluft-Durchsatz abzubrechen ist, hängt von Wirtschaftlichkeitsüberle­ gungen ab, die von Fall zu Fall in Abhängigkeit von der Konstruktion der Filterpresse und unter Berücksichtigung des Materials sowie der jeweiligen Filteraufgabe den Be­ sonderheiten des Einzelfalles anzupassen sind.

Es hängt auch von den verschiedenen Betriebsbedingungen bei einer Filterpresse davon ab, ob es vorzuziehen ist, jede Filterzelle einzeln kurzzeitig zum Zwecke der Ver­ minderung der Restfeuchte zu belüften, d. h. mit Druckluft zu beaufschlagen, oder ob eine gruppenweise Belüftung möglich und/oder zweckmäßiger ist.

Es läßt sich in vielen Fällen nach dem Speisen der Filter­ zellen, d. h. nach der Filtrierphase und gegebenenfalls nach einem Waschvorgang das gesamte Plattenpaket unter Luftdruck setzen. Alle Abflußkanäle sind dabei geschlos­ sen. Bis zu diesem Zeitpunkt ist noch kein nennenswerter Gasdurchfluß vorhanden. Dann werden jeweils nacheinander einzeln die Abflußkanäle für die Filterplatten bis zum Erreichen eines vorgegebenen Durchflusses geöffnet und dann wieder geschlossen. Die Anzahl der Abflußkanäle, die unter Umständen gleichzeitig geöffnet werden können, hängt von der Auslegung der Filterpresse bzw. von der Wirtschaft­ lichkeit im Hinblick auf die benötigte Menge an Druckluft ab.

Es ist auch nicht unbedingt erforderlich, zur Trocknung des Filterkuchens Luft zu verwenden, es könnte auch ein anderes, unter Umständen verfügbares Gas verwendet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

Fig. 1 einen schematischen Teilschnitt durch eine gemäß der Erfindung ausgebildete Kammerfilterpresse und

Fig. 2 eine gegenüber der in der Fig. 1 veranschaulichten Filterpresse abgewandelte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.

Gemäß der Darstellung in der Fig. 1 werden Hohlräume 10 zwischen Filterplatten 11 gebildet, die während einer Filtrierphase fortschreitend mit Filterkuchen gefüllt wer­ den. Es sind eine Anzahl von Filterplatten 11 zu einem Filterplattenpaket 12 zusammengefaßt. Zwischen den Filterplattenpaketen 12 sind Trennplatten 13 angeordnet. Die Trennplatten 13 weisen einen vom Rande zur Mitte hin durchgehenden Speisekanal 14 auf, der im Bereich des Randes der Trennplatte eine Speiseöffnung 15 und im zentralen Be­ reich eine Mündung 16 aufweist. Über den Speisekanal 14 und die Mündung 16 gelangt aus einer Speiseleitung 18 zugeführte Trübe durch Zuflußöffnungen 17 in den Filter­ platten 11 in die Hohlräume 10. Die Trübe kann durch Ab­ flußkanäle 22 in den Filterplatten 11 abgeführt werden.

Es ist in der Fig. 1 zur Vereinfachung der zeichnerischen Darstellung nur der linke Teil einer Filterpresse mit einer an der linken Stirnseite angeordneten Kopfplatte 23 ver­ anschaulicht. Auf der (nicht dargestellten) gegenüberlie­ genden Seite ist eine in der Zeichnung nicht eingezeichnete Endplatte angeordnet, und es sind die Kopfplatte 23 und die Endplatte auf der gegenüberliegenden Seite durch Stangen 25 und 26 zusammengespannt. Zum Entleeren der Filterpresse, d. h. zum Austragen des in den Hohlräumen 10 gebildeten Filterkuchens werden die Filterplatten 11 und die Trenn­ platten 13 auf den Stangen 25 und 26 zur einen Seite hin nacheinander auseinandergezogen, so daß der Filterkuchen beim Öffnen der Filterpresse von selbst herunterfällt. Zumindest ist es für eine möglichst rasche Entleerung der Filterpresse anzustreben, daß der Filterkuchen nach dem Öffnen der Filterpresse, d. h. nach dem Auseinanderziehen der Filterplatten, ohne Eingreifen von Hand herunterfällt. Durch die Erfindung wird auch das Entleeren der Filter­ presse gefördert, da durch entsprechende Herbeiführung einer für das Entleeren besonders günstigen Konsistenz des Filterkuchens die Zuverlässigkeit gesteigert wird, mit welcher der Filterkuchen selbsttätig aus der Vorrich­ tung herausfällt.

Wenn die gewünschte Konsistenz des Filterkuchens erreicht ist, kann mit Hilfe von Trübe-Absperrventilen der weitere Zulauf von Trübe unterbrochen werden, um an die Speise­ öffnung 15 durch entsprechendes Öffnen eines Druckluft­ absperrventils 21 eine Druckluftleitung 19 anzuschließen.

Es sei nunmehr angenommen, daß zu­ nächst ein einziges Filterplattenpaket 12 unter Luftdruck gesetzt wird. Dabei sind die Abflußkanäle 22 durch eine beliebige geeignete (nicht dargestellte) Einrichtung ab­ gesperrt. Es wird somit ein Filterplattenpaket 12 unter einen vorgegebenen Luftdruck gesetzt, ohne daß ein nennens­ werter Luftdurchfluß erfolgt. Wenn Abflußkanäle 22 ein­ zeln oder gruppenweise geöffnet werden, so drückt die Druckluft durch den Filterkuchen in den entsprechenden Porendurchgängen die dort noch befindliche Mutterflüs­ sigkeit fortschreitend hinweg, bis die Poren und Poren­ durchgänge im Filterkuchen weitgehend von der Mutter­ flüssigkeit befreit sind. Von diesem Moment an sind freie Luftdurchgänge gebildet, so daß der Luft-Durchfluß oder allgemein der Gas-Durchfluß, wenn ein beliebiges geeignetes Gas verwendet wird, stark und meist sprungartig ansteigt. Wenn die Hohlräume 10 dann weiter an eine Druckluftquelle angeschlossen bleiben, wird zwar eine weitere Verminde­ rung der Restfeuchte erreicht, jedoch steigt der Gasver­ brauch so stark an, daß es wirtschaftlich ist, den Trock­ nungsvorgang beim sprunghaften Ansteigen des Durchflusses durch Absperren des Druckluftabsperrventils 21 zu unter­ brechen.

Die Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Filterpresse, bei welcher eine Trenn­ platte 13′ zwei Speisekanäle 14 a und 14 b mit entsprechen­ den Speiseöffnungen 15 a und 15 b im Randbereich sowie ent­ sprechenden Mündungen 16 a und 16 b im zentralen Bereich aufweist. Es werden bei dieser alternativen Ausführungs­ form des Erfindungsgegenstandes die Hohlräume 10′ zwischen den Filterplatten 11′ im Filterplattenpaket 12′ in ent­ sprechender Weise mit Druckluft beaufschlagt, die analog wie bei der Anordnung nach der Fig. 1 durch Abflußkanäle 22′ abfließen kann. Sowohl der Aufbau der Filterpresse mit der Kopfplatte 23′ und einer Endplatte 24′ als auch die Betriebsweise entsprechen den oben anhand der Fig. 1 geschilderten Vorgängen. Eine konstruktive Vereinfachung ergibt sich bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 dadurch, daß nur jede zweite Trennplatte 13′ Speisekanäle aufweist, während die zwischen den Trennplatten 13′ jeweils ange­ ordneten Trennplatten 13′′ als reine Druckplatten ohne Speisekanal ausgebildet sind.

Während die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungs­ form anhand der Zeichnung unter Bezugnahme auf eine Kammer­ filterpresse erläutert wurde, ist zu bemerken, daß gemäß den obigen Erläuterungen die Erfindung auch bei allen übrigen Bauformen von Filterpressen anwendbar ist.

Grundsätzlich ist auch eine Trennung oder Unterteilung der Filterplattenanordnung in einzelne Filterplattenpakete durch Trennplatten nicht unbedingt erforderlich, da grundsätzlich auch sämtliche Hohlräume gleichzeitig unter Gasdruck ge­ setzt werden können, wenn anschließend die einzelnen Filter­ platten durch Öffnen eines zugehörigen Abflußkanals vom Trocknungsgas durchsetzt werden. Welche Anzahl von Filter­ platten unter Umständen gleichzeitig durch Öffnen einer ent­ sprechenden Anzahl von Abflußkanälen belüftet werden, hängt von den Erfordernissen des Einzelfalles ab. Je geringer die Anzahl von gleichzeitig mit Trocknungsgas beaufschlagten Filterplatten ist, um so kleiner ist die Gefahr, daß sich durch fehlerhaft oder unvollständig gebildete Filterkuchen schädliche Kurzschlußströmungen ausbilden.

Claims (21)

1. Verfahren zur Filtration, mit dem in einer Filterpresse zur Entfernung von Flüssig­ keit aus Filterkuchen ein Gasstrom durch den Filterkuchen hindurchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom in einer vorgebbaren zeitlichen Folge nacheinander jeweils über eine bestimmte Zeitspanne einem vorgebbaren Bruchteil der Gesamtzahl der Filterkuchen zu­ geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Hohlräume (10) zur Aufnahme der Filterkuchen in einer Filterpresse in vorgebbarer Anzahl an eine Druckluftquelle angeschlossen werden, wobei die Abflußkanäle (22) der je­ weiligen Hohlräume (10) geöffnet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußkanäle (22) für jede einzelne Filterplatte (11) getrennt geöffnet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußkanäle (22) gruppenweise geöffnet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne der Öffnung der Abflußkanäle (22) in Abhängigkeit von dem Gasdurchfluß durch die Abflußkanäle (22) gesteuert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußkanäle (22) beim Auftreten einer sprungarti­ gen Erhöhung des Gasdurchflusses abgesperrt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußkanäle (22) beim Erreichen eines vorgegebenen Gasdurchflusses abgesperrt werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas dem Filterkuchen über die Speiseleitung für die Trübe zugeführt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils zwischen aus dem Bruchteil der Gesamtzahl von Filterplatten (11) gebildeten Filterplattenpaketen eine starre Trennplatte (13) vorgesehen wird, und
daß alle Hohlräume innerhalb eines Filterplattenpaketes gleichzeitig mit der zum Trockenblasen des Filterkuchens dienenden Druckluft beaufschlagt werden, wobei die Druck­ luft über den Filtratablauf (22) austritt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß alle Hohlräume innerhalb des Filterplattenpaketes gleichzeitig an eine gemeinsame Druckluftleitung ange­ schlossen werden, die sich in die einzelnen Hohlräume ver­ zweigt.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Filter­ presse mit festem oder beweglichem Filtertuch und einer Vielzahl von Filterplatten, dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils zwischen aus dem Bruchteil der Gesamtzahl von Filterplatten (11) gebildeten Filterplattenpaketen eine starre Trennplatte (13) vorgesehen ist, und
daß alle Hohlräume innerhalb eines Filterplattenpaketes gleichzeitig mit der zum Trockenblasen des Filterkuchens dienenden Druckluft beaufschlagbar sind, wobei die Druck­ luft über den Filtratablauf (22) austritt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß alle Hohlräume innerhalb des Filterplattenpaketes gleichzeitig an eine gemeinsame Druckluftleitung anschließ­ bar sind, die sich in die einzelnen Hohlräume verzweigt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet,
daß jede Trennplatte (13) wenigstens einen durchgehenden Kanal (14) aufweist, der eine am Rand der Trennplatte (13) außerhalb der Abdichtzone angeordnete Speiseöffnung (15) mit einer auf der einen Seite angeordneten Mündung (16) verbindet, die mit den Zuflußöffnungen (17) der Filterplat­ ten fluchtet, und
daß die Speiseöffnung (15) des Kanals (14) während der Filterphase mit der Speiseleitung (18) für die Trübe und vor dem Entleeren kurzzeitig mit einer Druckluftleitung (9) verbindbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede Trennplatte eine axiale Durchgangsöffnung auf­ weist, in welcher ein Ventil angeordnet ist, durch welches der Suspensionsdurchlauf absperrbar und zugleich eine vom Rand her durchgeführte Druckluftleitung anschließbar ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Speiseöffnung (15) sowohl an eine Speiseleitung (18) für die Trübe als auch an eine Druckluftleitung (19) angeschlossen ist, und
daß in der Speiseleitung (18) für die Trübe ein Trübe- Absperrventil (20) sowie in der Druckluftleitung (19) jeder Trennplatte (13) ein Druckluftabsperrventil (21) zugeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung für das in der Druckluftleitung (19) angeordnete Luftabsperrventil (21) vorgesehen ist, durch welche das Luftabsperrventil (21) in Abhängigkeit vom Luftdurchfluß betätigbar ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durchflußmeßgerät in der Druckluftleitung (19) an­ geordnet ist, an welches die Steuereinrichtung angeschlos­ sen ist, durch die das in der Druckluftleitung (19) ange­ ordnete Luftabsperrventil (21) schließbar ist, sobald der Durchfluß einen vorgebbaren Wert überschreitet.

18. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung für das in der Speiseleitung (18) angeordnete Trübe-Absperrventil (20) vorgesehen ist, durch welches das Trübe-Absperrventil (20) in Abhängigkeit vom Druck in der Speiseleitung (18) betätigbar ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckmeßgerät in der Speiseleitung (18) angeord­ net ist, an welches die Steuereinrichtung angeschlossen ist, durch die das in der Speiseleitung (18) angeordnete Trübe-Absperrventil (20) schließbar ist, sobald der Druck einen vorgebbaren Wert überschreitet.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftleitung (19) vor und/oder nach dem Trock­ nen des Filterkuchens über vorgebbare Zeiten an eine Waschflüssigkeitsquelle anschließbar ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Programmsteuereinrichtung vorgesehen ist, mit welcher wahlweise abwechselnd Druckluft und Waschflüssig­ keit in die Speiseleitung (18) eingeführt werden.