DE2909753A1

DE2909753A1 - Verfahren und vorrichtung zum gewinnen des feststoffanteils aus einer fluessigkeit und feststoffteilchen enthaltenden filtertruebe

Info

Publication number: DE2909753A1
Application number: DE19792909753
Authority: DE
Inventors: Jan Rijpkema
Original assignee: Machinefabriek W Hubert and Co
Current assignee: EIMCO SpA TRIBIANO MAILAND/MILANO IT
Priority date: 1978-03-16
Filing date: 1979-03-13
Publication date: 1979-09-20
Also published as: GB2016292A; IT7921009A0; JPS54128065A; IT1112424B; NL7802880A; FR2419749A1

Description

Anmelder; Machinefabriek W.Hubert & Co.B.V. 1 Franekervaart,
8602 AA SNEEK /Niederlande

"Verfahren und Vorrichtung zum Gewinnen des Feststoffanteils aus einer Flüssigkeit und Feststoffteilchen enthaltenden Filtertrübe."

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Filtern einer aus Flüssigkeit und Feststoffteilchen bestehenden Filtertrübe, bei der die Filtertrübe auf ein Filtermedium aufgebracht und anschließend die Flüssigkeit abgesogen wird.

Das Abziehen der Flüssigkeit erfolgt bei derartigen Verfahren Üblicherweiser mittels Vakuum in einem Abzugskasten. Beim Absaugen der Flüssigkeit ergibt sich das Problem, daß die Feststoffteilchen in das Filter gesogen werden, so daß das Filter verstopft. Hierdurch wird das Abfließen der Restflüssigkeit erschwert und die erforderliche Filterzeit verlängert. Das gleiche Problem tritt beim Waschen des Filterkuchens auf, weil auch die Waschflüssigkeit wegen des verstopften Filters nur schlecht abfließen kann.

-2-

80983R/0828

11 821 -&- 5.3.1979

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der diese Nachteile vermieden werden. Das erfindungsgemäße Verfahren soll also ein besonders gutes Abfließen des Filtrats ermöglichen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Filtertrübe, welche aus Flüssigkeit und Feststoffteilchen besteht, zunächst einem Absetzraum für das Absetzen der Feststoffteilchen zugeführt wird, bevor sie auf das Filtermedium unter weitgehender Aufrechterhaltung der beim Absetzen entstandenen Feststoffteilchen aufgebracht und gefiltert wird. Die Ablagerung der Feststoffteilchen mittels eines Absetzvorgangs erfolgt also, bevor die Flüssigkeit durch das Vakuum abgesogen wird.

Auf diese Weise entsteht unmittelbar über dem Filtermedium eine Flüssigkeitsschicht mit einer größeren Feststoffteilchenkonzentration. Dadurch,daß das Vakuum erst nach einer gewissen Zeitspanne angesetzt wird, kann zunächst eine natürliche Entwässerung unter Schwerkrafteinfluß erfolgen und hierdurch erfolgt eine Brückenbildung der Feststoffteilchen. Diese Brückenbildung verhindert, daß die einzelnen Feststoffteilchen in die Maschen des Filtermediums gezogen werden, so daß das Filter sich nicht verstopfen kann. Damit die Schichtbildung des Filterkuchens beim Absaugen der Flüssigkeit möglichst wenig beeinträchtigt wird, wird die Stärke des Vakuums während des Trockensaugens nach einem im voraus bestimmten Programm variiert.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft, wenn die Filtertrübe Feststoffteilchen unterschiedlicher Größe enthält und die kleinsten Feststoffteilchen die Poren des Filters besonders leicht verstopfen können. Durch das erfindungsgemäße Verfahren bildet sich unmittelbar über dem Filter eine untere Trübeschicht in der hauptsächlich gröbere Feststoffteilchen konzentriert sind. Oberhalb der Trübeschicht mit gröberen Fest- " Stoffteilchen entsteht eine obere Schicht mit feineren Feststoffteilchen. _₃_

909838/0828

11 821 -^r- ST 5.3.1979

Durch die groben Feststoffteilchen wird also eine Verstopfung des Filtermediums durch die feinen Feststoffteilchen verhindert. Der geschilderte schichtweise Aufbau hat darüberhinaus eine größere Porosität. Dies hat eine weitere Verringerung des Filterwiderstandes zur Folge. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildete Struktur des Filterkuchens bietet große technologische Vorteile für weitere Verfahrensschritte, nämlich für das Waschen und das Trockenpressen. Beim Waschen wird die Waschflüssigkeit mit einer solchen Geschwindigkeit und Richtung auf den Filterkuchen aufgebracht, daß zunächst nur die obere, aus feineren Feststoffteilchen bestehende Schicht des Filterkuchens mit der Waschflüssigkeit in Berührung kommt. Es bleibt daher die Struktur des Filterkuchens aufrechterhalten und die Waschflüssigkeit kann dann leicht abgesogen werden.

Auch beim Trockenpressen bietet die gebildete Struktur des Filterkuchens große Vorteile. Das Trockenpressen erfolgt dadurch, daß die noch im Filterkuchen vorhandene Flüssigkeit mit einem flachen Stempel von oben aus dem Filterkuchen gepreßt wird. Die im Filterkuchen enthaltene Flüssigkeit wird dabei nach unten gedrückt und kann leicht zwischen den großen Teilchen und den Filtermaschen abfließen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ergeben sich also kürzere Trockensaugzeiten und ' hierdurch vergrößert sich die Leistung der Filtereinrichtung.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des eingangs erwähnten Verfahrens, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Absetzgefäß mit einer an dessen Unterseite angeordneten, steuerbaren Ausflußöffnung vorgesehen ist. Die aus Flüssigkeit und Feststoffteilchen bestehende Fitlertrübe kommt in dem Absetzgefäß zur Ruhe und es ergibt sich wegen des Absetzens der größeren Feststoffteilchen der erwünschte Trenneffekt.

Es ist an sich bekannt, eine Filtertrübe vor deren Aufbringen auf ein Filterband in einem besonderen Raum absetzen zu lassen. Bei diesem bekannten Verfahren bzw. bei dieser bekannten

909838/0828

11 821 rjr- 6 5.3.1979

Vorrichtung wird jedoch die im Absetzraum erzeugte Teilchenverteilung beim Aufbringen der Mischung auf das Filterband nicht aufrecht erhalten. Demzufolge können mit diesem bekannten Verfahren die erfindungsgemäßen Vorteile nicht erzielt werden.

So beschreibt beispielsweise die französische Patentschrift 2 296 453, Figur 2, ein Bandfilter mit einer Absetzkammer an der Zufuhrseite. Von der Absetzkammer wird die zu filternde Mischung auf das durch einen Filtertisch gestützte, sich schnell bewegende Filterband aufgebracht. Dabei kommen selbstverständlich die unteren, als erste abgeführten schwersten Feststoffteilchen in Bewegungsrichtung des Bandes gesehen, nach vorne und die leichten Feststoffteilchen nach hinten zu liegen.

Die US-Patentschrift 3 531 404 beschreibt ein Bandfilter mit einem vor dem Filter angeordneten Eindickgefäß, in dem die zu filternde Mischung konzentriert und dann über eine in der Nähe des Bodens dieses Eindickgefäßes mündende Leitung auf das Filterband gepumpt wird. Auch hier wird eine während des möglicherweise erfolgenden Absetzens erhaltene Teilchenverteilung beim Aufbringen auf das Band nicht aufrechterhalten: Die unteren, schwersten Teilchen kommen nach vorne und die leichteren Teilchen nach hinten.

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 a und

1 b schematische Längsschnitte durch ein Filtertuch mit Filterkuchen,

Figur 2 eine schematische Seitenansicht einer

ersten Ausführungsform der erfindungs— gemäßen Vorrichtung,

Figur 3 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

— 5—

9098 38/082$

11 821 . -τβ«· ?· 5. 3. 1979

Figur 4 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In Figur 1a ist ein Filterkuchen 1 scheraatisch dargestellt, der hauptsächlich aus Feststoffteilchen gleicher Größe gebildet ist. Aus Figur 1a ist die durch die natürliche Entwässerung entstandene Brückenbildung ersichtlich.

In Figur 1b ist schematisch dargestellt, daß der Filterkuchen aus zwei Schichten 1a und 1b besteht. Dieser Filterkuchen 1 ist aus einer Trübe gebildet, welche Feststoffteilchen unterschiedlicher Größe enthält. Der Filterkuchen 1 ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildet worden. In der Zeichnung sind die beiden Schichten 1a und 1b durch eine gestrichelte Linie getrennt. In der Praxis ergibt sich selbstverständlich ein allmählicher Übergang von kleineren Feststoffteilchen zu den größeren Feststoffteilchen. Die Schicht 1a, die oberhalb der gestrichelten Linie angeordnet ist, enthält Feststoffteilchen, welche so fein sind, daß sie Maschen des Filtermediums oder Filtertuchs 2 verstopfen könnten. Die unterhalb der gestrichelten Linie angeordnete Schicht 1b enthält hauptsächlich grobe Teilchen. Die Schicht 1b hält also die feinen Feststoffteilchen aus Schicht 1a auf, so daß das Filter nicht verstopfen kann und die zwischen den Teilchen vorhandene Flüssigkeit leicht über die relativ großen Räume zwischen den Teilchen von Schicht 1b durch das Filtermedium 2 entweichen kann.

Die in Figur 2 schematisch dargestellte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus einem Absetzgefäß, in welches die Mischung von Flüssigkeit und Feststoffteilchen chargenweise oder diskontinuierlich über ein Füllrohr 4 eingelassen wird. Der Boden 5 des Absetzgefäßes läuft konisch zu und mündet in eine Ausflußöffnung 6, die mittels einer Klappe 7 verschließbar ist. Oberhalb des Filterbandes sind wegklappbare Zugplatten 15,16 angeordnet.

-6-

909838/082«

11 821 -*g*- ° 5. 3. 19 79

Die im Absetzgefäß 3 enthaltene Mischung verbleibt solange darin, bis sich die groben Teilchen auf den Boden abgesetzt haben. Danach wird die Klappe 7 geöffnet und es fließen die groben Teilchen als erste auf das unter der Ausflußöffnung 6 gelegene Filterband. Die danach und zuletzt ausfließenden feinen Feststoffteilchen breiten sich in einer Schicht über die bereits auf dem Filterband liegenden groben Feststoffteilchen aus. Die Mischung der Teilchen liegt zwischen den Zugplatten 15 u.16. Die Zufuhr muß in der Weise erfolgen, daß die groben Feststoffteilchen nicht weggespült werden. Unter dem Filterband 2 ist ein Absaugkasten 17 dargestellt, der mit Vakuum beaufschlagt werden kann. Nach dem Aufbringen des zu filternden Materials kann das Band 2 verstellt werden.

Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Bei dieser Ausführungsform ist das Absetzgefäß 8 kippbar auf einer Welle 9 befestigt. Die dem Filter 2 zugekehrte Seite des Gefäßes ist mit einer Ausgußlippe 10 versehen. Im Abstand von der Seitenwand, welche die Ausgußlippe enthält, ist parallel zu der Seitenwand eine Platte 11 angeordnet. Zwischen der Unterseite der Platte 11 und dem Boden des Gefäßes ist eine Durchlaßöffnung 12 frei gelassen. Die Platte 11 schirmt die Ausgußlippe 10 in der Weise ab, daß die Mischung nur durch die Durchlaßöffnung 12 ausfließen kann. Das Absetzgefäß 8 ist mit einem pneumatischen oder hydraulischen Zylinder 13 verbunden, mit dem das Absetzgefäß um die Welle 9 gekippt werden kann. Auch bei dieser Ausführungsform befinden sich die wegklappbaren Zugplatten 15 und 16 oberhalb des Filterbandes 2.

Die Mischung wird über das Füllrohr 4 an der der Ausgußlippe abgewandten Seite der Platte 11 in das Absetzgefäß 8 eingefüllt. Sobald die groben Feststoffteilchen auf den Boden gesunken sind, wird das Absetzgefäß 8 gekippt, so daß die groben Feststoffteilchen als erste durch die Durchlaßöffnung 12 ausfließen und eine erste grobe Feststoffteilchenschicht 1b auf dem Filter 2 bilden. Danach wird das beim Ausgießen stillstehende Filterband wieder in Bewegung gesetzt. _₇_

909838/0829

11 821 -f- 5.3.1979

Bei der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform ist ein Teil der Rinne, in der das Filterband 2 sich bewegt, mit einer geschlossenen Bodenplatte 14 versehen. Oberhalb des Filterbandes 2 sind quer-'gestellte, nicht mitlaufende, wegklappbare Zugplatten 15 und 15 angeordnet, die gemeinsam mit der Platte und den Seiten der Rinne ein Absetzgefäß bilden. Die groben Teilchen setzen sich hierbei auf das Filter ab. Danach werden beim Fortbewegen des Bandes die Platten weggeklappt und es kann die Flüssigkeit mittels des Absaugkastens 17 abgesogen werden.

Zwischen dem Moment, an dem die zu filternde Mischung auf das Filterband gebracht wird und dem Moment, an dem der Absaugkasten 17 eingeschaltet wird, kann eine natürliche Entwässerung stattfinden, welche eine Brückenbildung zur Folge hat. Diese Brückenbildung wird durch die allmähliche Zuschaltung des Vakuums nicht unterbrochen. Der Absetzraum kann also auch von dem Raum oberhalb des Fitlerbandes 2 gebildet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat außer dem Effekt kürzerer Filterzeiten zur Folge, daß durch eine bessere Entwässerung des Filterkuchens ein besserer Auswascheffekt und ein trockeneres Endprodukt erzielt werden.

909838/0828

/IO

Leer seife

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Filtern einer aus Flüssigkeit und Feststoffteilchen bestehenden Filtertrübe, bei der die Filtertrübe auf ein Filtermedium aufgebracht und anschließend die Flüssigkeit abgesogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtertrübe zunächst einem Absetzraum für das Absetzen der Feststoffteilchen zugeführt wird, bevor sie auf das Filtermedium unter weitgehender Aufrechterhaltung der beim Absetzen entstandenen Teilchenanordnung aufgebracht und gefiltert wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Absetzgefäß (3) mit einer an seiner Unterseite angeordneten steuerbaren Ausflußöffnung (6) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Absetzgefäß (3) einen konisch zusammenlaufenden Boden (5) aufweist, der in die mittels einer Klappe (7) abschließbare Ausflußöffnung (6) mündet. '

4. Vorrichtung nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß das Absetzgefäß um eine horizontale Achse kippbar auf einer Welle (9) montiert ist, wobei eine Seitenwand des Absetzgefäßes (3) eine Ausgußlippe (10) aufweist und mit Abstand von dieser Seitenwand eine Rückhaltewand (11) angeordnet ist, welche zwischen ihrer Unterseite und dem Boden des Absetz— gefäßes eine Durchlaßöffnung (12) frei läßt.

909838/0826

-2-

COPV

821 -2- 5.3.1979

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennz e i c h η et, daß das Filter Zugplatten (15,16) aufweist, die gemeinsam mit einem unter dem Filter angeordneten dichten Boden (14) das Absetzgefäß bilden.

909838/0878

COPY