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Vorrichtung zum Filtrieren von Gemischen fester und flüssiger Stoffe
und zum Auswaschen des Filterkuchens Das Trennen von Gemischen fester und flüssiger
Stoffe und das Auswaschen der festen Rückstände auf waagerechten Filterflächen bietet
dem Arbeiten mit anders ausgebildeten Vorrichtungen, vor allem den Trommeldrehfiltern
gegenüber. den besonderen Vorteil, daß die Filterkuchenbildung mehr oder weniger
von selbst unter Ausnutzung der Schwerkraft vor sich geht, während z. B. bei einem
Trommeldrehfilter mit unterem Rohstofftrog der Kuchen erst durch die Saugkraft entgegen
der Schwerkraft gebildet werden muß. Ein weiterer Vorteil solcher Einrichtungen
besteht darin, daß man es bei ihnen ohne weiteres in der Hand hat, beliebig dicke
Filterkuchen zu erzeugen, während man z. B. bei Trommeldrehfiltern, insbesondere
wenn schwer filtrierende Schlämme zu verarbeiten sind, nur geringe Kuchendicken
erzielen kann.
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Die Planzellendrehfilter erfordern ferner ebenso wie die Trommeidrehtilter
Steuerköpfe, durch die der Betrieb verteuert und erschwert wird.
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Die bekannten Bandfilter, bei welchen ein gegebenenfalls noch durch
ein besonderes Tragband unterstütztes endloses Filterband mittels Rollen über Saugkästen
geführt wird., haben auch wieder erhebliche Nachteile, die den durch sie an sich
gebotenen Vorteil des ununterbrochenen Arbeitens wieder aufheben.
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Sie weisen nämlich entweder eine nur höchst mangelhafte Abdichtung
zwischen Filterband und Saugkasten auf, so daß erhebliche Saugverluste entstehen,
welche das Filtriervermögen und die Wirtschaftlichkeit des ganzen Betriebes beeinträchtigen,
oder sie suchen eine wenigstens einigermaßen brauchbare Abdichtung durch alle möglichen
verwickelten Zusatzmaßnahmen bzw. -vorrichtungen, z. B. mittels Flüssigkeit, Nutenführung,
Klemmen u. dgl., zu erreichen, welche den Betrieb umständlich und kostspielig machen
und häufige Störungen verursachen, trotzdem aber keine wirklich brauchbare Abdichtung
bieten.
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Nach vorliegender Erfindung gelingt es nun, unter Anwendung des bekannten,
über Saugkästen laufenden endlosen Filterbandes die Filtration und Ausxvaschung
auf waagerechten Filterflächen auf höchst einfache und in ihrer Wirkung überraschende
Weise und eine gute Abdichtung sicherzustelien, d. h. also, die bei den bekannten
endlosen Filterbändern bestehenden Nachteile zu beheben.
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Dies geschieht erfindungsgemäß derart, daß das Filtrieren und Auswaschen
der mehr oder weniger flüssigen Gemische fester und flüssiger Stoffe auf einem mittels
Rollen über Saugkästen geführten, mit Öffnungen versehenen endlosen Band aus elastischem
Material, z. B. Gummi erfolgt, welches in bekannter Weise mit einem geeigneten Filtermittel,
z. B.
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Filtertuch, belegt ist und mit seiner glatten Unterseite derart selbstdichtend,
d. h. ohne irgendwelche besonderen Abdichtungshilfsmittel,
über
die ebenfalls glatten, ebenen Auflageränder eines oder mehrerer unterhalb der oberen
Traghandbahn angeordneter Saugkästen geführt wird, daß dessen oder deren lichte
oeffnung jeweils nur von einem Bruchteil der Tragbandbreite abgedeckt ist.
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In diesen Saugkästen werden Filtrate gemeinsam oder getrennt abgesaugt,
während der auf dem Filtermittel gebildete Filterkuchen während der Bewegungsumkehr
des endlosen Bandes von demselben abgenommen oder zweckmäßig selbsttätig abgeworfen
wird.
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Besonders vorteilhaft erweist es sich, das elastische Tragband mit
hochstehenden seit- -lichen Verstärkungsrändern zu versehen, zwischen welchen das
Filtermittel und gegebenenfalls ein Zwischenband angeordnet sind. Die zu filtrierende
Masse wird hierdurch am Entweichen nach den Seiten verhindert, und die Waschlösungen
können in verschiedenen Höhen über dem Filterkuchen angestaut werden.
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Die beim Auswaschen sonst leicht auftretende Rißbildung innerhalb
des Filterkuchens läßt sich bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung leicht vollkommen
vermeiden, da es z. B. -durch entsprechende Anordnung der Zuführung der Waschlösungen
ohne weiteres möglich ist, den Filterkuchen dauernd mit Flüssigkeit bedeckt zu haben,
und es auch sonst keine Schwierigkeiten bereitet den gesamten Filtrier- und Waschvorgang
in jeder Stufe zu beobachten.
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Die Auswaschung des Filterkuchens kann leicht dadurch erfolgen, daß
über dem oder den Saugkästen und dem endlosen Band in bekannter Weise verstellbalne
Düsen oder sonstige Organe für die Zuführung der Waschflüssigkeit angeordnet werden.
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Bei einem Arbeiten gemäß der Erfindung überrascht besonders der Umstand,
daß es dabei möglich ist, das elastische Tragband iiber den Saugkasten mit zweckmäßig
regulierbarer Geschwindigkeit hinwegzuführen, ohne daß hierdurch wesentliche, pralttlsch'
ins Gewicht fallende Saugverluste auftreten, d. h. der in dem Saugkasten herrschende
Unterdruck bleibt aufrechterhalten, während das mit dem zu filtrierenden Material
bedeckte elastische Band über denselben hinweggleitet. Es handelt sich dabei also
um eine reine Flächendichtung, welche, ohne daß irgendwelche besonderen Abdichtungsmaßnahmen
bzw. -vorrichtungen notwendig sind, in einfachster und allen Anforderungen genügender
Weise dadurch erzielt wird, daß das Tragband mit seiner glatten Unterseite über
die ebenfalls ebenen und glatten, z. B. aus Hartgummi oder Metall hergestellten
breiten Auflageränder der Saugkästen, sich an diese anscluniegend, geführt ist.
Die Dichtung zwischen der Unterseite des Tragbandes und dem Saugkasten ist dabei
so gut, daß Saugverluste hier kaum auftreten. So wurde z. B. im Betrieb im Saugkasten
ein Unterdruck von 6io mm gemessen, während die Fi]tratsammelbehälter unter einem
Unterdruck von 640 bis 650mm standen.
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Zwischen dem elastischen Tragband und dem z. B. aus Wolle, Baumwolle,
Seide o. dgl. bestehenden Filtermittel, z. B. Filtertuch, kann mit Vorteil auch
noch ein besonderes, vorzugsweise elastisches lendloses Band angeordnet werden,
welches' porös, -perforiert oder auf sonstige Weise durchlässig gehalten und auf
seiner Innenseite ebenfalls mit Rippen o. dgl. versehen ist, so daß zwischen ihm
und dem Tragband Hohlräume entstehen, welche der Flüssigkeit Durchgang gestatten.
Auch dieses Zwischenband kann z. B. aus Gummi, etwa vom Härtegrad des Luftreifenkautschuks,
oder sonstigem geeignetem, gegebenenfalls mit @ Verstärkungseinlagen aus Gewebe
o. dgl. versehenem elastischem@Baustoff genügender Festigkeit bestehen, wie überhaupt
Gummi für die vorliegenden Zwecke einen bes onders geeigneten B.austoff darstellt,
insbesondere für den Fall, daß saure Lösungen zu verarbeiten sind. In dieser Hinsicht
haben sich auch poröse Gummibahnen als Filtermittel als sehr brauchbar erwiesen.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es auch ohne jede Schwierigkeit
oder besondere verwickelte Vorrichtungen oder gar Unterbrechung des Gesamtbetriebes
möglich, das auf dem Tragband bzw. dem Zwischenband angeordnete Filtermittel dauernd
oder mit Unterbrechungen auszuwaschen. Dies kann in einfachster Weise z. B. dadurch
erfolgen, daß man dasselbe in bekannter Weise während der Rückführung des endlosen
Bandes mit Wasser oder sonstigen jeweils geeigneten Flüssigkeiten, welche man auf
der Rückseite des Tragbandes oder gegen das Filtermittel selbst aufspült, auswäscht.
Andererseits kann man aber z. B. auch derart verfahren, daß man das in Form eines
endlosen Bandes ausgebildete Filtermittel in bekannter Weise länger ausbildet als
das Tragband oder das Zwischenband und bei der Rückführung dann für sich, d. h.
getrennt von Tragband Zwischenband, auswäsclit.-Die Möglichkeit, das Filtermittel
im Betrieb dauernd zu reinigen, führt zu einer, erheblichen Erhöhung der Haltbarkeit
desselben bei der Filtrierung ätzender Lösungen und erhält seine Durchlässigkeit.
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Es ist auch unter Umständen vorteilhaft und ohne weiteres möglich,
das Zwischenband, welches gegebenenfalls zwischen Filtermittel und Tragband liegt,
länger zu halten als das letztere, aber kürzer als das erstere, so daß man auch
dieses Zwischenband für
sich bequem und nach Belieben auswaschen
kann.
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Der Erfindungsgegenstand gestattet auch, das Filtertuch jederzeit
während des Betriebes auszuwechseln. Sobald man das Filtertuch aus irgendwelchen
Gründen auszuwechseln wünscht, durchschneidet man dasselbe während des Rücklaufes
und heftet das neue Tuch an das weiterlaufende Ende des alten Tuches an. Auf diese
Weise wird das neue Tuch selbsttätig über den oder die Saugkästen gezogen. Nachdem
das vordere Ende des neuen Tuches den Saugkasten überschritten hat und sich auf
der Rückführung befindet, wird es von dem alten Tuch getrennt und mit dem hinteren
Ende des neuen Tuches zusammengeheftet. Die Umlaufgeschwindigkeiten der Bänder sind
dabei so bemessen, daß diese Maßnahmen leicht vorgenommen werden können, ohne daß
man gezwungen ist, den Betrieb zu unterbrechen.
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In der Zeichnung ist eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in beispielsweiser
Aus; führungsform in Fig. 1 und 2 schematisch dargestellt. a stellt ein elastisches,
mit Öffnungen und erhöhten Rändern aus demselben elastischen Baustoff versehenes
endloses Tragband, z. B. aus Gummi, dar, welches in waagerechter Ebene in der angegebenen
Pfeilrichtung um die Rollen, und b2 geführt ist, von welchen mindestens die eine
angetrieben wird. c stellt den gegebenenfalls verstellbar. angeordneten Saugkasten
mit den geglätteten breiten Rändern c1 dar, über welche das umlaufende Band unter
völlig selbsttätig wirkender Flächendichtung hinweggleitet. Auf das Tragband a ist
das ebenfalls in Form eines endlosen Bandes ausgebildete Filtertuch e aufgelegt,
welches mit gleicher Geschwindigkeit wie das elastische Tragband a umläuft, auf
dem es über den Saugkasten festgesaugt lagert. Zwischen dem Tragband und dem Filtertuch
kann, wie bereits gesagt, vorteilhafterweise auch noch ein gelochtes Zwischenband
d (Fig. 3) mit nach der Innenseite hervorragenden Rippen 0 angeordnet werden, um
so die Bildung von Zellen oder Hohlräumen n1 auf der Oberfläche des Tragbandes a
zu erzielen und damit eine gleichmäßige Verteilung des Unterdrucks unter dem Filtertuch
und gleichzeitig auch ein Festsaugen des Filtermittels auf dem Zwischenband und
dem Tragband zu erreichen. Die Rückführung des Filterbandes e kann entweder in der
Richtung des Pfeiles P1 oder in räumlicher Trennung von dem Band a, z. B. in Richtung
des Pfeiles P2, erfolgen. In ersterem Falle liegt das Filterband e und das Zwischenband
d auch während der Rückführung dicht an dem Tragband a an, und die Auswaschung kann
entweder z. B. mittels der Düsen f1 und f2 oder auch von unten her erfolgen. Im
anderen Falle aber, der als der im allgemeinen vorteilhafteste zu gelten hat, läuft
das längere Filtertuchbande e, in dem unteren Teil der Vorrichtung getrennt von
dem Tragband a und kann so, z. B. in bekannter Weise mittels der Düseg, auch unmitbelbar
von oben her ausgewaschen werden.
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Die Bildung des Filterkuchens h erfolgt auf dem Filterband oberhalb
des Saugkastens, dort, wo die zu filtrierende oder auszuwaschende Masse bei k aufgegeben
wird. Die Auswaschung des Filterkuchens, gegebenenfalls in einzelnen Waschabschnitben,
erfolgt z. B. mit Hilfe der Düsen i1 bis i3. Aus dem Saugkasten c wird das Filtrat
und gegebenenfalls die einzelnen Waschfiltrate z. B. durch die Stutzen l1 bis l4
abgesaugt. Das Abwerfen des fertig ausgewaschenen Filterkuchens erfolgt selbsttätig
bei m. n (Fig. 3) sind die Löcher bzw. Öffnungen in dem elastischen Tragband a,
die zweckmäßig, wie in der Figur dargestellt, nur innerhalb des inneren Streifenbeiles
desselben angeordnet sind, welcher über die obere Öffnung des Saugkastens c hinwegläuft.
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Das elastische Tragband wird, wie oben bereits erwähnt, zweckmäßig
mit hochstehenden seitlichen Rändern a1 und a2 versehen, zwischen denen dann das
Filtermittel und gegebenenfalls das Zwischenband angeordnet sind und der Filterkuchen
Platz findet.
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Fig. 3 stellt einen Querschnitt durch das Tragband a mit dem aufgelegten
durchlässigen Ziwschenband d und dem eigentlichen Filtermittel e dar. a1 bezeichnet
die eine der hochstehenden Kanten des Tragbandes, n die Löcher : im Tragband, die
über die Saugkastenöffnung laufen.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist mit besonderem Vorteil z.
B. bei der Phosphorsäureherstellung sowie für alle die Zwecke anwendbar, bei denen
es sich darum handelt, Flüssigkeiten aus Gemischen derselben mit Feststoffteiien
in möglichst unveränderter Stärke und vollständigen Ausbeuten wiederzugewinnen und
dabei gleichzeitig die Festteile auszuwaschen. Die Vorrichtung ist also auf das
vorteilhafteste auch in allen den Fällen zu verwenden, in denen es sich um Auswaschung
und Abscheidung von Kristallen aus der Mutterlauge handelt, die im Betrieb wieder
verwendet werden soll. In der Zuckerindustrie z. B. besteht die Möglichkeit, den
Zuckersaft nach der Saturation vollständig von dem Saturationsschlamm abzutrennen
und diesen gleichzeitig auszuwaschen, und zwar ohne daß das Schlammwaschwasser von
geringem Zuckergehalt sich mit dem Saftfiltrat mischt. In der Brauerei ergibt sich
dieselbe
Möglichk, eit bei der Auslaugung der Maische. In der metallurgischen Industrie läßt
sich die Vorrichtung mit den gleichen Vorteilen bei der Abtrennung z. B. des Zementkuipfers
von der Sulfatlösung verwenden.
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Es sei weiter verwiesen auf die stufenweise Gerinnung der verschiedenen
Kalisalze aus den Rohsalzlaugen, welche mehrere. der Salze enthalten.
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Aber nicht unter dort, wo die Wiedergewinnung der Laugen in möglichst
hoher Dichte die Hauptaufgabe ist, sondern auch dort, wo der feste Bestandteil des
Gemisches in mög-Iichst reiner und gut ausgewaschener Form gewonnen werden soll,
bietet die Verwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung besondere Vorteile. Es
sei hierfür nur-als Beispiel erwähnt die Industrie der anorganischen Farbstoffe,
wie Litophone, Bariumsulfat usw., die Gewinnung von kristallisierten Düngemitteln
aller Art, die Salzindustrie, die Zementindustrie u. dgl. mehr.