DE2818340C2 - Flüssigkeits-Feststoff-Filter, insbesondere Restvolumen-Anschwemmfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeits-Feststoff-Fiker, insbes. zur Restvolumen-Anschwemmfiltration, mit beweglichen, hängend angeordneten Schlauchfilterelementen, die in einem Druckbehälter untergebracht sind und deren schlauchförmige, im Inneren von einem zwischen einem Kopfstück mit zentralem Ablaufkanal mit angeschlossenem Zentralrohr und einem Bodenstück angeordneten Stützkörper mit abgerundeten durch Querverstrebungen gegenüber dem Zentralrohr abgestützten Stützteilen getragenem Filtergewebe beim Abwerfen in Gegenrichtung zur von außen nach innen gerichteten Filtrationsrichtung eine radiale Bewegung ausführen.

Ein Anschwemmfilter dieser Art ist aus der DE-OS 86125 bekannt. Die rückspülbaren Filterelemente bestehen aus einzelnen Kerzenringen oder Ringkränzen mit achsparallel verlaufenden, eng beieinanderliegenden Rippen, auf denen sich der Filterschlauch abstützt Ein Filterrohr, über das die Kerzenringe gezogen sind, weist längs seiner ganzen Länge die Möglichkeit des Durchtritts von Filtrat und Rückspülmedium zum zentralen Kanal auf. Ein solches, in der Fertigung der Kerzenringe aufwendiges Schlauchfilterelement eignet sich daher nicht zur Restvolumenfiltration.

Es ist ein Schlauchfilterelement bekannt (DE-GM 66 10 766), das sich auch zur Restvolumenfiltration eignet, da es ein durchgehendes Zentralrohr aufweist Dieses ist jedoch am unteren Ende durch ein Rückschlagventil verschlossen, das einen höheren Filtrationsgegendruck bewirkt und die für einen Filterkuchenabwurf mögliche Druckerhöhung begrenzt Der Aufbau dieses Filterelements ist vergleichsweise verwickelt und hat einen durch viele Querschnittsverengungen und Richtungsänderungen gestörten Strömungsverlauf. Das

ίο Rückschlagventil bedingt, daß eine Restvolumenfiltration nicht in dem Umfange möglich ist, wie es im allgemeinen erwünscht ist

Ferner ist ein Anschwemmfilter bekannt (DE-PS 10 07 294), dessen Filterschlauch als in Längsrichtung verlängerbarer Faltenbalg ausgebildet ist, dessen Inneres mittels einer federnden Drahtwendel ausgesteift ist Fehlen die Versteifungselemente, ist der Faltenbalg über eine im unteren freien Teil befestigte Zugfeder vorgespannt

Bei einem ähnlichen bekannten Filterelement (DE-PS 16 11 093) wird der Filterschlauch durch abgerundete, durch Stützringe gehaltene Längsrippen von innen abgestützt Da ein Zentralrohr völlig fehlt, ist eine Restvolumenfiltration nicht möglich.

Nachteilig bei diesen Filterelementen ist, daß, um eine Bewegung zur Abwerfung des Filterkuchens zu erzielen, mechanisch bewegte Teile wie Drahtwendel oder Zugfeder erforderlich- sind, die einer erhöhten Abnutzung und Ermüdung ausgesetzt sind. Auch der Filterschlauch selbst unterliegt Ermüdungserscheinungen. Während der Filtration können Störungen auftreten. Bei Druckschwankungen erzeugen mechanische Einbauten Gegenkräfte, die vorzeitiges Brechen oder Abwerfen des Filterkuchens bewirken könnten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Filter dahingehend fortzuentwickeln, daß eine störungsfreie Filtration, eine schnelle und vollständige Entfernung des Filterkuchens ohne Einbau beweglicher Teile sowie eine Restvolumenfiltration ermöglicht sind.

Diese Aufgabe ist für das eingangs genannte Filter erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stützteile achsparallel Stützstäbe sind, über die das schlauchförmige Filtergewebe gezogen ist, daß das Bodenstück geschlossen ist, und daß das Zentralrohr über seine ganze Länge geschlossen ist und bis kurz über das Bodenstück reicht.

Ausgestaltungen und Abwandlungen des Filters ergeben sich aus den Unteransprüchen 3 bis 5.

Das erfindungsgemäße Filter hat sich als außerordentlich betriebssicher bei einfachem Aufbau erwiesen. Eine Störanfälligkeit aufgrund bewegter Teile ist vermieden. Die Druckluft zum Abwerfen des Filterkuchens kann direkt über das Zentralrohr aufgegeben werden.

Der Filterkuchen wird durch Rückblasen entfernt. Das Filterelement ist so gestaltet, daß das Filtergewebe lediglich an den abgerundeten Kanten der wenigen starren Stützstäbe in an sich bekannter Weise aufliegt und somit das Verhältnis von Stützschicht und freiem Durchgang des Filtergewebes für das Filtrat wesentlich günstiger ist Es ist auch besser, als bei der eingangs genannten bekannten Ventilkerze, bei der eine große Anzahl von abgerundeten Stützrippen vorgesehen ist Die Vergrößerung der wirksamen Filterfläche ist noch besser als bei den bekannten Filterelementen. Dies wird insbes. durch die parallelen abgerundeten Längsstäbe erzielt, von denen nur wenige erforderlich sind. Die Auflagefläche des Filtergewebes ist so ganz offensichtlich ge-

ringer als bei den bekannten Filterelementen. Durch die Ausbildung des Zentralrohrs wird das Problem der Restvolumenfiltration vollkommen gelöst Gegenüber einem perforierten Zentralrohr kann die zu filtrierende Flüssigkeit bis auf einen sehr geringen Rest vollständig ausfiltriert werden, was bei hochwertigen Stoffen von großem wirtschaftichem Vorteil ist Der Durchmesser des Zentralrohrs zum Durchmesser des Filtere! ements soll relativ klein sein, so daß beim Durchblasen beispielsweise mit Laft in Filtrationsrichtung durch große Geschwindigkeit Flüssigkeit mit der Luft mitgerissen wird, wodurch eine raschere Trocknung erzielt werden kann. Aber auch während der Rückspülung sowie bei der Entfernung des Filterkuchens ist es von Vorteil, wenn die Luft unten eintritt und augenblicklich den Zwischenraum zwischem dem Zentralrohr und dem Filtergewebe füllt Durch Gegendruck oder Druckstöße erfolgt somit eine Bewegung des Filtergewebes, wodurch der Kuchen leicht und vollständig abgeworfen wird.

Während der Filtration wird das Filtergewebe leicht in die Räume zwischen den Stützstäben hineingedrückt, jedoch nur so weit, daß noch genügend Zwischenraum zum Abfluß des Klarlaufes vorhanden bleibt '»Während des Kuchenabwurfs wird das Filtergewebe in entgegengesetzte Richtung etwas nach außen gedruckt. Auch hier kann durch Luftstöße eine pulsierende Bewegung erzeugt werden.

Ein Flüssigkeits-Feststoff-Filter nach der Erfindung und eine Ausführungsformen der Stützkörper für die Filterschläuche sind anhand der Zeichnung näher erläutert, in der zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Filterbehälter mit hängend angeordneten Schlauchfilterelementen,

F i g. 2 ein einzelnes Schlauchfilterelement im Längsschnitt,

F i g. 3 ein Schlauchfilterelement im Querschnitt mit Längsstäben während der Filtration, und

F i g. 4 das Schlauchfilterelement nach F i g. 3 im Querschnitt während der Rückspülung.

F i g. 1 zeigt einen nach unten konisch zulaufenden, zylindrischen l^;ilterdruckbehälter 1 mit einem seitlichen Eintrittsstutzen 2 im unteren Konus für die zu filtrierende Suspension, einen seitlichen Austrittsstutzen 3 für den Klarlauf im oberen Teil, eine mittige Austragsöffnung 4 für die Filtrationsrückstände an der Spitze des Konus sowie einen Entlüftungsstutzen 5 im Deckel 6. Der abnehmbar ausgebildete gewölbte Deckel 6 ist über Flansche 7 mit dem zylindrischen Teil des Druckbehälters 1 verbunden. Im Druckbehälter sind Filterelemente 8 in bekannter Weise hängend an einem Sammelrohr 9 befestigt, das im Austrittssiutzen 3 endet

Das in Fig. 2 dargestellte Filterelement 8 hat drei oder mehr Stützstäbe 10, die im oberen Teil des Fiiterelementes in bekannter Weise an einem nach unten kegelförmig auslaufenden Kopfstück 11 befestigt sind. Die kegelförmige Form der Befestigung hat den Vorteil, daß ein am zylindrischen Teil befestigtes schiauchförmiges Filtergewebe 18 durch die Wölbung beim Übergang zum Kegel nicht über eine scharfe Kant? abgeknickt wird. Hierdurch wird eine höhere Lebensdauer des durch die eingangs genannte pulsierende Bewegung stark beanspruchten Filtergewebes erreicht Im freien unteren Teil erfolgt die Befestigung an einem aus gleichen Gründen nach oben konischen Bodenstück 12. Es können je nach Länge des Filterelements 8 ein oder mehrere radial gerichtete Querverstrebungen 13 vorgesehen werden. Im Inneren des Filterelements 8 befindet sich ein Zentralrohr K für den Klarlauf, welches bis kurz über das Bodenstück 12 reicht und durch das kegelförmige Kopfstück 11 hindurchführt und eine untere Öffnung 15 und eine obere öffnung 16 aufweist Um das Zentralrohr 14 herum kann noch ein Stützgitter 17 angebracht sein. Das eigentliche Filtergewebe 18 ist schlauch- oder strumpfförmig über die Stützstäbe 10 gezogen und mit bekannten Mitteln in bekannter Weise mit einem Spannring 19 in einer Aussparung des Kopfstücks 11 befestigt.

ίο Die F i g. 3 und 4 zeigen Querschnitte durch das Filterelement 8, wobei F i g. 3 den Zustand während der Filtration und Fig.4 den Zustand während des Abwurfs des Filterkuchens bzw. während der Rückspülung wiedergeben.

Werden festere Filtergewebe verwendet, wie Metallgewebe eto, so kann die Reinigung der Filterelemente verbessert werden, wenn die Filterflächen leicht nach innen verformt sind. Auch bei Filtergeweben aus Metallfasern ist die Bewegung sehr klein, so daß keine Gefahr eines Zerreißens besteht

Die Ausführung mit Metallgeweben '.5t vor allem dort günstig, wo Höchsttemperaturen angewandt werden, wie beispielsweise bei der Filtration von hydrierter Kohle bei der Kohleverflüssigung, bei der zur mechanisehen Beanspruchung noch eine hohe thermische Beanspruchung hinzukommt, die ebenfalls aufgenommen werden muß.

Während der Filtration tritt die zu filtrierende Flüssigkeit bzw. Suspension, die auch ein Filterhilfsmittel enthalten kann, durch den Eintrittsstftzen 2 in den Druckbehälter 1 ein. Durch den Flüssigkeitsdruck wird das Filtergewebe 18, welches auf den Stützstäben 10 aufliegt, gegen den freien Innenraum gewölbt Die Feststoffe lagern sich auf den Filtergeweben 18 der Filterelemente 8 ab und bauen einen Filterkuchen auf. Nach Durchtritt der Flüssigkeit durch den Filterkuchen wird das Klarfiltrat zum Eintritt in die untere Öffnung 15 des Zentralrohrs 14 gezwungen, steigt in diesem hoch, verläßt durch die obere öffnung 16 das Filterelement S und über das Sammelrohr 9 und den Austrittsstutzen 3 den Filterbehälter. Nach beendeter Filiration kann der Filtei ^::uchen in Filtrationsrichtung durch Gaszufuhr, beispielsweise über die Entlüftungsleitung 5, getrocknet werden. Die Entfernung des getrockneten Filterkuchens erfolgt durch Druckluft oder Gas entgegen der Filtrationsrichtung, beispielsweise über uen Ausirittsstutzen 3 und das Sammelrohr 9. Die Anordnung der Filterelemente kann so vorgesehen werden, daß diese gruppenweise mit Druckluft beaufschlagt werden können. Durch Druckluftstöße wirdtfas Filtergewebe ruckartig nach außen gedrückt und geglättet, siehe F i g. 4, wodurch der Filterkuchen abgeworfen wird. Nach Austragung des Filterkuchens über die Austrageöffnung 4 im Boden, des Filterbehälters, nach öffnung eines nicht gezeigten Verschlusses, kann zur weiteren Reinigung der Filtergewebe mit Reinigungslösung rückgespüit werden.

Es kann jede Art von Polyedern in der Querschnittsform vorgesehen werden. Die Auswahl des Polyeders richtet sich nach de: Größe des Filterelements, des zu verwendenden Filtergewebes und so weiter.

Wie schon erwähnt, hängt die Auswahl des Grundquerschnittes von der Größe, d. h. dem Durchmesser des Filterelements einerseits und von der Auswahl des Filtergewebes andererseits ab. Die »freie« bewegliche Distanz für das Filtergewebe zwischen den Auflagepunkten soll so gewählt werden, daß die Bewegungsmöglichkeit des Filtergewebes möglichst groß ist aber

nicht so, daß eine bleibende Verformung auftritt. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Schlauchfilters ist die rasche und vollständige Entfernung des trokkenen Filterkuchensohne Einbau beweglicher Teile.

Die Filterelemente eignen sich auch für die Filtration durch feine Metallgewebe, wenn solche verwendet sind, die möglichst beweglich sind, also ähnlich aufgebaut sind, M'ie Bandfiltergewebe, um eine Überbeanspruchung der sich bewegenden Drahtmaschen zu vermeiden. Eü können auch Doppellagen-Filtergewebe ver wendet werden, d. h. ein äußeres eigentliches Feingewebe und ein inneres gröberes Stützgewebe. In diesem Fall bewegt sich das äußere Filtergewebe beim Abwerfen des Kuchens, wiihrend das innere gröbere Stützgewebe die nach innen gerichtete Form beibehält. Durch die leichte Bewegung der Metallgewebe verschieben sich die Drähte etwas gegeneinander und lösen ausgetrocknete Schmut/teile, wodurch eine dauernde Verkrustung verhindert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Flüssigkeits-Feststoff-Füter, insbes. Restvolumen-Anschwemmfilter mit beweglichen, hängend angeordneten Schlauchfilterelementen, die in einem Druckbehälter untergebracht sind und deren schlauchförmige, im Inneren von einem zwischen einem Kopfstück mit zentralem Ablaufkanal mit angeschlossenem Zentralrohr und einem Bodenstück angeordneten Stützkörper mit abgerundeten durch Querverstrebungen gegenüber dem Zentralrohr abgestützten Stützteilen getragenem Filtergewebe beim Abwerfen in Gegenrichtung zur von außen nach innen gerichteten Filtrationsrichtung eine radiale Bewegung ausführen, dadurch gekennzeichnet,

daß die Stützteile achsparallele Stützstäbe (10) sind, über die das schlauchförmige Filtergewebe gezogen ist,

daß das Bodenstück (12) geschlossen ist, und
daß das Zentralrohr (14) über seine ganze Länge geschlossen ist und bis kurz über das Bodenstück (12) reicht

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfstück (11) und/oder das Bodenstück (12) zum Zentralrohr (14) hin konisch zulaufen.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß 3 bis 5 Stützstäbe (10) in gleichem Winkelabstand vorgesehen sind.

4. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergewebe der Filterelemente (8) aus einem äußeren, feinmaschigen und einem inneren, grobmaschigen Gewebe besteht

5. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente (8) mit einem Filtergewebe aus rostfreiem Stahlfasergewebe bespannt sind.