DE19521555C2 - Verfahren zur Trocknung eines Filterkuchens in einer Filterpresse und Filterplatte zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Verfahren zur Trocknung eines Filterkuchens in einer Filterpresse und Filterplatte zur Durchführung des Verfahrens.

Verfahren zur Trocknung eines Filterkuchens in einer aus mehreren Filterplatten aufgebauten Filterpresse, bei dem die zu filtrierende Suspension in die Filterkammern eingeleitet und das durch das Filtertuch gepreßte Filtrat auf einer aus einem Rinnensystem gebildeten Drainagefläche einem Auslauf zugeführt wird, und bei dem eine Trocknung des sich während der Filtrationphase in der Filterkammer aufbauenden Filterkuchens mittels durch die Filterkammer geführter trockener Luft erfolgt, wobei die trockene Luft jeweils von einer Randseite über die gesamte Breite der Drainagefläche auf der der Drainagefläche zugewandten Seite des Filtertuchs der Filterkammer zugeführt wird, über die gesamte Breite der Drainagefläche zur gegenüberliegenden Seite geleitet wird und dort randseitig wieder abströmt.

Weiter ist Gegenstand der Erfindung eine Filterplatte zur Durchführung des vorstehend genannten Verfahrens.

Zur Trocknung des Filterkuchens sind derzeit zwei grundsätzlich unterschiedliche Methoden aus der Praxis bekannt. Beim ersten Verfahren erfolgt die Trocknung in der Filterpresse, indem Preßluft längs des gleichen Weges gepreßt wird, den während der Filtration die Suspension bzw. das Filtrat nimmt. Dies bedeutet, daß die Luft durch den Filterkuchen hindurch gepreßt werden muß, was einen sehr hohen Energieaufwand erforderlich macht und im übrigen eine gleichmäßige Trocknung nicht gewährleisten kann, da eine unkontrollierte Luftführung erfolgt.

Die DE 37 13 419 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen eines Filterkuchens in einer Filterpresse, wobei nach der Filtrationphase der Filterkuchen durch mit Druckluft beaufschlagte Membranen ausgepreßt wird. Die Trocknung des Filterkuchens erfolgt dann, indem auf einer Seite Druckluft in die Filterkammer und durch den Filterkuchen geleitet und auf der gegenüberliegenden Seite aus der Filterkammer abgeleitet wird. Wesentlich ist dabei, daß dem Filterkuchen während des Durchleitens der Druckluft Wärme zugeführt wird. Dabei können die Druckluft oder der Filterkuchen selber erwärmt werden. Die dabei verwendete Vorrichtung weist keine Profilvorsprünge auf, die eine aus einem Rinnensystem bestehende Drainagefläche bilden. Die Druckluft muß damit zwangsläufig durch den Filterkuchen gepreßt werden was mit dem Verfahren ja auch beabsichtigt ist, jedoch die vorstehend bereits genannten Nachteile aufweist.

Die US 4 543 187 zeigt eine Filterpresse, bei der zur Material- und Gewichtseinsparung Rippen auf den Filterplatten angeordnet sind, die eine hohle Zellenstruktur, aber kein Rinnensystem bilden, das zur Führung von Flüssigkeit oder Gas geeignet wäre.

Eine weitere Möglichkeit der Trocknung des Filterkuchens ist die thermische Trocknung innerhalb der Filterpresse, bei der die Filterplatte aufgeheizt werden und zugleich an der Filtratseite ein Unterdruck erzeugt wird. Bei der thermischen Trocknung ist aber selbst unter Vakuum und bei hohem Wirkungsgrad ein großer Energieaufwand erforderlich. Darüberhinaus entstehen bei der thermischen Trocknung Brüden, die einer besonderen Nachbehandlung bedürfen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, daß bei möglichst geringem Energie-, Transport- und Arbeitsaufwand auch bei variierendem Filterkuchen nach der Filtration eine gleichmäßige Trocknung ohne das Auftreten von Emissionen erlaubt. Aufgabe der Erfindung ist weiterhin, eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens zur Verfügung zu stellen.

In verfahrensmäßiger Hinsicht wird diese Aufgabe durch das eingangs genannte Verfahren gelöst, daß den Vorteil bietet, daß die Luft über die gesamte Breite der Oberfläche des Filterkuchens hinwegströmt, wodurch bei geringem Energieaufwand eine gleichmäßigere und schnellere Trocknung erreicht wird. Insbesondere wird die Art der Luftführung hierbei nicht von der Art und Konsistenz des Filterkuchens selbst beeinflußt. Da weiterhin die Luft den Filterkuchen nicht selbst durchströmt, sondern auf der dem Filterkuchen abgewandten Seite des Filtertuches entlang geführt ist, werden Belastungen der Luft mit Emissionen sicher verhindert, Brüden entstehen nicht.

Bevorzugt ist dabei, wenn aus dem sich während der Filtrationsphase in der Filterkaminer aufbauenden Filterkuchen in einer sich anschließenden Abpreßphase vor dem Trocknen weiteres Filtrat entfernt wird, da sich so der Energieaufwand zum Trocknen des Filterkuchens reduziert.

Im Rahmen der Erfindung besteht weiterhin die Möglichkeit, daß die Luft unter niedrigem Druck in einem Umluftsystem geführt wird. Hierbei ist weiter vorgesehen, daß im Umluftsystem die Luftfeuchtigkeit durch einen Wärmetauscher auskondensiert wird. In diesem Zusammenhang besteht bedarfsweise auch die Möglichkeit, die der Filterpresse zur Trocknung zugeführte Luft zuvor zu erwärmen.

Zur Durchführung des Verfahrens ist eine Filterplatte vorgesehen, die zu mehreren eine Filterpresse bildet, bei der die randseitig dicht aneinander anliegenden Filterplatten zwischen sich Filterkammern bilden, in die hinein Einläufe für die zu filtrierende Suspension münden, wobei die Filterplatten mit einem Filtertuch belegte Profilvorsprünge aufweisen, die unter dem Filtertuch eine aus einem Rinnensystem für das Filtrat bestehende, an einem Auslauf angeschlossene Drainagefläche bilden, die Profilvorsprünge über die gesamte Drainagefläche parallel zueinander ausgerichtet sind und die zwischen dem Profilvorsprüngen gebildeten Rinnen endseitig jeweils in einen Sammelkanal münden, wobei die beiden Sammelkanäle beiderseits der Filterkammern angeordnet sind und sich durch das gesamte Paket der Filterplatten erstrecken. Die Parallelität der Profilvorsprünge ist dabei keine streng einzuhaltende Forderung, die auch durch im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtete Profilvorsprünge erfüllt ist.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind die Rillen über in die Mittelebene der Filterplatte verlaufende Verbindungskanäle mit den Sammelkanälen verbunden. Hierbei ist es weiter von Vorteil, wenn die sich beidseits der Filterplatte gegenüber liegenden Rinnen endseitig über einen Durchbruch miteinander verbunden sind und der Verbindungskanal in den Durchbruch mündet.

Um optimale Strömungsverhältnisse zu schaffen, soll der Querschnitt des Verbindungskanals sowie des Durchbruchs etwa den Querschnitt der in sie mündenden Rinnen entsprechen.

Entsprechend sollte der Querschnitt jedes der beiden Sammelkanäle der Summe der Querschnitte aller der in sie mündenden Verbindungskanäle aller Filterplatten entsprechen. Hierdurch wird erreicht, daß innerhalb des gesamten Systems der Filterpresse in etwa gleiche Strömungsgeschwindigkeiten auftreten, wodurch insbesondere Wirbelbildungen und ähnliches vermieden werden, was Anlaß für ungleichmäßige Trocknung oder einen ungünstigeren Wirkungsgrad sein könnte.

Unter diesen Gesichtspunkten ist es weiter von Vorteil, wenn die Verbindungskanäle parallel zueinander verlaufen und die Breite der Sammelkanäle der Breite der Drainagefläche entspricht. Aus diesem Grunde ist auch die Drainagefläche vorteilhafterweise rechteckig, vorzugsweise quadratisch.

Der Aufbau der einzelnen Filterplatte läßt sich dadurch besonders einfach gestalten, daß sie aus zwei gepreßten, in ihrer Mittelebene zusammengeschweißten Hälften besteht, wobei die miteinander zu verschweißenden Flächen rillenförmige Vertiefungen aufweisen, die die Verbindungskanäle bilden.

Schließlich kann auch vorgesehen sein, daß die Profilvorsprünge in geringem Abstand zu den Durchbrüchen einen querverlaufenden, nutförmigen Ausgleichskanal aufweisen.

Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Filterplatte nach der Erfindung, jedoch nur zu einem Viertel dargestellt,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1 längs der Linie A-A,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Gegenstand nach Fig. 2 längs der Linie B-B,

Fig. 4 einen Schnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1 längs der Linie C-C und

Fig. 5 einen Schnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1 längs der Linie D-D.

Die in der Zeichnung dargestellte Filterplatte ist vorgesehen zum Einbau in eine Filterpresse, die aus mehreren solcher Filterplatten aufgebaut ist. Bei einer solchen Filterpresse bilden jeweils zwei randseitig dicht einander anliegende Filterplatten zwischen sich Filterkammern 1, in die hinein Einläufe 2 für die zu filtrierende Suspension münden.

Die Filterplatten weisen Profilvorsprünge 3 auf, die mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Filtertuch belegt sind, wobei die Profilvorsprünge 3 unter dem Filtertuch ein Rinnensystem für das Filtrat bilden, das an einen Auslauf angeschlossen ist.

Die somit eine Drainagefläche bildenden Profilvorsprünge 3 sind, wie sich aus der Fig. 1 ergibt, parallel zueinander ausgerichtet, wobei die zwischen den Profilvorsprüngen 3 gebildeten Rinnen 4 endseitig jeweils in einen Sammelkanal 5 münden, der zugleich der Auslauf für das Filtrat ist. Die beiden Sammelkanäle 5 sind dabei beidseits der Filterkammern 1 angeordnet und erstrecken sich durch das gesamte Paket der Filterplatten hindurch.

Im einzelnen sind die Rinnen 4 über Verbindungskanäle 6 mit den Sammelkanälen 5 verbunden, wobei die Verbindungskanäle 6 in der Mittelebene der Filterplatte verlaufen. Diese Verbindungskanäle 6 sind ebenso wie die Rinnen 4 parallel zueinander ausgerichtet.

Wie sich insbesondere aus der Fig. 2 ersehen läßt, sind die beidseits der Filterplatte sich gegenüber stehenden Rinnen 4 endseitig über einen Durchbruch 7 miteinander verbunden, wobei der Verbindungskanal 6 in diesen Durchbruch 7 mündet. Die Abmessungen sind dabei so gewählt, daß der Querschnitt des Verbindungskanals 6 sowie des Durchbruchs 7 etwa dem Querschnitt der in sie mündenden Rinnen 4 entspricht. Dadurch wird insbesondere beim Durchleiten 6 der Luft ein einheitliches Strömungsgefüge erreicht, so daß auf dem gesamten Weg durch die Filterpresse die Luft mit etwa konstanter Geschwindigkeit strömt. Dazu sind auch die Sammelkanäle 5 so gestaltet, daß ihr Querschnitt etwa der Summe der Querschnitte aller der in sie mündenden Verbindungskanäle 6 aller Filterplatten entspricht.

Die Breite der Sammelkanäle 5 ist so gewählt, daß sie etwa der Breite der Drainagefläche entspricht, so daß auch die Verbindungskanäle 6 parallel ausgerichtet sein können. Die Drainagefläche ist hierzu rechteckig geformt und kann insbesondere auch quadratisch ausgebildet sein.

Wie die Fig. 2 erkennen läßt, besteht die Filterplatte aus zwei gepreßten, in ihrer Mittelebene zusammengeschweißten Hälften, wobei die miteinander zu verschweißenden Flächen rillenförmige Vertiefungen aufweisen, die die Verbindungskanäle 6 bilden.

Schließlich weisen die Profilvorsprünge 3 in geringem Abstand zu den Durchbrüchen einen querverlaufenden, nutförmigen Ausgleichskanal 8 auf, der im Ein- und Ausströmbereich zusätzlich einen gewissen Strömungsausgleich ermöglicht.

Dieser Aufbau der Filterplatte erlaubt, wie ohne weiteres ersichtlich, eine zu der gesamten Oberfläche des Filterkuchens parallele Luftführung unter vergleichsweise geringem Druck, wodurch mit minimalem Energieaufwand eine schnelle und gleichmäßige Trocknung des Filterkuchens erreicht wird. Die Luft kann dabei in in der Zeichnung nicht näher dargestellter Weise in einem geschlossenen Umluftsystem geführt werden, das Zusatzaggregate zur Entfernung der Luftfeuchtigkeit einerseits und zur Erwärmung der Luft andererseits aufweisen kann.

Claims (14)

1. Verfahren zur Trocknung eines Filterkuchens in einer aus mehreren Filterplatten aufgebauten Filterpresse, bei dem die zu filtrierende Suspension in die Filterkammern (1) eingeleitet und das durch das Filtertuch gepreßte Filtrat auf einer aus einem Rinnensystem gebildeten Drainagefläche einem Auslauf zugeführt wird, und bei dem eine Trocknung des sich während der Filtrationphase in der Filterkammer (1) aufbauenden Filterkuchens mittels durch die Filterkammer (1) geführter trockener Luft erfolgt, wobei die trockene Luft jeweils von einer Randseite über die gesamte Breite der Drainagefläche auf der der Drainagefläche zugewandten Seite des Filtertuchs der Filterkammer (1) zugeführt wird, über die gesamte Breite der Drainagefläche zur gegenüberliegenden Seite geleitet wird und dort randseitig wieder abströmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem sich während der Filtrationsphase in der Filterkammer (1) aufbauenden Filterkuchen in einer sich anschließenden Abpreßphase vor dem Trocknen weiteres Filtrat entfernt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft unter niedrigem Druck in einem Umluftsystem geführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Umluftsystem die Luftfeuchtigkeit durch einen Wärmetauscher auskondensiert wird.

5. Filterplatte zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 in einer Filterpresse, die aus mehreren solcher Filterplatten aufgebaut ist und bei der die randseitig dicht einander anliegenden Filterplatten zwischen sich Filterkammern (1) bilden, in die hinein Einläufe (2) für die zu filtrierende Suspension münden, wobei die Filterplatten mit einem Filtertuch belegte Profilvorsprünge (3) aufweisen, die unter dem Filtertuch eine aus einem Rinnensystem für das Filtrat bestehende, an einen Auslauf angeschlossene Drainagefläche bilden, die Profilvorsprünge (3) über die gesamte Drainagefläche parallel zueinander ausgerichtet sind und die zwischen den Profilvorsprüngen (3) gebildeten Rinnen (4) endseitig jeweils in einen Sammelkanal (5) münden, wobei die beiden Sammelkanäle (5) beidseits der Filterkammern (1) angeordnet sind und sich durch das gesamte Paket der Filterplatten erstrecken.

6. Filterplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinnen (4) über in der Mittelebene der Filterplatte verlaufende Verbindungskanäle (6) mit den Sammelkanälen (5) verbunden sind.

7. Filterplatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die sich beidseits der Filterplatte gegenüberliegenden Rinnen (4) endseitig über einen Durchbruch (7) miteinander verbunden sind und der Verbindungskanal (6) in den Durchbruch (7) mündet.

8. Filterplatte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Verbindungskanals (6) sowie des Durchbruchs (7) etwa dem Querschnitt der in sie mündenden Rinnen (4) entspricht.

9. Filterplatte nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt jedes der beiden Sammelkanäle (5) der Summe der Querschnitte aller der in sie mündenden Verbindungskanäle (6) aller Filterplatten entspricht.

10. Filterplatte nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskanäle (6) parallel zueinander verlaufen und die Breite der Sammelkanäle (5) der Breite der Drainagefläche entspricht.

11. Filterplatte nach den Ansprüchen 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Drainagefläche rechteckig ist.

12. Filterplatte nach den Ansprüchen 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Drainagefläche quadratisch ist.

13. Filterplatte nach den Ansprüchen 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei gepreßten, in ihrer Mittelebene zusammengeschweißten Hälften besteht, wobei die miteinander zu verschweißenden Flächen rillenförmige Vertiefungen aufweisen, die die Verbindungskanäle (6) bilden.

14. Filterplatte nach den Ansprüchen 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilvorsprünge (3) in geringem Abstand zu den Durchbrüchen (7) einen quer verlaufenden, nutförmigen Ausgleichkanal (8) aufweisen.