Совместными
усилиями
к общему успеху...
с_1997 года
"ИНТЕХ ГмбХ"
Bei diesem Filtertyp handelt es sich um ein Gerät, das unter Vakuum im Dauerbetrieb funktioniert. In einem Vakuumfilter stimmt die Filtratbewegung mit der Richtung der Schwerkrafteinwirkung überein.
Ein perforierter Gummistreifen wird mit Hilfe einer Antriebs- und Spanntrommel in einer geschlossenen Kontur bewegt. Das Gewebe dient als Filtrier-Trennwand und wird mit Hilfe von Rollen an den Streifen gepresst. Die Suspension wird aus der Rinne auf das Filtergewebe geleitet. Das Filtrat wird unter Einwirkung des Druckgefälles in die Vakuumkammern transportiert, die sich unter dem Lochstreifen befinden, und dann aus dem Gerät hinausgeführt. Der Rückstand auf dem Filtergewebe (Filterkuchen) wird mit der Spülflüssigkeit durchgespült, die aus den Düsen kommt. Die zum Spülen benutzte Flüssigkeit wird in andere Vakuumkammern abgesaugt und dann aus dem Gerät hinausgeführt.
Der Filterkuchen wird mit Hilfe von Vakuum getrocknet, beim Durchbiegen des Streifens durch die Rolle vom Gewebe getrennt und dann in den Bunker runtergeworfen. Das Filtergewebe wird auf dem Rückweg zwischen den Rollen auch regeneriert. Die Regeneration besteht in der Reinigung mit Hilfe mechanischer Bürsten, der Durchspülung oder Dampfbehandlung.
Zu den Vorteilen der Band-Vakuumfilter gehören: einfacher Aufbau, das Fehlen eines Verteilerkopfes, die Möglichkeit der Filterkuchen-Entwässerung sowie günstige Spülungsbedingungen. Da der Filterkuchen sich leicht entfernen lässt und die Geweberegenerierung möglich ist, können die Bandfilter bei schwer filtrierbaren Suspensionen eingesetzt werden.
Die Filtrierung erfolgt unter Nutzung einer porösen Trennwand. Beim Ablauf des Prozesses sammelt sich auf der einen Seite der Trennwand eine Festteilchenschicht (Filterkuchen) und auf der anderen Seite die filtrierte Flüssigkeit (Filtrat), die durch die Trennwand durchdringt. Um eine Filterwirkung zu ermöglichen, muss der Suspensionsdruck höher sein als der Druck auf der anderen Seite der Trennwand. Dies erreicht man dank der Masse der Suspension mittels Druckerhöhung durch Pumpen und Vakuumerzeugung auf der anderen Seite der Trennwand.
Der Aufbau eines Vakuumfilters ist oben auf der Zeichnung dargestellt. Auf einer hohlen Welle befinden sich Scheiben, die aus Bereichen bestehen (diese werden in der Regel aus Aluminium hergestellt) und mit Filtergewebe bespannt sind. Die Welle mit den Scheiben dreht sich mit einer Geschwindigkeit von max. 3 U/min in einem Behälter, in den eine Suspension zu Filtrierungszwecken geleitet wird. Sobald innerhalb der Scheiben mit Hilfe einer ähnlich wie bei einem Trommel-Vakuumfilter angeschlossenen Vakuumpumpe Unterdruck erzeugt wird, dringt die Flüssigkeit durch das Gewebe innerhalb der Scheiben hindurch.
Auf der Filtrierfläche jeder Scheibe bleiben Rückstände zurück, die kuchenartig an ihr festkleben. Die Dicke dieser Kuchen hängt in erster Linie von den Eigenschaften der Rückstände ab.
Der Arbeitszyklen-Wechsel geschieht in einem Scheiben-Vakuumfilter genauso wie bei einem Trommelfilter.
Bei den Scheiben-Vakuumfiltern handelt es sich um Filtrierausrüstungen mit Drehscheiben bzw. Trommeln, deren Hauptaufgabe darin besteht, Suspensionen mit ungefähr gleich großen Festteilchen und eine mäßigen Fällungsgeschwindigkeit voneinander zu trennen.
Die Scheiben-Vakuumfilter verwendet man hauptsächlich, falls beim Vakuumfiltrationsverfahren in kurzer Zeitspanne (max. 3 min.) eine mindestens 8 mm dicke Rückstandsschicht entsteht. Dabei müssen die größten Partikeln der festen Phase mindestens 20% deren Gesamtmenge betragen und eine Fällungsgeschwindigkeit von maximal 18 mm/s haben.
Die in einem Scheiben-Vakuumfilter abzuscheidende Suspension muss völlig ungefährlich sein, und deren flüssige Phase darf sich in einem Vakuummilieu nicht kristallisieren. Unzulässig ist die Vakuumfilterung einer leicht flüchtigen, feuer- und explosionsgefährdeten oder gifthaltigen Suspension. Die Ablagerungen, die an den Filterausrüstungen entstehen, werden im Folgenden nicht ausgespült. Beim Trocknen des Kuchens ist nur geringfügige Rissbildung zulässig.
Die Scheiben-Vakuumfilter finden heutzutage Anwendung vorwiegend in der Kohle-, Erz- und Hüttenindustrie.
Der Scheiben-Vakuumfilter besteht aus einem Trog, einem Verteilerkopf und mehreren Scheiben, die die auf einer zellenartigen Drehwelle installiert sind. Jede Scheibe hat eine bestimmte Anzahl von einzelnen hohlen Bereichen (von 12 bis 18), die mit Filtergewebe oder einem Netzwerk bespannt sind. Die Bereiche selbst (Sektoren) werden aus Metall oder Polypropylen hergestellt. Die Hohlwelle ist horizontal in Traglagern eingebaut und hat zwei Wände (eine Außen- und eine Innenwand), zwischen denen sich entsprechend 12 bis 18 Kanäle (Zellen) befinden. Die Kanäle und die Sektorenhohlräume kommunizieren miteinander. Die Zellen besitzen einen Ausgang zur Oberfläche der Hohlwelle mit dem fest daran angedrückten unbeweglichen Verteilerkopf, der aus vier Kammern besteht und wohin die Vakuumleitungen herangeführt sind.
Funktionsprinzip des Scheiben-Vakuumfilters
Wenn die Welle sich zu drehen anfängt, beginnen sämtliche Sektoren einer nach dem anderen mit den Kammern des Verteilerkopfes zu kommunizieren. In der Filtrierzone gelangt das Filtrat unter Vakuum durch die Filtrier-Trennwand in den jeweiligen Sektor-Hohlraum. Danach wird das Filtrat aus den Ausrüstungen hinausgeführt: und zwar über die Wellenzellen und die Kammer, die mit der Vakuumlinie kommuniziert. Die feste Phase wird dabei zurückgehalten und sammelt sich an der Oberfläche der Filtrier-Trennwand an. Somit entsteht in wenigen Minuten recht dicke Ablagerungsschicht.
In den beiden anderen Zonen (Entwässerung und Trocknung) wird die freie Flüssigkeit aus den Ablagerungen abgesaugt und dann über speziell dafür vorgesehene Kammern aus dem Gerät entfernt.
Über eine weitere Kammer wird in die Sektionen Druckluft zugeführt und trennt die Ablagerungen von der Trennwand ab. Danach werden die Ablagerungen mit einem Messer endgültig abgenommen. Die impulsartige Druckluftzufuhr erfolgt mit Hilfe eines Abblaseventils. In der Regenerierungszone wird über noch eine Kammer Luft oder Dampf zugeführt und als Ergebnis das Filtergewebe regeneriert.
Es ist zu erwähnen, dass die Regenerierungszone nur beim Verstopfen der Filtriertrennwand durch die Ablagerungen genutzt wird. Die aus Kohlenstoffstahl hergestellten Filter haben eine gegossene Zellenwelle, die aus mehreren Einzelteilen besteht. Die Ausrüstungen aus korrosionsfestem Stahl sind mit einer geschweißten Welle versehen, die aus Einzelsektionen besteht, die der Länge nach ganzheitlich sind.
Der Trog eines Scheiben-Vakuumfilters hat in der Regel eine geschweißte Konstruktion mit einer Überlaufrinne, die für einen stabilen Suspensionspegel sorgt. Der Drehmischer hat einen gesonderten Antrieb. Der vollgegossene Verteilerkopf des Scheiben-Vakuumfilters hat Stutzen zur Filtrat-Abführung aus der Filtrierzone sowie Stutzen der Trocknungszone, über welche die Druckluft für das Abblasen der Ablagerungen und die Regenerierung des Filtergewebes zugeführt wird.
Die Ausrüstungen mit einer Filtrierungsfläche bis 51 m2 haben einen einzigen Verteilerkopf, während die Filter mit einer größeren Filtrierungsfläche grundsätzlich mit zwei Verteilerköpfen ausgestattet sind.
Bei der Auslegung dieser Geräte sind die nötigen Festigkeitsparameter für alle Hauptkomponenten zu berechnen: paarweise Verbindung der Zapfen mit der Stirnwand (für die Berechnungszwecke wird die Zapfentrommel wie ein Träger mit zwei Stützen behandelt); die Stirnwand der Trommel (das Berechnungsschema der Wand sieht aus wie eine Rundplatte mit sternförmig angeordneten Versteifungsrippen; in der Plattenmitte übergibt der Zapfen konzentriertes Momentum, während die Außenkontur der Stirnwand bei den Berechnungen als eingespannt behandelt wird); zylinderförmiger Trommelkranz, welcher der hydrostatischen Druckeinwirkung seitens der Suspension ausgesetzt wird; die Beanspruchung durch den Filterkuchen-Sammelmechanismus sowie das Biegemoment durch die Schwerkraft der Trommel selbst.
Bei dem Trommel-Vakuumfilter handelt es sich um eine sich rotierende zylinderförmige Lochtrommel, die durch ein Metallnetz mit daran anliegendem Filtergewebe bedeckt ist.
In der chemischen Industrie verwendet man am häufigsten Trommel-Vakuumfilter mit einer äußeren Filtrierfläche. Derartige Filter zeichnen sich durch die Bedienungsfreundlichkeit, eine gute Filtriergeschwindigkeit sowie durch das Geeignetsein für die Behandlung verschiedener Suspensionsarten aus.
Die Filterberechnung für die Suspensionen geschieht in zwei Etappen. Zuerst ist die Gesamtfiltrieroberfläche und davon ausgehend die Anzahl der Filter und deren Baugröße zu ermitteln. In der nächsten Etappe wird die Leistungsfähigkeit des ausgewählten Filters sowie die Filteranzahl präzisiert.
In der Zone I erfolgt die Filtrierung sowie die Vortrocknung des Kuchens. In dieser Zone verbinden sich die Zellen mit der Vakuumlinie. Unter Einwirkung des Druckgefälles dringt das Filtrat durch das Filtergewebe, die Trommellöcher und das Netz in die Mitte der Zelle ein. Danach wird das Filtrat über ein Rohr aus dem Gerät hinausgeführt. Dabei bildet sich an der Außenoberfläche des Gewebes ein Ablagerungskuchen. Wenn die Zellen die Suspension verlassen, trocknet sich der Kuchen teilweise.
In der Zone II erfolgt die Durchspülung und Trocknung des Kuchens. In dieser Zone sind die Zellen mit der Vakuumlinie verbunden. Die Vorrichtung führt die Spülflüssigkeit zu, die durch den Kuchen fließt und dann über Rohre aus dem Gerät hinausgeführt wird. An jenen Stellen, wo keine Flüssigkeit rankommt, trocknet der Kuchen aus.
In der Zone III erfolgt die Kuchenabnahme. In dieser Zone werden die Zellen mit der Druckluftlinie verbunden, um den Kuchen aufzulockern und leichter entfernen zu können. Danach wird der Kuchen mit Hilfe des Messers von der Gewebeoberfläche abgenommen.
In der Zone IV wird die Filtrier-Trennwand mit Druckluft durchgeblasen und somit regeneriert, d.h. von den Festpartikeln befreit, die nach den vorherigen Phasen an der Trennwand zurückgeblieben sind.
Nach Abschluss all dieser Etappen wiederholt sich der ganze Zyklus. An allen Filterabschnitten laufen die Operationen nacheinander ab, wobei jedoch alle Abschnitte unabhängig voneinander funktionieren. Somit verläuft der Filtrierungsprozess ununterbrochen. Beim Rotieren der Trommel durchlaufen die Zellen tote Bereiche, wo sie von der Vakuum- und Druckluftquelle abgetrennt sind.
Im Trog für die Suspension kommt es zur Ausfällung von Festpartikeln unter Einwirkung von Schwerkraft. Dabei läuft der Prozess in einer Richtung, die der Filtratbewegungs-Richtung entgegengesetzt ist. Deswegen muss die Suspension mit einem Mischer durchgemischt werden.
Als Ausgangsdaten für die Filterberechnung nutzt man die notwendige Filtratleistung, die Massenkonzentration der Festpartikeln in der Suspension sowie das Druckgefälle bei der Durchspülung und Filtrierung. Außerdem sind während der Experimente solche Filtrierungskonstanten zu ermitteln wie Kuchenfeuchtigkeit nach der Filtrierung, spezifischer Widerstand des Kuchens und des Filtrier-Trennwand, die Zeitdauer der Kuchentrocknung und die Höhe der Kuchenschicht. Derartige Untersuchungen werden an einer Laborzelle durchgeführt.
Vor der Durchführung einer Berechnung aufgrund einer Einteilung des Filters in technische Zonen sind die Werte für die Winkel in folgenden Bereichen (Sektoren) vorzugeben: Vortrocknung des Kuchens, tote Bereiche, Abnahme des Kuchens sowie die Regenerierung der Filtrier-Trennwand.
Die zeitliche Dauer eines vollständigen Filterzyklus ist reziprok zur Trommel-Drehzahl:
τц = 1/n
Für die Errechnung der gesamten Filtrierfläche wird folgende Formel verwendet:
Fоб = (Q·τц)/(υфуд·Kп)
wo Vоб die vorgegebene Filtratleistung (m3/s),
Кп ist ein Korrekturbeiwert, der die Notwendigkeit einer Vergrößerung der Filtrierfläche berücksichtigt, die durch höhere Widerstandskraft der Trennwand bei mehrfacher Nutzung bedingt ist (Кn=0,8),
Ѵфуд ist spezifisches Filtratvolumen, das nach folgender Formel ermittelt wird:
υфуд = hос / x0
wo hос – die Höhe der Kuchenschicht auf dem Filter, m;
x0 – das Verhältnis zwischen dem Kuchenvolumen auf dem Filter und dem anfallenden Filtratvolumen.
Nachdem der Wert Fоб gefunden wurde, wählt man aus dem Katalog die Baugröße des Filters aus sowie ermittelt man die benötigte Filteranzahl, um die erforderliche Arbeitsleistung sicherzustellen.
Danach ist zu prüfen, ob der ausgewählte Filter geeignet ist. Dazu stellt man fest, ob die Trommel-Drehzahl dem Drehzahlbereich entspricht, der im Katalog angegeben ist. Außerdem vergleicht man die berechneten und die üblichen Winkel des Filtriersektors. Falls die Drehzahl höher als im Katalog oder der Filtrierwinkel größer als der Standardwinkel ist, muss man die Berechnungen mit einer anderen Höhe der Kuchenschicht wiederholen.
Dann wird eine präzisierte Filterberechnung durchgeführt. Die Verteilung der technischen Zonen wird dem Katalog entnommen. Als Trommel-Drehzahl wird die geringste jener Größen genommen, die nach der folgenden Formel errechnet wurden:
n1 = φF / (360·τF)
n2 = (φSp+φTr2) / (360·(τSp+τTr2))
wo φF, φSp, φTr2 – die Winkel der Sektoren Filtrierung, Spülung und Trocknung;
τF, τSp, τTr2 – die Zeitdauer der Filtrierung, Spülung und Trocknung.
Während der ersten vier Etappen sind die Zellen an die Vakuumlinie angeschlossen, während der letzten drei Etappen kommunizieren sie mit der Druckluftlinie.
Für die Zeitdauer des Durchblasens wird das Filtergewebe durch einen dünnen spiralförmigen Draht an die Trommeloberfläche gedrückt, um dessen Dehnung auszuschließen. In Einzelfällen können Risse im Kuchen entstehen. Dies führt zur Zerklüftung der Kuchenschicht und Beeinträchtigung des Vakuums, weil die Luft durch die Risse eindringen kann. In solchen Fällen muss man die Risse durch ein Deckband glätten, dass sich über die Kuchenoberfläche bewegt.
Zum Entfernen des Kuchens werden je nach dessen Struktur und Dicke verschiedene Methoden verwendet:
Bei der Trennung von feindispersen Suspensionen verstopfen sich die Poren des Filterstoffes ganz schnell. Aus diesem Grund verwendet man anstelle von Filtergewebe eine 50-75 mm dicke aufgespülte körnige Trennwand. Als Werkstoff dafür dienen oft die Kieselgur-Körner. Der Filtrierungsvorgang sieht wie folgt aus: in den Trog wird dickflüssige Suspension eines körnigen Materials geleitet, die Abstreifvorrichtung wird abgeschaltet und der Filter für 30-60 Minuten eingeschaltet. In dieser Zeit sammelt sich ein Kuchen der nötigen Dicke an. Dann wird in den Trog die Suspension zum Filtern eingeleitet. Während der Suspensionstrennung wird die aufgespülte Schicht mit dem darauf abgelagerten Kuchen nach und nach mit dem Messer abgeschnitten. Das Messer bewegt sich sehr langsam und durchläuft ca. 0,01-0,05 mm während einer Trommelumdrehung. Sobald die aufgespülte Schicht sich verdünnt, wird sie regeneriert.
Die Arbeitsoberfläche der zellenartigen Trommel-Vakuumfilter beträgt bis 50 m². Das Trommeldurchmesser beträgt 1-4 m bei einer Länge von 0,2-5 m. Die Trommel rotiert mit einer Geschwindigkeit 0,1-3 U/min. Die Trommel wird angetrieben durch einen Elektromotor mit einer Leistung 0,1-4,5 kW. Die Filtrierstoffe werden je nach der Suspensionsart ausgewählt.
Als Ihr offizieller Vertriebspartner für Vakuumfilter übernimmt unser Unternehmen „Intech GmbH“ (ООО „Интех ГмбХ“) die folgenden Funktionen: Kundensuche für Ihre Produkte auf dem Markt, technische und kommerzielle Verhandlungen mit Kunden über die Lieferung Ihrer Ausrüstung sowie Vertragsabschluss. Bei Ausschreibungen wird unser Unternehmen alle für die Teilnahme erforderlichen Unterlagen vorbereiten und Verträge über die Lieferung Ihrer Ausrüstung abschließen, die Warenlieferung im Zoll anmelden und anschließend die Verzollung der Ware (Vakuumfilter) erledigen. Wir werden auch den für die im Außenhandel tätigen Unternehmen richtig ausgefüllten Geschäftspass bei der zuständigen russischen Bank im Rahmen der Währungskontrolle vorlegen. Bei Bedarf kümmern wir uns um die Anpassung und die Einbau von Ihren Produkten in die bestehenden oder die neu gebauten Prozessanlagen.
Wir sind uns sicher, dass unser Unternehmen „Intech GmbH“ (ООО „Интех ГмбХ“) für Sie zu einem zuverlässigen, qualifizierten und hilfsbereitem Partner und Distributor in Russland werden kann.
Über eine mögliche Zusammenarbeit freuen wir uns und schlagen Ihnen vor, gemeinsam vorangehen!