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INTECH GmbH
Die Filterpressen sind diskontinuierlich arbeitende Geräte für die Feststoff-Trennung (Filterung) aus den Suspensionen. Deren Arbeitszyklus ist in mehrere Stufen eingeteilt. Außerdem zeichnet sich diese Filtergruppe durch eine Zwangszufuhr des Filtrats von außen unter einem relativ hohen Druck (bis zu 2-6 MPa) aus. Die gemeinsame Bezeichnung der Filter dieses Typs ist durch die Bauweise des Mechanismus zur Verdichtung von Arbeitskammern bedingt. Diese ist ähnlich wie bei den mechanischen oder hydraulischen Pressen.
Die Filterpressen finden breite Anwendung bei der Filterung von Suspensionen mit einem relativ niedrigen Feststoffanteil. Je nach der Bauweise unterscheidet man Rahmen- und Kammer-Filterpressen sowie die automatischen Kammer-Filterpressen –alle mit dem ähnlichen Funktionsprinzip. Die zu filtrierende Suspension gelangt unter Einwirkung einer externen Pumpe in die inneren Hohlräume der Filterrahmen bzw. kammern. Die Flüssigphase kommt durch die filtrierenden Trennwände hindurch und wird über Drainagekanäle in eine Auffangpfanne oder in ein Auffanggefäß mit einem geschlossenen Kreislauf geleitet (im ersteren Fall spricht man über den „offenen Filtratabzug“, im zweiteren Fall über den „geschlossenen Filtratabzug“. Die Entleerung des anfallenden Schlammes kann manuell (durch das Schütteln, die Wasserabspülung, das Abtragen mit einer Schaufel) oder automatisch erfolgen. Im letzteren Fall ist keine Handsteuerung erforderlich: der Filter funktioniert gemäß einem strikt vorgegebenen Programmzyklus.
Die Größe der gefilterten Oberfläche kann von 2 bis 800 m2 betragen. Der Suspensions-Eingangsdruck: bis 2 MPa. Die Rahmen und die Platten werden aus Gusseisen, herkömmlichem Stahl oder aus Stahl mit einer Korrosionsschutz-Beschichtung hergestellt. In der Konstruktion der Filter verwendet man auch Aluminium- und Titanlegierungen sowie Gummi- und Kunststofferzeugnisse.
Die Filterpressen zeichnen sich durch große gefilterte Fläche pro Flächeneinheit, starke Druckdifferenzen (d.h. eine mächtige Triebkraft), das Fehlen von beweglichen Teilen sowie dadurch aus, dass man die Arbeit der einzelnen Platten kontrollieren kann.
Der Arbeitsprozess einer Filterpresse besteht aus vier Zyklen, die sich regelmäßig wiederholen:
Die Filterpressen sind eine verbreitete Art von diskontinuierlich arbeitenden Filtern. Eine Filterpresse stellt ein System von Platten und Rahmen dar, zwischen denen sich das Filtermittel – die „Serviette“ - befindet. Die Rahmen und die Platten werden in einer Reihe vertikal aufgestellt und stützen sich mit den seitlichen Pratzen auf die Schienen des Gestells. Die Platten haben eine glatte Oberfläche am Rande und eine geriffelte Oberfläche im mittleren Teil. Die kleinen Rinnen im unteren Teil der Platte sind mit dem Kanal für den Filtratabzug verbunden. Im oberen Teil der Platten gibt es Öffnungen: die mittlere Öffnung ist für die Zufuhr der Suspension und die beiden Randöffnungen für die Zufuhr der Spülflüssigkeit bestimmt. Ähnliche Öffnungen findet man auch an den Rahmen.
Ein Paket aus Rahmen und Platten wird zwischen zwei Stützplatten zusammengezogen: die eine Platte ist unbeweglich, die andere bewegt sich auf Rollen. Beim Zusammenbau des Pakets werden die Plattenöffnungen deckungsgleich mit den Rahmenöffnungen angeordnet und bilden somit durchgehende Kanäle, in welche die Flüssigkeiten und die Luft gelangen. Die Rahmen zwischen den Platten bilden Kammern für den Filterkuchen. Die Ränder der „Servietten“ dienen als Dichtungseinlagen.
In die filternden Kammern wird über die durchgehenden Kanäle Suspension unter Druck zugeführt. Als Ergebnis kommt das Filtrat durch die Servietten hindurch, fließt über die kleinen Rinnen in die Kanäle ab und sammelt sich in einem Behälter an. Der Filterkuchen bzw. Schlamm bleibt in der Kammer zurück. Sobald die Kammern mit Feststoff gefüllt sind, wird die Zufuhr von Suspension gestoppt und Spülflüssigkeit eingeleitet. Dabei schließt jeder zweite Überlaufkanal, do dass die Spülflüssigkeit durch die beiden Servietten und den dazwischenliegenden Filterkuchen hindurch kommt. In der nächsten Etappe werden die Kammern mit Luft oder Heißdampf durchgeblasen. Zum Schluss werden die Platten und die Rahmen beiseitegeschoben und die Schlammschicht (der Filterkuchen) weggeräumt. Dann wird der Filterungszyklus wiederholt.
Bei Bedarf werden die aus Stahl, Gusseisen oder Keramik hergestellten Platten und Rahmen mit speziellen Kanälen für die Zuführung von Wärmeträgern oder Kältemedien versehen. Die Arbeitsoberfläche der Filterpressen kann 140 m² und der Druck 1,5 MPa erreichen.
In der Produktion finden die automatisierten Filterpressen breite Anwendung. Das Paket so einer Filterpresse besteht aus filternden Platten, wobei jede oben durch ein Lochblech bedeckt ist. Zwischen dem Blech und der Plattenoberfläche bleibt Freiraum für das Filtrat. Zwischen den Platten und den Rahmen befinden sich wasserdichte Blenden. Die Platten und die Rahmen werden zwischen zwei Stützplatten zusammengezogen und bilden Kammern, in denen der Prozess der Suspensionstrennung abläuft. Als filternde Trennwand dient eine lange Gewebebahn, die zwischen den Platten geführt und mit Hilfe einer Hydraulikvorrichtung gespannt wird.
Beim Zusammenbau des Pakets werden die vorhandenen Öffnungen in den Platten deckungsgleich zusammengelegt, so dass durchgehende Kanäle entstehen. Über diese Kanäle werden zunächst die Suspension und dann die Flüssigkeit zum Spülen sowie die Luft zum Durchblasen zugeführt. Es sind auch extra Kanäle für den Abzug von Filtrat, Flüssigkeit und Luft vorgesehen. Nach der Trennung der Suspension, Durchspülung und Trocknung der Festphase wird zur Abpressung des Schlammes Wasser unter Druck in den Raum zwischen der Blende und der Platte eingeleitet. Dann werden die Platten auseinandergezogen und von der filternden Gewebebahn die Filterkuchenschicht abgestreift. Der Schlamm wird schichtenweise auf das Förderband geworfen, das beiderseits des Paketes läuft.
Zu den Hauptvorteilen der Filterpressen dieses Typs gehören: die Automation des Prozesses, kompakte Abmessungen, die Schlammabpressung sowie der minimale Zeitaufwand für das Auseinanderziehen der Platten, den Schlammabzug und den Zusammenbau des Paketes (das Ganze dauert nur wenige Minuten).
Für die Filterung gibt es eine Vielzahl von Filtern, die sich durch die Bauweise, Abmessungen und Arbeitsbesonderheiten unterscheiden. In der chemischen Industrie hat unter anderem die Rahmen-Filterpresse große Verbreitung gefunden.
Die Rahmen-Filterpresse besteht aus einem Paket von rechteckigen Platten und Rahmen, die in einer Reihe hintereinander angeordnet und an einer Stütze aufgehängt sind. Die Platten haben eine geriffelte Oberfläche und sind mit Filtergewebe bespannt. Die Suspension fließt unter Druck über die Kanäle in den Hohlraum des Rahmens und wird durch die filternde Trennwand getrennt. Auf der Gewebeoberfläche bleiben Festteilchen zurück, während die Flüssigkeit durch die Trennwand hindurch kommt und über die Plattenrinnen in den Filtrat-Sammelbehälter geleitet wird. Nach dem Abschluss des Filterungsvorgangs wird der auf dem Gewebe angefallene Schlamm entfernt. Für diesen Zweck werden die Rahmen und die Platten voneinander getrennt und die Festteilchen-Schicht unter Eigengewicht runterfällt oder mit Messer abgestreift wird. Danach werden die Platten geschlossen und der Filterungszyklus wiederholt.
Die Kammer-Filterpressen dienen zur Filterung und Spülung von Suspensionsschlämmen in verschiedenen chemischen Produktionsstätten. Die Filter dieses Typs können in folgenden Branchen angewendet werden:
Von der Bauweise her besteht die Kammer-Filterpresse aus einem Satz Platten, die vertikal angeordnet sind. Man unterscheidet mehrere Plattentypen:
Sämtliche Platten werden auf Längs-Spannstangen installiert. An den Spannstangen gibt es Führungen, auf denen sich die Platten bewegen. Bei der Schließung der Presse bildet die filternde Platte mit den angrenzenden Platten eine Filterungs- und Spülungskammer. Die Dicke der Kammer beträgt 30 mm. Die Suspension wird über einen Sammelkanal (Kollektor) zugeführt, der beim Einklemmen der Platten gebildet wird. Das Filtrat wird über einen Stutzen abgezogen, der mit den Abflusskanälen verbunden ist, die sich jeweils in den unteren Plattenteilen befinden. Zur Schlammspülung wird die Filterpresse mit Öffnungen versehen: durch diese wird die Spülflüssigkeit im Rückfluss zugeführt. Das Spülungsfiltrat wird rechts von der Filterachse abgezogen. Die Spülflüssigkeit wird unter das Filtergewebe zugeführt, passiert dann die doppelte Schlammdicke und wird durch das Gewebe der nächsten Platte über den Kanal in die Sammelleitung abgeführt.
Der Mechanismus zur Geweberegenerierung besteht aus einem Handwagen mit einem Sprühgerät, das sich auf den Führungen bewegt. Die Regenerierung erfolgt bei der Vor- und Rückwärtsbewegung der Sprühvorrichtung entlang der Platte. Eine ordentliche Regenerierung wird mit sauberem Wasser durchgeführt. Das abfließende Wasser wird in einer Auffangpfanne eingesammelt. Zur Schlammentleerung wird die Auffangpfanne mit Hilfe von zwei Hydraulikzylindern geöffnet.
Zur Hermetisierung der Stöße in einem Paket aus Platten und Rahmen oder aus Platten allein muss man durch das Einklemmen eine bestimmte Kraft Р erzeugen, die nach der folgenden Formel ermittelt werden kann:
P ≥ Qdr + Rdi
wo Qdr — besondere Kraft, die während der Filterung oder Schlammspülung unter Einwirkung des inneren Druckes p im Innenraum der Arbeitskammern entsteht; Rdi – Reaktion der Dichtung.
Qdr = p·Farb
Rdi = m·p·Fverd
wo Farb – Arbeitsoberfläche der Platte; Fverd – Oberfläche, wo die Verdichtung erfolgt; m – Zusatzkoeffizient (für die Filterpressen ist immer gleich 3). Die Kraft p wird in den Berechnungen als Hauptarbeitslast dargestellt: z.B. für den Rahmen der Filterpresse.
Die Berechnung der Kraft p des Einklemm-Mechanismus mit dem elektromechanischen Antrieb besteht aus mehreren Etappen: zunächst wird die Robustheit und Stabilität der Lastschraube berechnet, dann werden die Lebensfähigkeit des Stützlagers und das Moment der Schraubendrehung ermittelt. Danach wird die Antriebsleistung bestimmt sowie die Elemente der kinematischen Kette ausgewählt.
Falls der Einklemm-Mechanismus mit einem hydraulischem Antrieb ausgestattet ist, wird derselbe Kennwert wie folgt berechnet: es werden zuerst die Maße des Hydraulikzylinders rechnerisch ermittelt und dann – wenn es keine üblichen Maße sind – die Robustheit des Hydraulikzylinders berechnet.
Beim Einklemm-Mechanismus mit Handantrieb wird zunächst die Bewegungsschraube berechnet und dann der Kraftbedarf für den Handhebel des Rades sowie für den Sperrradhebel ermittelt. Die keilartige Schließvorrichtung für die Filter wird gewöhnlich mit Selbstbremsung berechnet.
Die Filterpressen finden eine breite Anwendung in der chemischen Industrie. Der Filterungsvorgang wird bei solchen Filtern dadurch beschleunigt, dass die Flüssigkeit unter einem Druck von ca. 3-4 atm durchgedrückt wird.
Ein solcher Filter besteht aus mehreren Kammern, die durch steife Trennwände getrennt sind, zwischen denen sich das Filtergewebe befindet. In den Trennwänden gibt es Kanäle, die notwendig sind für die Ausbreitung der zu filternden Suspension, den Ab- und Zufluss der Spülflüssigkeit, den Filtrat-Abfluss sowie für andere Flüssigkeiten.
Die zu filternde Suspension wird unter einem bestimmten Druck in die Kammern zugeführt. Jene Flüssigkeit, die durch das Gewebe durchdringt, wird dann über Kanäle in eine Auffangpfanne abgeleitet. Der Schlamm haftet an der filternden Trennwand und bildet einen zusammengepressten teigförmigen Kuchens.
Falls die Filterung mit Kühlung oder Erwärmung durchgeführt werden muss, wird die Filterpresse mit speziellen Kanälen versehen, über die dann die Kühlsole oder der Heißdampf zugeführt werden.
Es gibt zwei Arten von Filterpressen: die Kammer-Filterpressen und die Rahmen-Filterpressen.
Eine Rahmen-Filterpresse besteht aus rechteckigen Rahmen und Platten, die einander abwechselnd angeordnet sind. Zwischen den Rahmen und Platten ist das Filtergewebe eingeklemmt. Zwei Nachbarplatten mit dem dazwischenliegenden Rahmen bilden eine separate arbeitende Filterkammer. Auf den Platten eines solchen Filters gibt es eine Drainage-Vorrichtung (eine Rinne) für den Filtratabzug in die Sammelkanäle. So eine Vorrichtung bedient gleich zwei angrenzende Kammern. Die Rahmen und die Platten haben ausreichende Dicke, um einen Druck von mehreren atm auszuhalten. Für die Zufuhr der zu filternden Flüssigkeit in die Kammern werden die Öffnungen genutzt, die sich im oberen Teil der Rahmen und Platten auf der gleichen Achse befinden. Das Filtrat fließt über die kleinen Hähne im unteren Teil der Platten ab.
Die Filterung verläuft bei einer Rahmen-Filterpresse folgenderweise. Die Flüssigkeit wird unter Druck in den Mittelkanal zugeführt und dann über die Öffnungen in den oberen Rahmenwänden in den Innenraum der Kammern geleitet. Jene Flüssigkeit, die durch die Filterservietten durchkommt, fließt über die Rinnen in die Plättchen und dann in den unteren Sammelkanal ab. Nach der Filterung wird die Flüssigkeit über einen kleinen Hahn aus der Filterpresse hinausgeführt. An der filternden Trennwand in der Kammer bleibt der Schlamm zurück. Wenn die Kammern vollständig mit dem Schlamm gefüllt sind – man merkt das daran, dass das Filtrat aus den Hähnen nicht mehr abfließt - , wird es Zeit, mit der Schlammspülung zu beginnen und ihn anschließend zu entfernen.
Zur Schlammspülung wird die Filterpresse mit Kanälen versehen, die im oberen Teil der Rahmen und Platten verlaufen und mit dem Innenraum der Kammern verbunden sind. Das Wasser für die Schlammspülung kommt von der Rückseite der filternden Trennwand, geht durch die Schlammschicht in der Kammer hindurch und sammelt sich somit im Kanal der Nachbarplatten ab. Um die Spülung durchzuführen, müssen die Hähne nicht bei allen Platten geöffnet sein, sondern je ein Hahn bei jedem Plattenpaar. Also sind während des Filterungsvorgangs alle Hähne zu öffnen. Bei der Spülung hingegen werden jeweils die Hähne aller geradzahligen Platten zu öffnen. Die Nummerierung fängt an jener Stelle an, wo die Suspension hineinkommt. Die Hähne aller ungeradzahligen Platten müssen umgekehrt geschlossen bleiben. Nach dem Spülungsende muss der Schlamm getrocknet werden. Für diesen Zweck wird Druckluft durch die Filterpresse geblasen. Danach kann der Schlamm aus der Filterpresse abgezogen werden.
Die Rahmendicke muss 20 bis 50 mm betragen. Die Anzahl der Rahmen, die in den Filterpressen genutzt werden, beträgt von 10 bis 60 und hängt von der notwendigen Filterleistung und der anfallenden Schlammenge ab.
Die Platten und die Rahmen werden auf horizontalen Führungen installiert, die auf einem Gestell befestigt sind. Die Platten und die Rahmen mit Hilfe eines manuellen Hydraulik- oder Schraubenverschlusses aneinander gedrückt. Der Schraubenverschluss kommt bei geringer Rahmenanzahl zur Anwendung, denn bei großer Rahmenzahl kann ein Schrauben-Handverschluss nicht die nötige Dichte gewährleisten. Der Hydraulikverschluss wird mittels Hochdruck erzeugt. Er ist mit Druckspeichern oder mit einer Handpumpe versehen.
Auf Abbildung unten ist als Beispiel eine Rahmen-Filterpresse dargestellt:
Filters
Als Ihr offizieller Vertriebspartner für Filterpressen 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 (Filterpressen) 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.
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