Bessere Filterergebnisse durch moderne Trommelfilter

Das Trommelfilter ist die älteste Bauart unter den kontinuierlichen Drehfiltern. Kein anderes Drehfilter wird in so vielen Anwendungsbereichen für die Filtration, für das Waschen und Entfeuchten von so unterschiedlichen Produkten eingesetzt wie das kompakte und robuste Trommelfilter. Ein zentrales Einsatzgebiet ist die Kuchenwäsche, die durch die gleichmäßige Verteilung der Waschflüssigkeit auf der trommelförmigen Filterfläche besonders intensiv ist.

Konventionelle Trommelfilter enttäuschen jedoch häufig durch unbefriedigende Leistungen und ein schlechtes Betriebsverhalten. Oft lassen sie sich nur umständlich warten. Die gravierendsten Schwachpunkte resultieren aus einem schlechten Design des Filterhydraulik-Systems. Die Folgen davon sind hohe Druckverluste, eine unvollständige Zellentleerung, schlechte Filtrattrennung und niedrige Drehzahlen. Außerdem können die Kuchen inhomogen sein und sich nur unvollständig abnehmen lassen. Für die Betriebsergebnisse bedeutet dies, dass der Durchsatz niedrig ist, der Kuchen nur unzureichend gewaschen wird und eine hohe Restfeuchte hat. Gleichzeitig wird der Betreiber mit einem hohen Luftdurchsatz, kurzen Tuchstandzeiten und einem hohen Wartungsaufwand konfrontiert.

Modernes Design beseitigtSchwachpunkte

Bokela hat seine Erfahrungen mit den Schwachpunkten von Trommelfiltern in ein verbessertes Filter-Design umgesetzt. Für Aufgabenstellungen in der chemischen Industrie bis hin zur Rohstoffindustrie hat das Unternehmen Trommelfilter mit unterschiedlichen Gestaltungsmerkmalen und Filterflächen von 0,5 bis 125m² entwickelt. Sie werden verwendet, um verschiedene Pigmente und Kristallisationsprodukte, Sulfat, Salz, Gips, TiO2, Oxalat, Rotschlamm etc. zu filtrieren, zu waschen und zu entfeuchten. Diese modernen Hochleistungsfilter haben hohe Feststoffdurchsätze. Die Kuchen werden intensiv gewaschen und vollständig abgelöst, die Restfeuchte ist gering. Zudem sind die Filter leicht zu bedienen und lassen sich einfach warten.

Für Filtrationsaufgaben in der Chemie- und Pharmaindustrie sind bei dieser neuen Generation von Trommelfiltern Designvarianten möglich, die speziell auf die Anforderungen und Bedürfnisse in diesen Einsatzgebieten, wie zum Beispiel der Filtration von Kristallisationssuspensionen, angepasst sind. Sie können als Vakuumfilter aber auch als kontinuierliche Druck- und Dampfdruckfilter (Hi-Bar Oyster Filter bis ip=6bar) ausgeführt werden.

Filterhydraulik bestimmtdie Wirtschaftlichkeit

Die Basis für die sehr guten Betriebsresultate und die Wirtschaftlichkeit ist das hydraulisch optimierte Filterdesign. Dies betrifft insbesondere die Filterzellen, den Steuerkopf und das gesamte interne und äußere Filtratrohrsystem. Die Größe und Form der Zellen, die Filtratrohre und der Steuerkopf sind so gestaltet, dass homogene Filterkuchen gebildet werden und das Filtrat schnell und vollständig aus den Zellen und Filtratrohren abfließt. Dies sind wesentliche Voraussetzungen für hohe Filterdrehzahlen, also für einen hohen Durchsatz und einen kompletten Kuchenabwurf ohne Rückbefeuchtung.

Diese Eigenschaften sind insbesondere auch wichtig für eine intensive Kuchenwäsche mit exakter Trennung der Filtratströme (Voraussetzung für Gegenstromwäsche). Filterkuchen können auf diesen modernen Hochleistungsfiltern daher mit bis zu drei Waschstufen im Gegenstrom gewaschen werden. Vor- und nachlaufende Filtratrohre führen das Filtrat schnell ab und entleeren die Zellen vollständig. Aufgrund der Zellenanzahl (24 bis 48 Einzelzellen – je nach Filtergröße) können die Steuerzonen genau eingeteilt und der verfügbare Winkelbereich optimal ausgenutzt werden. Die Zoneneinteilung (Kuchenbildung, Waschen, Entfeuchten) lässt sich daher sehr gut auf die Prozess- und Produktanforderungen abstimmen.

Schneller Tuchwechseldank austauschbarer Filterzellen

Ein besonderes Merkmal der neuen Filtergeneration sind austauschbare Filterzellen, die es für Filtergrößen bis 7m² gibt. Durch sie lassen sich die Filtertücher besonders einfach und schnell innerhalb etwa einer Stunde wechseln, zudem sind die Zellen gut zu reinigen. Viele weitere Details erleichtern Betrieb und Wartung: Zum Beispiel lässt sich der Steuerkopf leicht demontieren; die Schmierstellen werden komplett mit Wasser versorgt und müssen nicht mit Fett geschmiert werden. Außerdem kann das Heberührwerk ausgebaut werden, ohne die Filtertrommel zu demontieren.

Trommelfilter ersetzt Bandfilterbei der Filtration von Gips

In einem Fällungsprozess wird Gips mit einer mittleren Partikelgröße von x50<63µm produziert. Die voreingedickte Suspension wird mit einem Feststoffgehalt von 30 bis 50Gew.% auf einem 12m² großen Bandfilter filtriert. Um die Produktion steigern zu können, wurde die Installation eines zweiten Bandfilters gleicher Größe in Betracht gezogen. Labortests und Scale-up-Rechnungen zeigten aber, dass auch ein modernes Hochleistungstrommelfilter mit nur 1m² Filterfläche diese Filtrationsaufgabe von 30t/d Gips bewältigen würde.

Inzwischen verrichtet das Trommelfilter schon seit zwei Jahren einwandfreie Arbeit. Es hat einen Durchmesser von 0,9m und 24 austauschbare Filterzellen, die jeweils mit einem vor- und nachlaufenden Filtratrohr verbunden sind. Der Steuerkopf ist mit einer exakt angepassten Zoneneinteilung ausgestattet. Das Suspensionsniveau im Trog lässt sich durch automatisches Anpassen der Filtergeschwindigkeit zwischen 0,5 und 3 Umdrehungen pro Minute regeln. Der Kuchen wird durch Druckluftrückstoß mit einem Überdruck von 0,3 bis 0,5bar abgeworfen. Durch den geringen Überdruck und die mittels Snap-Blow-Ventil zeitlich exakte Aufsteuerung des Druckluftstoßes wird das Filtertuch nur wenig beansprucht. Während des Betriebes reinigen ein Waschsystem und eine Blubberzone das Filtertuch automatisch.
Der spezifische Feststoffdurchsatz des Trommelfilters beträgt 1660kg/m²h Gips und ist damit etwa 16 mal höher als der spezifische Durchsatz des Bandfilters von 105kg/m²h. Da die Filterzellen austauschbar sind, können die Filtertücher schnell gewechselt werden; der Wartungsbedarf ist gering. Auffallend ist die kleine Stellfläche von 4,2 m², während das Bandfilter 24 m² Stellfläche benötigt.

Fazit: Trommelfilter werden zum Filtrieren, Waschen und Entfeuchten verschiedenster Produkte eingesetzt. Gegenüber Bandfiltern benötigen sie wesentlich weniger Platz. Ihre Leistungen sind jedoch oft unbefriedigend. Bei einer neuen Generation von Trommelfiltern wurden zahlreiche Eigenschaften optimiert. So wurde beispielsweise die Filterhydraulik verbessert. Die Größe und Form der Filterzellen wurden ebenso umgestaltet wie die Filtratrohre und Steuerköpfe. Austauschbare Filterzellen erleichtern dem Anwender die Arbeit beim Wechsel der Filtertücher. Das Ergebnis: Die Filterkuchen werden intensiv gewaschen und vollständig ohne Rückbefeuchtung abgeworfen; die Restfeuchte ist gering.