201250. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szuszpendált szilárd anyagot tartalmazó folyékony anyagból szűrt folyadék kiválasztására
1 HU 201 250 B 2 A találmány folyadékok szűrésére, elsősorban szuszpendált szilárd anyagokat tartalmazó folyadékból folyékony fázis mechanikus — felületi szűréssel történő — kiválasztására szolgáló eljárásra és berendezésre vonatkozik. Folyadékok szűrésére sokféle eljárás és berendezés ismeretes. A felületi szűrési eljárások, illetve az ilyen berendezések alapvető ismérve, hogy a szűrőelem pórus- vagy résméretei kisebbek, mint a kiszűrendő szuszpendált szilárdanyag szemcse-, illetve körvonalméretei. Ennek következtében a folyadékból kiszűrendő anyagot a szűrő a felületén visszatartja, a kiszűrt anyag ott felhalmozódik, és egy másodlagos sűrítőréteget képez, amely ugyan elősegíti a kiszűrendő anyag visszatartását, csökkenti azonban a szűrőteljesítményt, vagy megnöveli a szűrő hidraulikai ellenállását. Ezért ezt a másodlagos szűrőréteget — szűrőlepényt — el kell távolítani a szűrőelemek, felületéről, ami akár időről időre, vagyis szakaszosan, akár folyamatosan történhet. A szűrőlepény eltávolítása azonban a folyamatos szűrőkben is csak kvázi-folyamatos: a szűrőelem vagy -elemek egy részét folyamatosan egymás után kizárják a szűrési folyamatból, és a szűrés irányával ellenkező irányú folyadékárammal, vagy folyadéksugárral visszamossák, Illetve a lemosott anyagot külön folyadékáram segítségével távolítják (vezetik) el. Ismeretes olyan megoldás Is, amely szerint a szűrőelem(ek) egy részének a felületét mechanikus úton folyamatosan tisztítják; ebben az esetben azonban a szűrendő anyag-oldalról is a felszaporodott anyagot folyamatosan el kell vezetni. Az ilyen kvázi-folyamatos rendszerek azonban nagyobb, általában 1,0 kg/m3-t meghaladó szuszpendált szilárdanyag-mennyiséget tartalmazó folyadékáramok szűrésére nem alkalmasak, ezekben az esetekben gravitációs vagy vibrációs tisztítású felületi szűrőket kell alkalmazni. A legáltalánosabban ismert gravitációs típusú felületi szűrő az ívszita, amelynek a résein átáramló folyadék a szita lejtős felületén viszszahagyja a kiszűrt anyagot, és megszűrve halad tovább, míg a visszamaradt szilárd fázis az említett lejtős felületről a gravitációs erő hatására lecsúszik, és kikerül a folyadékáramból. Az ívszita hátránya, hogy — bár nagy szuszpendált szilárdanyag-koncentrációjú folyadékok szűrésére alkalmas — a résméretét ez ideig 150 mikronnál kisebb értékre nem tudták lecsökkenfeni, ezért kisméretű szuszpendált szllárdanyagot tartalmazó folyadékok kezelésére nem alkalmas. A vibrációs tisztítású felületi szűrők legismertebb típusa a vibroszita, amelynek vízszintes felületéről rezgőmozgás segítségével távolítják el a folyadókáramból kiszűrt anyagot, a folyadékáramlás Irányára merőleges irányban. A vibroszita hátránya, hogy üzeme meglehetősen energiaigényes, és a teljesítménye is korlátozott. A DE 2 063 892. számú szabadalmi leírásból olyan folyadékszűrő berendezés ismerhető meg, amelynek áilóhenger alakú házában koncentrikusan felül szűrőzött cső helyezkedik el. A szűrendő folyadékot felül tangenciálisan vezetik be a házba, és abban spirális pályán áramoltatják lefelé. Az áramoltatás olyan sebességgel történik, hogy a szűrőfelületen az anyag ne tudjon lerakódni. A szűrt folyadékot a csőből alul vezetik ki, a szűrlet pedig a ház aljából távozik. E megoldás hátránya a viszonylag alacsony hatékonyság, ugyanis a házon áthaladó folyadéknak jelentős része nem megfelelően tisztítva a szűrlettel együtt távozik a berendezésből. A DE 2 631 395. számú szabadalmi leírás szerint ráiszapoló szűréssel sört szűrnek két lépcsőben. A második lépcsőben a már szűrt folyadékot recirkuláltatják. Ez a módszer azonban nagytömegű szuszpendált szilárd anyag folyadékból történő racionális, hatékony kiválasztására nem alkalmas. A találmány feladata, hogy olyan folyadékszűrési eljárást és berendezést szolgáltasson, amely gyorsan és gazdaságosan teszi lehetővé nagy szuszpendált szllárdanyag tartalmú és nagy folyadékáramok hatékony finomszűrését, vagyis a találmánynak igen kisméretű részecskékből álló szilárd fázisnak a folyadékból történő eltávolítására Is alkalmasnak kell lennie. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a hatékony szűrésnek alapvető feltétele olyan technológia alkalmazása, amely szerint felületi szűrőben a szűrendő folyadékot a szűrőfelület mentén, célszerűen azzal párhuzamosan, vagyis a szűrés irányára keresztirányban áramoltatjuk. Az ilyen rendszerben ugyanis beállítható egy olyan folyadéksebesség, amely mellett a kiszűrt szilárd fázis a szűrőelem felületéről a folyadékárammal együtt távozik, és így abba visszakerül, míg a szűrt folyadék folyamatosan eltávolítható. Ez azt jelenti, hogy a szűrőfelület öntisztuló, vagyis nincs szükség járulékos beavatkozásra a szűrlet eltávolítása céljából. A kiszűrendő anyagnak a szűrendő folyadékban való felhalmozódása ez utóbbi egy részének folyamatos elvezetésével gátolható meg. További felismerésünk, hogy az Ilyen jellegű megoldás a gyakorlatban a leggazdaságosabban és leghatékonyabban úgy valósítható meg, ha a szűrendő folyadék keresztirányú áramoltatását a szűrendő folyadék recirkuláltatásával hajtjuk végre. A fenti felismerések alapja a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan eljárás segítségével oldottuk meg, amelynek során a szűrendő folyékony anyagot szűrőelem felülete mentén — célszerűen azzal párhuzamosan, vagy lényegében párhuzamosan — olyan sebességgel áramoltatjuk, amellyel a szűrőelem felületén a szűrletlerakódást meggátoljuk és hogy a szűrt folyadékot, valamint a szilárd anyaggal feldúsult folyadékfázist egymástól elkülönítve vezetjük el a szűrőelem tartományából, és amelynek az a lényege, hogy a szűrőelem mentén folyamatosan szuszpendált szilárd anyagot tartalmazó folyékony anyagot recirkuláltatunk, amelyhez — ugyancsak célszerűen folyamatosan — ve-3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
