[发明专利]用于过滤悬浮物的设备

说明书

为了获得从液体中的悬浮物回收的固体颗粒的滤饼，颗粒在液体渗过的过滤器(15)后积聚，液体入口管(28)进入圆筒形腔室(30)的连接包括扩散器(29)，扩散器具有分散通道(31)，分散通道用于扩展流并且使得流速和流量在腔室(30)的截面中是均匀的，尤其是促进周缘流动，使得能够获得具有均匀特性的滤饼。

技术领域

本发明的主题是一种用于过滤固体颗粒的悬浮物的设备，该悬浮物最初存在于液体中、通过过滤器保留并在过滤器上形成所谓的滤饼。

背景技术

固液分离是许多诸如药物、农业食品、能源、水处理、生物工程等的工业应用中的非常普遍的化学工程操作。已经开发了各种各样的分离技术，其中除了过滤之外，还涉及那些采取通过密度差异对材料进行分离的技术。

可以对通过固液分离形成的固体滤饼进行测试，以确定固体滤饼的一些特性，诸如固体滤饼的多孔结构的渗透性和压缩性。然而，滤饼的特性取决于所应用的分离技术，特别是取决于该分离技术对滤饼均一性的影响。

以上提出的两个特性可以利用测试来评估，在测试时，活塞逐渐下降到圆筒形单元中，在该单元中形成滤饼并且过滤器位于该单元末端处。对活塞施加连续的压力斜坡，以便逐渐压缩滤饼，使得活塞逐渐地压出含在滤饼中的液体。随时间推移排出的液体质量被测量并且能够确定滤饼的流动阻力和压缩性。然而，遇到了一些限制，特别是壁的影响，其由于边缘效应而会干扰结果并在测量单元上施加最小的半径，因此滤饼的体积相对较大，以免对结果造成偏差：根据标准NFT 97001，单元直径必须至少为5厘米。因此，这需要使用多于十克的固体物质来形成滤饼，并且对于弱浓缩混合物，使用达到数升的大体积悬浮物。应该补充的是，测试可能会持续数日。一些简化的设备包括装有过滤介质的真空过滤系统来代替活塞，并且由于抽吸使滤饼承受负压力。渗透性测量仍然是可能的，但是0巴到1巴之间的压力研究范围太小而不能获得由难以过滤的悬浮物形成的滤饼的压缩性参数。

然而，已经开发出了其他设备和方法。文献EP 0 104 785 A3描述了用于测量流体的过滤性的装置和方法。该装置由一个可加压的圆筒组成，并且在中等高度处容纳过滤介质。流量测量能够推断出流体的过滤性，从而说明过滤介质的阻力。但是，没有考虑其中流体被浓缩的悬浮物的影响，并且测量不涉及流动阻力。

文献WO 2007/054 146 A1描述了该方法的衍生方法，其然后根据温度的变化被实施。这里也没有提到过滤介质的固体悬浮物和流动阻力的影响。

WO 2002/066 140 A1详细描述了用于测量弱浓缩液体(诸如啤酒和葡萄酒)的过滤性的装置。由软件执行的程序能够使测量自动化。通过记录初始流量和最终流量并通过计算获得相对过滤性的比率来进行测量。该装置的单元具有12.5cm²的表面积。该装置不适于测量固体悬浮物的阻力。同样地，没有提出滤饼结构以及压缩性。

WO 1995/018 198 A1描述了一种用于过滤和燃烧来自内燃机的碳质材料的方法。它包括以下安排：

-以10ppm到500ppm(以质量计)、优选为20ppm到200ppm的浓度将稀土衍生物或稀土混合物引入燃料中；

-在过滤器上收集由内燃机产生的煤烟，进入过滤器的气体的温度被选择在100℃到350℃之间的范围内；

-允许煤烟累积，直到达到以下的状态：在该状态下，大部分进入的煤烟被过滤器上的煤烟滤饼中的煤烟的燃烧所抵消，并且只要由煤烟引起的压头损失没有超过预选值就不设想任何再生，该预选值不超过400毫巴。但是，它并未提出相关的测量，甚至没有为更高的压头损失提出改进。

US 4 514 306 A描述了用于确定为获得具有恒定和最佳阻力的滤饼所需的絮凝剂的量的方法和装置。该测量是通过记录压力和记录滤饼在3.5巴下在各个位置的流量进行的。然而，该方法是耗时的并且材料昂贵，并且不适合于测量滤饼压缩性。