Im Zuge von Produktionserweiterungen wurde eine Lösung zur Fest-Flüssig-Trennung in der chemischen Vorstufe zu einem bestimmten Polymer benötigt. Am Anfang des Prozesses entsteht in chemischen Reaktionen ein Material, das von Nebenprodukten gereinigt werden muss. Die Aufreinigung der Feststoffpartikel erhält hier besonderes Gewicht, da Verunreinigungen die Reißfestigkeit des Kunststoffs enorm beeinträchtigen.
Bautechnische Anforderungen am Standort des Anwenders stellten die Verfahrenstechnikexperten von BHS-Sonthofen vor zusätzliche Herausforderungen: Eine ursprünglich geplante Lösung aus einem Taktbandfilter mit einer zwölfstufigen Gegenstromwäsche ließ sich nicht realisieren.
Prozessschritte im Fokus
Das Projektteam entschied sich im Rahmen der verfahrenstechnischen Beratung des Kunden für den Einsatz von zwei Taktbandfiltern (BF) – einer mit vier und einer mit acht Waschstationen. Ein Taktbandfilter ist ein horizontaler, kontinuierlich arbeitender Vakuumfilter, der eine gleichmäßige Suspensionsaufgabe ermöglicht und sich durch verfahrenstechnische Vielseitigkeit auszeichnet. Auf dem Band bildet sich ein Filterkuchen, der durch verschiedene Prozessschritte wie Auswaschen, Trockensaugen oder Pressen vielfältig weiterbehandelt werden kann.
Im vorliegenden Fall kam aufgrund der großen Innenoberflächen der Partikel für die Aufreinigung nur eine Verdünnungswäsche in Frage. Die Verweilzeit der Flüssigkeit in den jeweiligen Waschzonen ist bei einem kontinuierlich arbeitenden Filter jedoch relativ kurz. Bei der üblichen Konstruktion des Filters würde die Waschflüssigkeit daher schnell versickern.
Mehrstufige Kaskadenwäsche
Unter Rückgriff auf Erfahrungen bei anderen Anwendungen, wie beispielsweise Cellulosederivaten, baute BHS die Waschstationen deshalb in Form einer Kaskade auf. Über Siebböden wird die Waschflüssigkeit gleichmäßig über die gesamte Fläche des Filterkuchens verteilt. Das Besondere: Die Flüssigkeit wird immer wieder auf der Stelle aufgebracht, wo sie abgezogen wird.
Ist bei einer Station ein bestimmter Füllstand erreicht, läuft die Menge weiter durch den Überlauf in die nächste, darunter liegende Station. Dadurch ist sichergestellt, dass jeder Partikel acht- beziehungsweise viermal gewaschen wird.
„Mit dieser Kombination aus Reflux- und Gegenstromwäsche auf dem Taktbandfilter gelingt es uns, die Verweilzeit der Flüssigkeit um das Zwei- oder Dreifache zu erhöhen“, erklärt Detlef Steidl, Managing Director bei BHS-Sonthofen Process Technology. „Oder anders gesagt: Für die hier erforderliche Verweilzeit ist der Frischwasserverbrauch im Vergleich zu Zentrifugen deutlich reduziert. Das Ergebnis ist ein besonders hoher Auswaschungsgrad bei effizientem Waschmitteleinsatz.“
BHS-Sonthofen konzipierte und lieferte die Anlage bestehend aus den zwei Taktbandfiltern inklusive Abscheider sowie Mess- und Regeltechnik. Der Lieferung gingen umfassende Labor-und Pilotversuche im Testcenter in den USA voraus, wo BHS seine Testkapazitäten für Filtration, Mischen und Trocknen in den vergangenen zwei Jahren erweiterte.
„Im Labor haben wir unter anderem das Verhältnis von benötigtem Frischwasser zu Einsatzstoff ermittelt. Dies wurde dann am Pilotfilter mit mehreren Waschstufen abgebildet. So konnten wir dem Kunden aufzeigen, dass er mit dieser Filterlösung die hohen Qualitätsansprüche voll erfüllt – und dabei erheblich an Kosten für Betriebsmittel im Vergleich zu anderen Lösungen spart“, sagt Steidl. Die Anlage wurde Ende 2020 in Betrieb genommen.
