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Filtrationsprinzip und Funktionsweise des Kerzenfilters (Titanstab-Filterelement)

DerKerzenfilterDas Titanstabfilterelement ist ein effizientes, vertikales Tiefentrennverfahren zur Fest-Flüssig-Trennung und wird häufig zur Präzisionsfiltration von Medien wie beispielsweise Pyrolysewasser aus städtischen Gebieten eingesetzt. Das grundlegende Filtrationsprinzip und der Standardarbeitsprozess sind nachfolgend beschrieben und entsprechen sowohl theoretischen als auch praktischen Anforderungen, die sich an die tatsächlichen industriellen Anwendungsszenarien anpassen.

I. Filtrationsprinzip

Der Kerzenfilter nutzt das Titanstabfilterelement als Kernfiltrationseinheit und arbeitet nach dem Prinzip der „externen Drucktiefenfiltration“. In Kombination mit der Vorbeschichtung mit Filtrationshilfsmitteln (Diatomeenerde) wird so eine effiziente Fest-Flüssig-Trennung erreicht. Die genauen Funktionsprinzipien sind wie folgt:

1.

Vorbeschichtungs-Filtrationshilfsmittel

Vor der Filtration wird die mit Diatomit vermischte Vorbehandlungsflüssigkeit in die Anlage gepumpt, sodass sich der Diatomit gleichmäßig auf der Oberfläche des Titanstabfilterelements anlagert und eine dichte und poröse Vorbeschichtung bildet. Diese Filterschicht füllt die feinen Poren des Titanstabfilterelements, verbessert die Filtrationsgenauigkeit und verhindert gleichzeitig, dass feste Verunreinigungen die Poren des Filterelements direkt verstopfen. Dadurch wird die Lebensdauer des Filterelements verlängert.

2.

Kernfiltration

Das zu filternde Medium (z. B. urbanes Pyrolysewasser) tritt von außen in den Filterbehälter ein und durchströmt unter Druck die Vorbeschichtung auf der Oberfläche des Filterelements sowie das Titanstab-Filterelement selbst. Das Titanstab-Filterelement zeichnet sich durch hohe Temperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und gleichmäßige Poren aus und kann selbst kleinste Verunreinigungen zurückhalten. Die Vorbeschichtung dient der Abscheidung des Großteils der Feststoffpartikel und ermöglicht so eine doppelte Filtration.

3.

Fest-Flüssig-Trennung

Feste Verunreinigungen werden effizient auf der Oberfläche des Filterelements abgefangen (wodurch ein Filterkuchen entsteht), während die gefilterte klare Flüssigkeit durch das zentrale Rohr im Inneren des Filterelements aufgefangen und schließlich über den Klarflüssigkeitsauslass abgeführt wird, wodurch der Fest-Flüssig-Trennprozess abgeschlossen ist.

4.

Filterelementregeneration

Wenn sich auf der Oberfläche des Filterelements zu viel Filterkuchen ansammelt und der Innendruck des Geräts den eingestellten Schwellenwert erreicht, werden der Filterkuchen und die restlichen Verunreinigungen auf der Oberfläche des Filterelements durch Schritte wie Vorwärtsblasen, Rückwärtsblasen und Reinigen entfernt, sodass das Filterelement seine Filtrationsleistung wiederherstellt und eine zyklische Nutzung ermöglicht wird.

II. Standardarbeitsprozess

Zur Filtration von Pyrolysewasser aus städtischen Quellen durchläuft der Kerzenfilter einen geschlossenen Kreislaufprozess: „Vorbeschichtung → Filtration → Schlackenentfernung → Reinigung → Rückstellung“. Jeder Schritt ist eng mit der Filtrationseffizienz und der Stabilität der Anlage verknüpft. Die einzelnen Schritte sind wie folgt:

1.

Vorbeschichtungsphase

Die mit Diatomit vermischte Vorbehandlungsflüssigkeit wird in den Kerzenfilter gepumpt. Die Zufuhrgeschwindigkeit wird so eingestellt, dass der Diatomit gleichmäßig an der Oberfläche des Titanstabfilterelements haftet und eine gleichmäßige und dichte Vorbeschichtungsschicht bildet. Die Zufuhr der Vorbeschichtungsflüssigkeit wird gestoppt, sobald die Vorbeschichtung den vorgegebenen Standard erfüllt.

2.

Formale Filtrationsstufe

Das zu filternde Pyrolysewasser wird in den Kerzenfilter gepumpt. Der Zulaufdruck und die Durchflussrate werden so geregelt, dass das Pyrolysewasser die Vorbeschichtung auf der Oberfläche des Filterelements und das Titanstab-Filterelement gleichmäßig durchströmt. Feste Verunreinigungen werden auf der Oberfläche des Filterelements zurückgehalten und bilden einen Filterkuchen. Die gefilterte klare Flüssigkeit wird durch das zentrale Rohr im Inneren des Filterelements aufgefangen und über den Klarflüssigkeitsauslass abgeführt. Filtrationseffekt und Anlagendruck werden in Echtzeit überwacht.

3.

Urteil zur Beendigung der Filtration

Mit fortschreitender Filtration verdickt sich der Filterkuchen auf der Oberfläche des Filterelements allmählich, und der Innendruck des Filters steigt kontinuierlich an. Sobald der Druck den voreingestellten Schwellenwert erreicht, sinkt die Filtrationsgeschwindigkeit des Pyrolysewassers deutlich. In diesem Fall muss die Zufuhr des Rohmaterials (Pyrolysewassers) sofort gestoppt werden, um ein übermäßiges Verstopfen und Beschädigen des Filterelements oder eine Beeinträchtigung der Filtrationswirkung zu vermeiden.

4.

Vorwärtsblasstufe

Im Schlackenentfernungsabschnitt wird zunächst das Vorwärtsblasprogramm gestartet und Druckluft über den Lufteinlass der Anlage zugeführt. Dadurch wird einerseits die im Filtertank verbliebene ungefilterte Rohsuspension vollständig in den vorgesehenen Behälter abgeführt; andererseits trocknet der Luftstrom den an der Oberfläche des Titanstabfilterelements haftenden Filterkuchen (feste Verunreinigungen). Dies bereitet die Anlage für die nachfolgende Rückwärtsblas-Schlackenentfernung vor und gewährleistet eine gründliche Schlackenentfernung.

5.

Rückblas-Schlackenentfernungsstufe

Nachdem der Filterkuchen auf der Oberfläche des Filterelements vollständig getrocknet ist, wird auf den Rückblasmodus umgeschaltet. Druckluft wird von der Innenseite des Titanstab-Filterelements gegen die Oberfläche geblasen. Durch die Aufprallkraft des Luftstroms wird der sich auf der Oberfläche des Filterelements angesammelte Filterkuchen (feste Verunreinigungen) vollständig entfernt, sodass die Oberfläche des Filterelements wieder sauber ist und die nachfolgende Filtrationsleistung gewährleistet wird.

6.

Schlackenabtragsstufe

Nachdem die festen Verunreinigungen durch Rückblasen entfernt wurden, öffnen Sie das Schlackenablassventil am Boden des Filters und entleeren Sie den abgefallenen Filterkuchen (feste Verunreinigungen) zentral in die dafür vorgesehene Abfallsammelvorrichtung. Schließen Sie das Schlackenablassventil nach der Schlackenabgabe, um eine gute Abdichtung der Anlage zu gewährleisten.

7.

Reinigungsstufe des Filterelements

Nach dem Ablassen der Schlacke wird die klare Flüssigkeit in den Kerzenfilter gepumpt, um das Titanstabfilterelement zu spülen, die kleinsten Verunreinigungen und den auf der Oberfläche des Filterelements verbliebenen Diatomit gründlich zu entfernen, sicherzustellen, dass das Filterelement seine Filtrationsleistung vollständig wiederherstellt und Restverunreinigungen die nächste Filtrationsrunde nicht beeinträchtigen.

8.

Ausrüstungs-Reset-Phase

Nach der Reinigung die Zufuhr der klaren Flüssigkeit stoppen, die restliche klare Flüssigkeit aus dem Filter entleeren und die Dichtheit aller Ventile und Schnittstellen des Geräts überprüfen. Nach erfolgreicher Überprüfung kehrt das Gerät in den Standby-Modus zurück und wartet auf den nächsten Filtrationsvorgang.


Veröffentlichungsdatum: 13. März 2026