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DE3124485A1 - Filteranlage - Google Patents

Filteranlage

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Publication number
DE3124485A1
DE3124485A1 DE19813124485 DE3124485A DE3124485A1 DE 3124485 A1 DE3124485 A1 DE 3124485A1 DE 19813124485 DE19813124485 DE 19813124485 DE 3124485 A DE3124485 A DE 3124485A DE 3124485 A1 DE3124485 A1 DE 3124485A1
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DE
Germany
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filter
shut
line
dust
filter chamber
Prior art date
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Withdrawn
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DE19813124485
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English (en)
Inventor
Norbert 6718 Grünstadt Priefer
Hans 6719 Eisenberg Werner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Didier Werke AG
Original Assignee
Didier Werke AG
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Publication date
Priority to AT0660579A priority Critical patent/AT377511B/de
Application filed by Didier Werke AG filed Critical Didier Werke AG
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Priority to JP57100816A priority patent/JPS583620A/ja
Priority to FR8210898A priority patent/FR2507914A1/fr
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Description

PA 3192 DIDIER-Werke AG, 6200 Wiesbaden
Pilteranlage
Die Erfindung betrifft eine Pilteranlage für heiße, ataubbeladene Rohgase mit mehreren, Filterkörper aufweisenden Filterkammern, die rohgaeseitig mit einer gemeinsamen Rohgasleitung und mit einem drucklosen Staubsammelbehälter verbunden sind und die reingasseitig" in eine gemeinsame Reingassammelleitung münden und zur Reinigung der Filterkb'rper einzeln aus einer Rückblasleitung beaufschlagbar sind.
Mit solchen Filteranlagen lassen sich in Hochtemperatur« pr.ozessen anfallende heiße, staubbeladene -Rohgase ohne vorherige Abkühlung reinigen. Dies hat einerseits den Vorteil, daß das Reingas als heißes Prozeßgas für die Weiterverwendung bereitsteht, was beispielsweise bei der
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Kohle- oder Erdölvergasung wichtig ist. Andererseits ist durch die Filterung bei hoher Temperatur erreicht, daß der Taupunkt des Rohgases nicht unterschritten wirdf wodurch eine Versottung von Rohrleitungen und Armaturen nicht auftritt.
Bei einer Filteranlage der eingangs genannten Art erfolgt die Reinigung der Filterkörper der einzelnen Filterkammern nacheinander in Intervallen mittels eines Rückblasgases, wobei der Filterbetrieb der Filteranlage insgesamt nicht unterbrochen wird, sondern lediglich die Filterkörper einer Filterkammer aus einer Rückblasleitung beaufschlagt werden.
Bekanntgewordene Filteranlagen der eingangs genannten Art sind nur bei Rohgasen einzusetzen, die nicht unter Druck stehen. Denn das Rohgas steht ständig an sämtlichen Filterkammern - also auch an einer Filterkammer, deren Filterkörper zu reinigen sind - an, so daß das Rückblasgas dann, wenn das Rohgas unter einem Überdruck stünde, nicht wirksam werden könnte.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Filteranlage der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei der heiße Rohgase, die unter Druck stehen, ohne vorherige Druckherabsetzung gefiltert und die Filterkörper wirksam gereinigt werden.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Filteranlage der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß in der Rohgasleitung ein über dem atmosphärischen Druck
liegender Druck (Überdruck) herrscht, daß zwischen jeder Filterkammer und dem Staubsammelbehälter ein. Staubabsperrorgan und zwischen jeder Filterkammer und der Rohgasleitung ein Rohgasabsperrorgan vorgesehen ist, wobei zum Reinigen der Filterkörper .einer.Filterkammer jeweils das dieser zugeordnete Rohgasabsperrorgan geschlossen und das ihr zugeordnete Staubabsperrorgan geöffnet ist und dabei die Reingas-Sammelleitung Rückblasleitung für diese Filterkammer ist.
Damit ist es möglich, heiße und unter einem Überdruck stehende Rohgase direkt, also ohne vorherige Druckherabsetzung und Temperaturerniedrigung, zu filtern. Die Rohgastemperatur kann dabei bis zu 1000 C betragen. Der Druck der Rohgase' liegt zwischen 2 und 3 bar, beispielsweise bei 2,5 bar. Mit der Filteranlage wird ein hoher Abscheidegrad erreicht. Durch die Filterung der heißen Gase unter Überdruck wird durch die Filterkammern in der Zeiteinheit eine höhere Rohgasmenge, bezogen auf Normalbedinguhgen, geleitet als bei druckloser Filterung. Damit ist es möglich, die'Filteranlage kleiner auszulegen,' als dies bei druckloser Filterung möglich wäre. Vergleichsberechnungen haben·gezeigt, daß die erfindungsgemäße Filteranlage um den Faktor 5 bis 6 kleiner sein kann als eine vergleichbare Filteranlage bei druckloser Filterung.
Durch die Erfindung ist darüber hinaus die wirksame Regenerierung der Filterkörper erreicht, die bei hohem Abscheidegrad und damit hohem Staubanfall an den Filterkörpern wesentlich ist. Die Reinigung der Filterkörper einer Filterkammer erfolgt mittels des Rückblasgases
nicht gegen den Überdruck des Rohgases, sondern gegen den drucklosen Staubsammelbehälter. Damit kann das im wesentlichen unter dem Überdruck des Rohgases stehende Reingas selbst als Rückblasgas eingesetzt werden. Dies hat zudem den Vorteil, daß der der Regenerierung der Filterelemente dienende Gasstrom im wesentlichen die gleiche Temperatur aufweist wie .das zu reinigende Rohgas9 so daß an den Filterkörpern keine Temperaturwechsel auftreten und keine Kondensation und damit Versottung der Filterkörper und Rohrleitungen erfolgt. Ein zusätzliches Aufheizen des Rückblasgases erübrigt sich.
Beim Reinigen der Filterkörper einer Filterkammer wird nicht der Filterbetrieb der Filteranlage insgesamt unterbrochen. Die Reinigung der einzelnen Filterkammern erfolgt in Intervallen nacheinander.
Wenn das Rückblasen nicht mit dem Reingas selbst erfolgen soll, ist in anderer Ausführung die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß in der Rohgasleitung ein über dem atmosphärischen Druck liegender Druck (Überdruck) herrscht, daß zwischen jeder Filterkammer und dem Staubsammelbehälter ein Staubabsperrorgan und zwischen jeder Filterkammer und der Rohgasleitung ein Rohgasabsperrorgan vorgesehen ist, daß zwischen jeder Filterkammer und die Reingas-Sammelleitung ein Reingasabsperrorgan geschaltet ist und daß ein mit der Rohgasleitung in wärmetauschender Verbindung stehender Druckbehälter vorgesehen ist, der über je ein Rückblasabsperrorgan mit jeder Filterkammer und über ein Ventil mit der Umgebungsluft verbindbar ist, wobei
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beim Schließen des Rohgas abs ρ errorgans lind des Reingasabsperrorgans und dem Öffnen des Staubabsperrorgans und des Rückblasabsperrorgans einer Filterkammer diese aus dem Druck behälter druckbeaufschlagt wird. Bei dieser Ausführungsi'orm der Erfindung wird im Druckbehälter ein bestimmtes Volumen der Uragebungsluft von der Rohgasleitung aufgeheizt, so daß sich dessen Druck so erhöht, daß es zum Reinigen der Filterkörper geeignet ist. Beim jeweiligen Öffnen des Rückblasabsperrorgans und des Staubabsperrorgans, sowie dem Schließen des Rohgasabsperrorgans und des Reingasabsperrorgans entspannt sich der Druckbehälter über die betreffende Filterkammer und reinigt deren Filterkörper. Durch Öffnen des Ventils kann Umgebungsluft nachgeführt werden, die dann ebenfalls wieder erhitzt wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Reingas-Sammelleitung mit dem Druckbehälter verbunden. Dabei kann diese Verbindung entweder wahlweise zu der Verbindung des Druckbehälters mit der Umgebungsluft oder anstelle dieser Verbindung vorgesehen sein. Die Verbindung der Reingas-Sammelleitung mit dem Druckbehälter ist günstig, da damit eine Anpassung der Rückblasströmung erreicht werden kann, die dann nicht gegeben ist, wenn die Rückblasströmung aus dem mit der Reingas-Sammelleitung verbundenen Stutzen der Filterkammer erfolgt, durch den das Reingas abgeleitet wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und den Unteransprüchen. In der Zeichnung zeigen: ,-
Figur 1 eine Teilansicht einer Filteranlage längs der Linie I-*I nach Figur 2,
Figur 2 eine Aufsicht der Filteranlage nach Figur 1 und
Figur 3 eine Schnittansicht einer Filterkammer der Fi11 eranlage.
Eine Filteranlage weist eine Rohgasleitung 1 auf 9 die in einen Verteiler 2 mit Staubvorabscheider 3 mündet» Auf einem Kreis um den Verteiler 2 sind mehrere Filterkammern 4 angeordnet (vgl. Figur 2). Unterhalb des Staubvorabscheiders 3 ist ein Staubsammelbehälter 5 vorgesehen.
Die Filterkammern 4 sind so aufgebaut, wie dies in Figur 3 dargestellt ist. An einer Lochplatte 6 sind Filterkerzen 7 angeordnet. Rohgasseitig ist die Filterkammer 4 mit einem Einlaßstutzen 8 und einer Staubaustragsöffnung 9 versehen. Reingasseitig ist an der Filterkammer 4 ein Auslaßstutzen 10 und ein Rückblasstutzen 11 vorgesehene
Die Filterkammern 4 sind mit ihren Einlaßstutzen 8 übor Rohgasabsperrorgane 12 mit dem Verteiler 2 verbunden. Mit den Auslaßstutzen 10 sind sie über Reingasabsperrorgane 13 an eine gemeinsame Reingas-Sammelleitung 14 angeschlossen. Die Staubaustragsöffnungen 9 sind über
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Staubabsperrorgane 15 mit dem Staubsammelbehälter 5 verbunden. An den Staubsammelbehälter ·5 ist außerdem über ein weiteres Absperrorgan 16 der Staubvorabscheider 3 angeschlossen. Der Staubsammelbehälter 5 weist eine zentrale Staubablaßeinrichtung 17 auf. Er ist über eine Leitung 18 und ein Ventil 19 drucklos zu machen.
Die Rückblasstutzen 11 der Filterkammern k sind über Rückblasabsperrorgane 20 an einen Druckbehälter 21'angeschlossen, der sich um die Rohgasleitung 1 erstreckt und mit dieser in wärmeleitender Verbindung, indem die Außenwand der Rohgasleitung 1 die Innenwand des Druckbe— hälters 21 bildet.
Der"Druckbehälter 21 ist über ein Ventil 22 und eine Leitung 23 mit der Reingas-Sammelleitung 14 verbunden. Außerdem ist an den Druckbehälter 21. ein Vakuumventil 2k angeschlossen, das über eine·Öffnung 25 ins Freie mündet.
Die Arbeitsweise der beschriebenen Filteranlage ist im wesentlichen folgende:
Der Rohgasleitung 1 wird staubbeladenes Rohgas mit einer Temperatur von etwa 1OOO°C zugeführt. Das Rohgas steht unter einem für solche Filteranlagen hohen Druck von 2,5 bar. Schwere Staubpartikel fallen in den Staubvorabscheider 3··· Über die offenen Rohgasabsperrorgane 12 wird das Rohgas den Filterkammern k zugeführt. An den Filterkörpern 7 setzt sich der Staub ab; Über die offenen Reingasabsperrorgane T3 tritt das gereinigte Gas in die
Reingas-Sammelleitung 14. Dieser Gasweg ist in dsn Figuren mit durchgezogenen Pfeillinien dargestellt.
Da das Rohgas unter relativ hohem Druck steht, ist je Volumeneinheit des Rohgases mit hohem Staubgehalt zu rechnen, der sich an den Filterkörpern 7 absetzt. Um die Filterkörper 7 einer Filterkammer k zu reinigen9 werden das Rohgasabsperrorgan 12 und das Reingasabsperrorgan 13 dieser Filterkammer k geschlossen. Das Staubabsperrorgan 15 und das Rückblasabsperrorgan 20 dieser Kammer"4 werden geöffnet. Die Absperrorgane 16 und 17 sind geschlossen. Durch Öffnen des Absperrorgans 19 ist der Staubsammelbehälter 5 drucklos. Über das offene Ventil 22 ist der Druckbehälter 21 an die Reingas-Sammelleitung Ik angeschlossen. Es strömt damit aus der Reingas-Sammelleitung Ik über den Druckbehälter 21 ein Rückblasstrom durch die Filterkörper 7* so daß der Filterkuchen in den drucklos geschalteten rohgasseitigen Raum der Filterkammer k stürzt und durch die Staubaustragsöffnung 9 in den Staubsammelbehälter 5 gelangt. Danach werden die Absperrorgane 15 und 20 der gereinigten Kammer k wieder geschlossen und die Absperrorgane 12 und 13 dieser Kammer k geöffnet. Sie arbeitet dann wieder im Filterbetrieb. Anschließend kann dann die nächste Kammer k gereinigt werden, wobei die Reinigung der Filterkammern k nacheinander entweder in festen, jedoch einstellbaren Zeitintervallen oder in Abhängigkeit von dem an den Filterkörpern 7 abfallenden Differenzdruck erfolgt, der mit zunehmender Verstaubung ansteigt. Während der Reinigung der Filterkörper 7 einer Filterkammer k ist der Filterbe-
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trieb der übrigen Filterkammern 4 aufrechterhalten, so daß insgesamt die Reinigung keine Unterbrechung des ■ Filterbetriebs bedeutet.
Der sich im Staubvorabscheider 3 sammelnde Staub wird in bestimmten Zeitintervallen durch Öffnen des Absperrorgans 16 in den Staubsammelbehälter 5 gedrückt. Durch Öffnen der Abgperrorgane 16 und 17 und Schließen des Absperrorgans 19 kann der Staubsammelbehälter 5 unter dem Rohgasdruck entleert werden.
In Figur 1 sind die Strömungsrichtungen·bei Filterkammerreinigung strichliert dargestellt.
Bei dem beschriebenen Reinigungsvorgang der Filterkörper einer Kammer 4 wird die Reinigung durch das entstaubte Reingas selbst vorgenommen. Da das Reingas im wesentlichen den gleichen Druck wie das Rohgas aufweist und zum Reinigen der Filterkörper 7 der rohgasseitige Raum der betreffenden Filterkammer 4 drucklos geschaltet' ist, erfolgt eine wirksame Absprengung der Filterkuchen. Da die Temperatur des Reingases im wesentlichen ebenso hoch ist wie die des Rohgases ist eine Kondensation und' Versottung der Rohrleitungen und Filterkörper vermieden. Im Druckbehälter 21 erfolgt eine zusätzliche Nacherwärmung des Reingases für den Rückblasstr.om. Dies ist zwar nicht nötig, jedoch günstig.
Der Öffnungsquerschnitt des Rückblasabsperrorgans 20 ist kleiner als der des Reingasabsperrorgans I3. Damit
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erfolgt eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Rückblasstromes gegenüber dem Reingasstrom, was das Abblasen der Filterkuchen erleichtert.
In einem vereinfachten Ausführungsbeispiel kann, wenn das Reingas selbst dem Abblasen der Filterkuchen von den Filterkörpern 7 dient, das Reingasabsperrorgan 13 sowie die zusätzliche Verbindung der Reingas-Sammelleitung Ik über die Leitung 23» den Druckbehälter 21 und die Rückblasabsperrorgane 20 entfallen. Der Rückblasstrom würde dann direkt aus der Reingas-Sammelleitung der jeweils zu reinigenden Filterkammer 4, deren Rohgasabsperrorgan 12 geschlossen und deren Staubabsperrorgan 15 geöffnet ist j strömen.
Der Druckbehälter 21 und dessen Verbindung über die Rückblasabsperrorgane 20 mit den einzelnen Filterkammem k ist notwendig, wenn ausschließlich oder wahlweise anstelle des Reingases aus betrieblichen oder sicherheit stechnischen Gründen das Rückblasen mit Frischluft erfolgen soll. Dabei kann dann die Leitung 23 entfallen bzw. das Ventil 22 wird geschlossen. Die Reinigung einer der Filterkammern k erfolgt dann dadurch, daß über das Vakuumventil 2k in den Druckbehälter 21 gelangte Luft sich in dem Druckbehälter 21 erhitzt, wodurch ihr Druck ansteigt. Wird dann eines der Rückblasabsperrorgane 20 bei geöffnetem Staubabsperrorgan 15 und geschlossenem Rohgasabsperrorgan 12 und geschlossenem Reingasabsperrorgan 13 geöffnet, dann werden durch den im Druckbehälter 21 herrschenden Druck die Filterkuchen abgesprengt,
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wodurch sich der Druck im Druckbehälter· 21 abbaut und über das Vakuumventil 2k erneut Frischluft aus der Umgebung angesaugt wird. Die angesaugte Frischluft wird dann wiederum erhitzt, so daß im Druckbehälter 21 erneut Druck für die Reinigung der Filterkörper J der nächsten Filterkammer k zur Verfügung steht.
Im Rahmen der Erfindung liegen zahlreiche weitere Ausgestaltungen. So ist es beispielsweise möglich, anstelle der kreisförmigen Anordnung der Filterkammern 4, diese parallel oder in Reihe anzuordnen.
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Claims (9)

Patentansprüche
1.J Filteranlage für heiße staubbeladene Rohgase mit mehreren, Filterkörper aufweisenden Filterkammern, die rohgässeitig mit einer gemeinsamen Rohgasleitung und mit einem drucklosen Staubsammelbehälter verbunden sind und die reingasseitig in eine gemeinsame Reingas-Sammelleitung münden und zur Reinigung der Filterkörper einzeln aus einer Rückblasleitung beaufschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rohgaaleitung (1) ein über dem atmosphärischen Druck liegender Druck (Überdruck) herrschts daß zwischen jeder Filterkammer (k) und dem Staubsammelbehälter (5) ein Staubabsperrorgan (15) und zwischen jeder Filterkammer (k) und der Rohgasleitung (1) ein Rohgasabsperrorgan (12) vorgesehen ist, wobei zum Reinigen der Filterkörper (7) einer Filterkammer (k) jeweils das dieser zugeordnete Rohgasabsperrorgan (12) geschlossen und das ihr zugeordnete Staubabsperrorgan (15) geöffnet ist und dabei die Reingas-Sammelleitung (14) Rückblasleitung für diese Filterkammer (k) ist.
2. Filteranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jede Filterkammer (h) und die Reingas-Sammelleitung (14) ein Reingasabsperrorgan (13) geschaltet ist und an die Reingas-Sammelleitung (i4) ein Druckbehälter (21) angeschlossen (22, 23) ist, der über jeweils ein Rückblasabsperrorgan.(20) mit jeder Filterkammer (4) verbunden ist, wobei zum Reinigen der Filterkörper (7) einer Filterkammer (4) zusätzlich jeweils das dieser zugeordnete Reingasabsperrorgan (13) geschlossen und das dieser zugeordnete Rückblasabsperrorgan (20) geöffnet ist.
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3. Filteranlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, dadurch, gekennzeichnet, daß in der Rohgasleitung (1) ein über dem atmosphärischen Druck liegender Druck (Überdruck) herrscht, daß zwischen jeder Filterkammer (4) und dem Staubsammelbehälter (5) ein Staubabsperrorgan (15) und zwischen jeder Filterkammer (4) und der Rohgasleitung (i) ein Rohgasabsperrorgan (12) vorgesehen ist, daß zwischen jede Filterkammer (4) und die Reingas-Sammelleitung (i4) ein Reingasabsperrorgan (13) geschaltet ist und daß ein mit der Rohgasleitung· (l) in wärmetauschender Verbindung stehender Druckbehälter (21) vorgesehen ist, der über je ein Rückblasabsperrorgan (20) mit jeder Filterkammer (4) und über ein Ventil· (24) mit der Uragebungsluft verbindbar ist, wobei beim Schließen des Rohgasabsperrorgans (12) sowie des Reingasabsperrorgans (13) und dem Öffnen des. Staubabsperrorgans (15) sowie des Rückblasabsperrorgans (20)| einer Filterkammer (4) diese aus dem Druckbehälter (21.) druiskbeaufschlagt wird.
4. Filteranlage nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter (21) die Rohgasleitung (i) umschließt.
5. Filteranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruck 2 bis 3 bar beträgt.
6. Filteranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der freie Querschnitt der Rückblasabsperrorgane- (20) kleiner ist als der der Reingasabsperrorgane (13)·
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7. Filteranlage nach einem der vorhergehenden. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterkaramern {k) auf einem Kreis um einen mit der Rohgasleitung (i) verbundenen Verteiler (2) angeordnet sind.
8. Filteranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Staubsammelbehälter (5) über ein Ventil (19) drucklos zu schalten ist. . '
9. Filteranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohgasleitung .(1) in einem Staubvorabscheider (3) endet und daß der Staubvorabscheider (3) über ein Absperrorgan (16) an den Staubsammelbehälter (5) angeschlossen ist.
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