DE3528042A1 - Vorrichtung zur reinigung insbesondere von heissen gasen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Gasen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die zu reinigenden Gase sollen nach Passieren eines sich mitdrehenden Flügelkranzes einem rotierenden, doppelwandigen Korb durchströmen und an oder in einer filternden Schüttgutfüllung mechanisch und/oder chemisch von ihrem staub- und/oder gasförmigen Schadstoffanteil durch Anlagerung an das oder Reaktion mit dem Schüttgut befreit werden. Zur Reinigung der Filterfüllung wird dem Filterkorb auf seiner Innenseite kontinuierlich- sequentiell oder auch periodisch ein Waschmedium zuge­ führt, welches den Filter durchdringt und den Filterkuchen mit Fliehkraftunterstützung in bekannter Weise ablösen soll. Die Zufuhr des Waschmediums wird so gesteuert, daß sich an der Außenseite des Filterkorbes stets ein aus­ reichender Filterkuchen bilden und die Wirkung des filternden Schüttgutes optimieren kann.

Es ist bekannt, Gase mittels einer rotierenden, einseitig offenen in ein Flüssigkeitsbad eintauchenden Trommel aus porösem, gasdurchlässigem Material zu reinigen, wobei die Gase mittels Unterdruck die Filtertrommel von außen nach innen durchströmen. Es sollen damit neben hohem Abscheidegrad große Durchsatzleistungen bei relativ geringem Bauvolumen erreichbar sein; und das bei niedri­ gen Investitions- und Betriebskosten.

Es ist ferner bekannt, die sich außen an der Filtertrommel anlagernden Feststoffe durch Fliehkraft und einem statio­ när im Innenraum der Filtertrommel angebrachten Düsen­ stockpaar, welches die Innenseite der Filtertrommel besprüht, abzulösen.

Die angestrebten hohen Durchsatzleistungen bei relativ geringem Bauvolumen schließen aber zugleich eine ebenfalls hohe Abscheideleistung insofern aus, als damit zu hohe Gasgeschwindigkeiten auftreten mit äußerst kurzen Kontakt­ zeiten gegenüber Filter und Waschmedien. Berücksichtigt man die erforderlichen Reaktionszeiten z. B. bei der Neu­ tralisation sauerer Schadstoffanteile oder die ausreichen­ de Dicke des Filterkuchens, so erkennt man, daß der kurze Kontakt keinesfalls ausreicht bei einer fast zehnfach höheren spezifischen Filterbelastung gegen­ über gebräuchlichen Schlauch- bzw. Gewebefiltern, deren Filterleistung mit hohem Abscheidegrad zu erreichen. Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Einrichtungen dergestalt zu verbessern, daß die Kontakte zwischen Schadgas und Waschmedium intensiviert werden. Hierzu gehören ebenso eine Vorkonditionierung der Schadgase mit Teilabscheidung bereits an der Gehäusewand wie die Ausbildung eines optimalen Filterkuchens zur Abscheidung der Schadstoff­ reste bzw. eine ausreichende Tränkung des Schüttschicht­ filters durch entsprechende Steuerung der Sprühdüsen, damit auch hier restliche Schadstoffe im Gegenstrom zur Waschflüssigkeit vollständig ausgefiltert werden können. Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Um auch heiße Schadgase in einem Temperaturbereich reinigen zu können, in welchem die gebräuchlichen Wasch- und Sperrmedien verdampfen oder verschwinden, sieht eine weitere Ausbildung der Erfindung vor, die Sperrflüssigkeit durch schmelzflüssige Metalle oder ähnlich geeignete Salzschmelzen zu ersetzen, deren Schmelzpunkte unterhalb und deren Verdampfungspunkte oberhalb der Betriebstemperatur der Heißgase liegen. Zur Ablösung anhaftender Feststoffe werden die Sprüh­ düsen mit Dampf oder neutralem Heißgas periodisch beaufschlagt, um auch die Temperatur der Heißgase nicht unnötig zu verringern. Da bei diesen Temperaturen im Bereich von 200-900°C ein obenliegender Antrieb des Filterkorbes gefährdet ist und das Sperrmedium schmelz­ flüssig zu sein hat, wird vorgeschlagen, Antrieb und Heizung nach unten in den abdichtenden Ringkanal zu verlegen und so zu gestalten, daß mit Hilfe von in die Schmelze eintauchenden Kontaktelektroden, die an Rand und Boden des Ringkanals innen und außen gleichmäßig auf den Umfang verteilt angebracht sind, und senkrecht zu diesen angelegten Magnetfeldern bei Stromfluß das Bad aufgeheizt bzw. flüssig gehalten wird und die zugleich induzierte Badbewegung die eintauchende Filtertrommel in Drehung versetzt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei Gasen und Dämpfen mit Schadstoffen nicht nur Feststoffe zurückgehalten, sondern auch gas-/und oder dampfförmige Bestandteile reaktiv gebunden und beide in hoher Konzentration abgeschieden werden können. Zugleich läßt sich das Filtermedium in Form von Schüttgut - auch ohne Unter­ brechung des Filtervorganges - laufend erneuern oder ergänzen bei nahezu gleichbleibender Porosität.

Der verhältnismäßig niedrige Druckverlust begünstigt ebenfalls technisch und wirtschaftlich die Reinigung und Weiterverwendung heißer Gase, wie sie z. B. aus druckaufgeladenen Wirbelschichtfeuerungen oder aus Gießöfen anfallen.

Durch 6 Unteransprüche soll die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft ausgestattet werden.

Erfindungsgemäße Vorrichtungen sind in den Zeichnungen Fig. 1 bis Fig. 4 schematisch vereinfacht dargestellt. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Ausführung der Reinigungs­ vorrichtung für den Temperaturbereich normal flüssiger Waschmedien.

Fig. 2 die erfindungsgemäße Ausbildung eines Flügel­ kranzes am oberen Ende des Filterkorbes in der Draufsicht.

Fig. 2a einzelne Flügelprofile in ihrer Anordnung zueinander

Fig. 2b ein einzelnes Flügelprofil mit konkaver Vorderkante.

Fig. 3 die erfindungsgemäße Anordnung der Düsenstock­ paare im Innern des Filterkorbes und ihre Steuer­ möglichkeiten.

Fig. 4 die erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrer Ausbildung als Heißgas-Trockenfilter mit untenliegendem elektromagnetischem Antrieb.

In der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach Fig. 1 treten die zu reinigenden Rohgase unter Einwirkung des nachgeschalteten Sauggebläses (2) von oben nach unten in die Reinigungsvorrichtung (1) ein, passieren die rohrförmige Beschickungsanlage (3 a/3 b) und treffen auf den leicht nach außen abfallenden und geschlossenen doppelten Boden (4) des bei (5) gelagerten und rotie­ rend angetriebenen Filterkorbes (6), wo sie mit dem flüssigen Wasch- und Trennmedium (8) aus der Beschik­ kungsanlage (3 a) und Bord (7) in Berührung kommen und unter Einwirkung von Fliehkraft dem Flügelkranz (9) zugeführt werden. Hier verwirbeln sich erstmalig Roh­ gas und Waschflüssigkeit gemäß den in Fig. 2 ff. näher erläuterten Prinzipen. Das Gas/Flüssigkeitsgemisch berührt die Gehäuseinnenwand (10) der Vorrichtung (1), wo sich bereits ein Teil des Gemisches abscheidet. In bekannter schraubenförmig rotierender Weise durch­ strömen die Restgase den Filterkorb (6) mit dem Filter­ granulat (11), welches aus dem Vorrat (12) ergänzt und über die Beschickung (3 b) dem Filterkorb (6) zugeführt wird, und verlieren ihre noch enthaltenen festen und/ oder gasförmigen Schadstoffanteile mechanisch oder unter Reaktion mit dem Granulat (11) und verlassen über den Auslaß (13) und das Saugzuggebläse (2) als Reingase die Vorrichtung (1). Die aus Feststoffen und Reaktionsprodukten bestehenden Rückstände am und im Filtergranulat (11) werden erfindungsgemäß durch die in Fig. 3 dargestellten Vorrichtungen abgetrennt.

In der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach Fig. 2 dient die Ausbildung des Flügelkranzes (9) mit parallel zueinander angeordneten Flügelkanten (14 a/14 b) - in Drehrichtung mit obenliegender Vorder- und untenliegender Hinterkante - dazu, den bei Rotation des Kranzes zwischen den Flügelflächen auftretenden Venturi-Effekt aus der Anordnung der Flügelprofile (15) gemäß Fig. 2a zur Verwirbelung von Gas und Reinigungsmedium (z. B. Waschwasser, fließfähiger Staub o. ä.), welches durch die gemäß Fig. 2b an der Vorderkante der Flügelflächen angebrachten Zuführungsrillen (16) gleichmäßig verteilt wird, für eine Vorkonditionierung der zu reinigenden Gase zu nutzen.

In der erfindungsgemäßen Ausführungsforn nach Fig. 3 befinden sich im Innenraum des Filterkorbes (6) mindestens drei fest angebrachte Düsensstockpaare (19), die über die Rohrleitung (18) beaufschlagt und dergestalt mittels der Verteilerpumpe (17) gesteuert werden, daß sich eine Beaufschlagung der Filterkorb-Innenseite mindestens wie folgt variieren läßt

• - kontinuierlich-sequentiell der Drehrichtung des Filter­ korbes (6) folgend mit Betätigung der Düsenstockpaare (19) I/IV zu II/V zu III/VI zu I/IV usw., wobei durch "Vor- oder Nacheilen" die Relativgeschwindigkeit zwischen Korb- und "Sprüh"drehzahl den Aufbau eines wünschenswerten Filterkuchens zuläßt;
• - kontinuierlich-sequentiell der Drehrichtung des Filter­ korbes (6) entgegenlaufend, um mittels der hierdurch erreichbaren hohen Relativgeschwindigkeit zwischen Korb- und "Sprüh"drehzahl den Filterkörper (11) aus­ reichend benetzen und den Zutritt ungereinigter Gase verhindern zu können.
• - periodisch-paarweise oder insgessamt - ähnlich dem Rückspülstoß bei Schlauchfiltern - vorzugs­ weise bei der Trockenfilterung von Heißgasen mit Dampf oder Heißgas als Spülmedium mit dem Ziel, die Abkühlung von Heißgasen mit nur geringer Schadstoffbeladung zu verringern.

Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Trockenfilterung von Heißgasen mit einer für einen Temperaturbereich zwischen 300°C und 800°C geeigneten Abdichtung aus schmelzflüssigem und gleichzeitig elektrisch leitendem Material (20) (z. B. Zinn). Der Filterkorb (6) setzt sich konstruk­ tiv als undurchlässiger Doppelzylinder nach unten fort, wobei der äußere Zylindermantel (21) in einen schmalen und zugleich hohen Ringkanal (22) - gefüllt mit der Sperrflüssigkeit (20) - eintaucht, während der innere Zylindermantel (23) ausreichend die elektrischen Kontakte (24) überdeckt zum Schutz vor den heißen Reingasen. Am äußeren unteren Zylindermantel (21) befindet sich ein schräg abwärts nach außen gerichteter Kragen (25) zur fliehkraft­ unterstützten Staub- und Feststoffabweisung, der zugleich den darunterliegenden Ringkanal (22) nach oben hin schützt. Der ebenfalls schräg nach außen abfallende Boden (26) des Filtergehäuses (10) besitzt auf seinem Umfang eine (nicht dargestellte) Vertie­ fung, aus der angesammelte Feststoffe in bekannter Weise z. B. mittels einer dicht schließenden Transport­ schnecke ausgetragen werden können.

Der geschützte Ringkanal (22) kann erfindungsgemäß zum Antrieb des Filterkorbes in folgender Weise dienen:

In den Ringkanal (22) führen unterhalb des Flüssigkeits­ spiegels (20) Elektroden auf der Innen- und Außenseite in die Sperrflüssigkeit (20), denen am Boden weitere Elektroden (24) gegenüberliegen. Dazwischen befinden sich außerhalb und innerhalb des Ringkanals (22) Magnetpole (27) gegenüberliegend, deren Feld senk­ recht zur Stromrichtung zwischen den Elektroden (24) verläuft. Ein Strom, der von den oberen Randelektroden zur unteren Mittellektrode (24) fließt, schneidet dabei das Magnetfeld zwischen den Polen (27) und induziert eine Strömung in der Sperrflüssigkeit (20), die den eintauchenden Zylindermantel (21) mitnimmt und damit den Filterkorb (6) in Drehung versetzt.

Claims (7)

1. Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Gasen mit in feststehendem Gehäuse rotierender und mit ihrem einseitig offenen Ende in einen ringförmigen mit Sperrflüssigkeit gefüllten Kanal eintauchender Filter­ trommel mit auf ihre Innenseite sprühende Düsen, dadurch gekennzeichnet, daß die zu reinigenden Gase axial auf das geschlossene, kuppelförmig gewölbte Ende eines doppelwandig ausgebildeten, gefüllten oder nachfüllbaren trommelförmigen Schüttgutfilterkorbes treffen, mit zentral aus der Oberfläche der Kuppel austretendem Waschmedium in Berührung kommen, mit diesem zusammen radial auf einen Flügelkranz, der am oberen Ende des Filterkorbes im zylindrischen teil fast bis zur Gehäusewand reichend angebracht ist und mit diesem rotiert, abgelenkt und beim Durchströmen mittels der infolge der Flügelprofilierung auftretenden Verwirbelung untereinander vermischt und anschließend in bereits bekannter Weise gereinigt werden, wobei das Reinigungs­ medium aus mindestens sechs im Innenraum des Filterkorbes gleichmäßig auf den Umfang verteilten und paarweise gegenüberliegenden Düsenstöcken bekannter Bauart austritt, die, je nach Temperatur, Zusammensetzung und Feststoff­ beladung der zu reinigenden Gase unterschiedliche Beaufschlagung erfahren können.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkorb am höchsten Punkt seines kuppelförmigen Endes einen konzentrisch angebrachten Einfülltrichter aufweist, der mit bekannten Mitteln der Technik periodisch und/oder kontinuierlich mit passendem Filtergranulat trocken oder naß beschickt wird, welches sich infolge der Rotation gleichmäßig auf die durchlässige Doppelwandung des Korbes verteilt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 gekennzeichnet durch einen konzen­ trisch um den Einfülltrichter vorgesehenen und auf seinem Umfang gleichmäßig am Boden durchbrochenen Bord zur Aufnahme und Verteilung des Reinigungsmediums auf die Kuppeloberfläche, welches in bekannter Weise vom Rand des feststehenden Gehäuses aus zugeführt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3 gekennzeichnet durch Flügel mit überlappenden und parallel verlaufenden Kanten, wobei jeweils die Vorderkante des Flügelprofils eine Führungs­ rille über die gesamte Flügellänge aufweist zur Weiter­ leitung des an der Flügelwurzel einfließenden Waschmediums.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ver­ sprühen eines Reinigungsmediums auf die Innenseite des Filterkorbes im Verhältnis zu seiner Drehrichtung und Umdrehungszahl die Düsenstöcke paarweise von außerhalb voreilend, nachlaufend oder gegenläufig beaufschlagt werden.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet durch Ausbildung des ringförmigen Sperrkanals mit einer Bodenheizung zur Aufnahme von schmelzflüssigen Sperrmedien.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Elektroden und Magnet­ felder, die, gleichmäßig auf den Umfang des Ringkanals verteilt und in Kontakt zur elektrisch leitenden Sperr­ flüssigkeit stehend, so angebracht sind, daß bei Strom­ fluß ein elektromagnetisches Drehmoment entsteht, welches Sperrflüssigkeit und Filterkorb rotieren läßt.