DE3528042C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung insbesondere von heißen Gasen gemäß dem Oberbegriff nach Anspruch 1.

Es ist bekannt (DE-OS 25 38 495), 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 hohen Abscheidegraden große Durchsatzleistungen bei relativ geringem Bauvolumen mit niedrigen Investitions- und Betriebskosten erreichbar sein. Es ist ferner bekannt, die sich außen an der Filtertrommel anlagernden Feststoffe durch Flieh­ kraft und einem stationär im Innenraum der Filtertrommel angebrachten Düsenstockpaar, welches die Innenseite der Filtertrommel besprüht, abzulösen.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Abscheidegrade und Filterbelastungen - auch beim Einsatz von Heißgasen - zu verbessern. Hierzu gehören ebenso eine Vorkonditionierung der Schadgase mit Teil­ abscheidung bereits an der Gehäusewand wie die Ausbildung eines optimalen Filterkuchens zur Abscheidung der Schad­ stoffreste 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. Die zu reinigenden Gase sollen nach Passieren eines sich mitdrehenden Flügelkranzes einen rotierenden doppelwandigen Korb durchströmen und an oder in einer filternden Schütt­ gutfüllung mechanisch und/oder chemisch von ihren staub­ und/oder gasförmigen Schadstoffanteilen 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 zugeführt, welches den Filter durchdringt und den Filterkuchen mit Fliehkraftunterstüt­ zung in bekannter Weise ablösen soll. Die Zufuhr des Waschmediums wird so gesteuert, daß sich an der Außenseite des Filterkorbes stets ein ausreichender Filterkuchen bilden und die Wirkung des filternden Schüttgutes verstärken kann.

Um auch heiße Schadgase in einem Temperaturbereich reinigen zu können, in welchem die gebräuchlichen Medien verdampfen oder verschwinden, sieht ein weiteres Merkmal der Erfindung vor, schmelzflüssige Metalle oder ähnlich geeignete Salzschmelzen einzusetzen, deren Schmelzpunkte unterhalb und deren Verdampfungspunkte oberhalb der Betriebstemperatur der Heißgase liegen. Zur Ablösung anhaftender Feststoffe werden die Sprühdüsen mit Dampf oder neutralem Heißgas periodisch beaufschlagt, um auch die Temperatur der Heißgase nicht unnötig zu senken. Da bei diesen Temperaturen im Bereich von 200-900°C ein obenliegender Antrieb des Filterkorbes gefährdet ist und zugleich das Medium schmelzflüssig sein muß, wird vorgeschlagen, den Antrieb des Korbes und die Beheizung des Mediums 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 mit 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 vorliegenden 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 vergleichsweise niedrige Druckverlust begünstigt ebenfalls technisch und wirtschaftlich die Reinigung und Weiterverwendung heißer Gase, wie sie z. B. aus druckaufgeladenen Wirbelschichtfeuerungen oder aus Gieß- und/oder Schmelzöfen anfallen.

Durch 7 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 zeigt

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

Fig. 2 die erfindungsgemäße Ausbildung eines Flügelkranzes 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 Düsenstockpaare im Innern des Filterkorbes und ihre Steuermöglichkeiten,

Fig. 4 die erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrer Ausbildung als Heißgas-Trockenfilter mit untenliegendem 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 rohr­ förmige Beschickungsanlage (3 a/3 b) und treffen auf den leicht nach außen abfallenden und geschlossenen doppelten Boden (4) des in Bauteil (5) gelagerten und rotierend angetriebenen Filterkorbes (6), wo sie mit dem flüssigen Wasch- und Trennmedium (8) aus der Beschickungsanlage (3 a) und Bord (7) in Berührung kommen und unter Einwirkung von Fliehkraft dem Flügelkranz (9) zugeführt werden.

Hier verwirbeln sich erstmalig Rohgas und Waschflüssigkeit gemäß den in Fig. 2 ff näher erläuterten Prinzipien. Das Gas-/Flüssigkeitsgemisch berührt die Gehäuseinnenwand (10) der Vorrichtung (1), wo sich bereits ein Teil des Gemisches abscheidet. In bekannter schraubenförmig rotierender Weise durchströmen 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 erfindungs­ gemäß 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 Ver­ wirbelung von Gas und Reinigungsmedium (z. B. Waschwasser, fließfähiger Staub o. ä.), welches durch die gemäß Fig. 2b an der Vorderkante der Flügelflächen angebrachten Zuführungs­ rillen (16) gleichmäßig verteilt wird, für eine Vor­ konditionierung der zu reinigenden Gase zu nutzen.

In der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach Fig. 3 befinden sich im Innenraum des Filterkorbes (6) mindestens drei Paare fest angebrachter Düsenstöcke (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 Düsenstöcke (19) I/IV zu II/V zu II/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) ausreichend benetzen und den Zutritt ungereinigter Gase verhindern zu können.
• -periodisch-paarweise oder insgesamt - ähnlich dem Rückspül­ stoß bei Schlauchfiltern - vorzugsweise bei der Trocken­ filterung von Heißgasen mit Dampf oder neutralem Heißgas als Spülmedium mit dem Ziel, die Abkühlung von Heißgasen mit nur geringfügiger Schadstoffbeladung zu verringern.

Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Trockenfilterung von Heißgasen und mit einer für einen Temperaturbereich zwischen 200°C und 900°C geeigneten Abdichtung aus schmelzflüssigem und gleichzeitig elektrisch leitendem Material (z. B. Zinn). Der Filterkorb (6) setzt sich konstruktiv 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) die elektrischen Kontakte zum Schutz vor den heißen Reingasen überdeckt. Am äußeren unteren Zylindermantel (21) befindet sich ein schräg abwärts nach außen gerichteter Kragen (25) zur fliehkraftunter­ stützten 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) Vertiefung, aus der angesammelte Feststoffe in bekannter Weise, z. B. mittels einer dichtschließenden Transportschnecke 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 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) Magnet­ pole (27) gegenüberliegend, deren Feld senkrecht zur Richtung eines angelegten Stromes zwischen den Elektroden (24) verläuft. Fließt er von den oberen Randelektroden zur unteren Mittelelektrode (24), so schneidet er das Magnet­ feld zwischen den Polen (27) und induziert ein Drehmoment in der Sperrflüssigkeit (20) und dem eintauchenden Zylindermantel (21).

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Reinigung von insbesondere heißen 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 sprühenden Düsen, dadurch gekennzeichnet, daß als Filtertrommel ein doppelwandig ausgebildeter senkrecht um seine Achse rotierender Filterkorb (6) Verwendung findet, der in der Außenwand seines oberen kuppelförmigen Endes einen konzentrisch angebrachten Einfülltrichter zur Aufnahme von zugeführtem Filtergranulat sowie einen konzentrisch um den Einfülltrichter befestigten und auf seinem Umfang gleichmäßig durchbrochenen Bord (7) zur Aufnahme und Verteilung von in bekannter Weise zugeführten Reinigungs­ medien aufweist und einen am oberen Ende des zylindrischen Teils des Filterkorbes (6) angebrachten Flügelkranz (9) besitzt, dessen Flügel mit Zuführungsrille (16) in ihrer Vorderkante, ihrem symmetrischen Profil und ihrer überlappenden Anordnung einen aktiven Mehrfach-Venturi­ wäscher bilden, in seinem Innenraum mindestens sechs feststehende gleichmäßig auf den Umfang verteilte und paarweise sich gegenüberliegende Düsenstöcke (19) umgibt zur Verteilung der von außen gesteuert zugeführten Reinigungsmedien, wobei zur Reinigung von Heißgasen schmelzflüssige Medien Verwendung finden und der Antrieb der Filtertrommel im Ringkanal erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergranulat trocken und periodisch zugeführt wird.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Filtergranulat gleichzeitig mit flüssigen Waschmedien kontinuierlich zugeführt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die überlappend angeordneten Flügel (9) mit ihren Kanten (14) parallel verlaufen und die Vorderkante jeweils eine Zuführungsrille (16) über die gesamte Flügellänge aufweist zur Weiterleitung und Verteilung des an der Flügelwurzel einfließenden Waschmediums über die gesamte Flügelfläche.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die mit einem Anstellwinkel unter 45° versetzt angeordneten symmetrischen Flügelprofile (15) als ringförmig aktiv wirkende Mehrfach-Venturidüse.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Zentrum des Filterkorbes (6) fest angebrachten Düsenstöcke (19) im Verhältnis zu seiner Drehrichtung und Umdrehungszahl von außerhalb paarweise voreilend, nachlaufend oder gegenläufig beaufschlagt werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Heizung auf dem Boden des Ringkanals (22).

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 7, gekennzeichnet durch Elektroden und Magnetspulen, die, gleichmäßig von außen auf den Umfang und den Boden des Ringkanals (22) verteilt, dergestalt wirken, daß bei Stromfluß ein Drehmoment entsteht und Filterkorb (6) und Medium zur Rotation bringt.