DE3636467A1 - Filter zur reinigung von gasen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Filter zur Reinigung von Gasen bei dem das Filtermedium aus einer Materialschüttgutschicht, insbesondere aus einer hochtemperaturbeständigen Materialschüttgutschicht besteht, die in mehrere Kammern aufgeteilt ist, welche um einen zentralen Kanal für den Austrag der aus den Gasen abgeschiedenen Medien angeordnet sind, wobei die Kammern unterhalb der Materialschüttgutschicht sowohl miteinander als auch mit der Rohgaszuleitung in offener Verbindung stehen, und wobei jede Kammer unterhalb der Materialschüttgutschicht an eine Reingasabzugsleitung angeschlossen ist.

Aus der DE-OS 33 11 108 ist ein Filter zur Reinigung von Gasen obiger Bauart bekannt, bei dem die Materialschüttgutschicht enthaltenden Kammern ringförmig um einen zentralen Kanal für den Abzug der aus den Gasen abgeschieden Medien angeordnet sind. Auf diese Weise kann sehr vorteilhaft eine Abreinigung der Materialschüttgutschicht in den einzelnen Kammern ohne Unterbrechung des Betriebes vorgenommen werden. Auch sind hierbei die Materialschüttgutschicht enthaltenden Kammern trichterförmig ausgebildet und mit oberhalb der Materialschüttgutschicht angeordneten Zuleitungen für die Zufuhr des Filtermediums versehen. Hierdurch kann das jeweils verbrauchte Filtermedium während des Betriebes in den einzelnen Kammern ersetzt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, dieses bekannte Filter, insbesondere hinsichtlich der Abreinigung des Filtermediums in den einzelnen Kammern wesentlich zu verbessern.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Kammern in Richtung auf den zentralen Kanal konisch erweitert ausgebildet sind. Durch diese zum zentralen Austragskanal konisch erweiterte Ausbildung der Kammern wird, wie die Praxis gezeigt hat, sowohl der Austrag der aus den Gasen abgeschiedenen Medien, als auch der Austrag des jeweils verbrauchten Filtermediums ganz wesentlich erleichtert, da diese Medien völlig ungehindert in den zentralen Kanal abfließen können. Die Abreinigung des Filtermediums in den einzelnen Kammern und der Austrag des verbrauchten Filtermediums kann daher ohne besondere Düsen oder Spülmedien vorgenommen werden. Ein weiterer Vorteil der durch die einfachere Abreinigung des Filtermediums und den erleichterten Austrag der Medien aus den Kammern in den zentralen Kanal erreicht wird, besteht darin, daß in diesem Filter auch solche Gase mit sehr gutem Erfolg gereinigt werden können, die klebrige Stoffe und/oder solche Stoffe enthalten, die bei bestimmten Temperaturen zum Zusammenbacken neigen, und zwar ohne Betriebsunterbrechung.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist im Filter über den Kammern ein nach oben hin kegelmantelförmig verjüngender Boden angeordnet, in den zentral von oben die Rohgasleitung mündet, und wobei der Boden mit dem darüber befindlichen Filtergehäuse einen Sammelraum für das Filtermedium bildet, der im Bereich der Filtergehäusewandung mit den Kammern in offener Verbindung steht. Auf diese Weise kann sehr vorteilhaft das in den einzelnen Kammern jeweils verbrauchte, aus der Kammer ausgetragene Filtermedium durch automatisches Nachlaufen von unverbrauchtem Filtermedium aus dem Sammelraum während des Betriebes ständig erneuert werden.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Kammern in einem im Querschnitt rechteckig ausgebildeten Filtergehäuse zu beiden Seiten eines zentral verlaufenden Kanals für den Abzug der aus den Gasen abgeschiedenen Medien angeordnet. Auf diese Weise kann der im Filter zur Verfügung stehende Innenraum optimal für die Anordnung der Kammern gemäß der Erfindung genutzt werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung von in Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen:

Es zeigen:

Fig. 1 Ein Filter mit zylinderförmig ausgebildetem Filtergehäuse im Längsschnitt gemäß der Erfindung.

Fig. 2 Einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1.

Fig. 3 Die Anordnung von Kammern in einem im Querschnitt rechteckig ausgebildetem Filtergehäuse gemäß der Erfindung.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, besteht das Filter gemäß der Erfindung aus einem zylinderförmig ausgebildeten, senkrecht angeordneten Gehäuse (1), mit zentraler Rohgaszuleitung (2), die von oben in einen kegelmantelförmig ausgebildeten Boden (3) mündet, der mit seinem unteren Rand bis an die Wandung des Gehäuses (1) heranreicht. Unterhalb des kegelmantelförmig ausgebildeten Bodens (3) sind, wie insbesondere die Fig. 2 zeigt, sternförmig um einen im Behälterboden (4) zentral angeordneten Kanal (5) Kammern (6) angeordnet, die im peripheren Bereich über Öffnungen (7) mit dem oberhalb des kegelmantelförmig ausgebildeten Bodens (3) befindlichen Sammelraum (8) für das Filtermedium (9) in offener Verbindung stehen. In jeder der sternförmig angeordneten Kammern (6) befindet sich eine als Filtermedium dienende Materialschüttgutschicht (10), die auf einem gelochten Boden (11) ruht, der schräg nach oben verläuft. Die sternförmig um den zentralen Kanal (5) angeordneten Kammern (6) sind voneinander durch Trennwände (12) getrennt, die bis zum Boden (4) des Gehäuses (1) reichen. In der Seitenwandung des Gehäuses (1) ist unterhalb des Kammerbodens (11) für jede Kammer eine Reingasabzugsleitung (13) vorgesehen, die in eine Reingasringsammelleitung (14) münden. Die Reingasleitungen (13) sind hierbei für die Zuführung von Spülmedien in die einzelnen Kammern (6) mit Düsen oder Ejektoren (15) ausgestattet. Im übrigen ist das Filtergehäuse (1) oben auf der linken Seite mit einem Stutzen (16) für das Nachfüllen des frischen Filtermediums (9) in den Sammelraum (8) versehen.

Im Betrieb des in Fig. 1 dargestellten Filters gemäß der Erfindung wird das Rohgas durch die Rohgaszuführungsleitung (2) von oben her in Pfeilrichtung (17) den Kammern (6) mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,1 bis 4 m/sec zugeführt. Mit Hilfe der Trennwände (12) wird eine gleichmäßige Verteilung des Rohgases auf die Kammern (6) bewirkt. Während das Rohgas in den einzelnen Kammern (6) die Schüttgutschicht (10) und den darunter befindlich gelochten Boden (11) durchströmt, werden die im Rohgas befindlichen Medien, beispielsweise Feststoffe, vom Gas getrennt. Das auf diese Weise gereinigte Gas wird dann über die in der Seitenwandung des Filtergehäuses (1) angeordneten Reingasabzugsleitungen (13) der Reingasringsammelleitung (14) zugeführt und von dort nach außen abgezogen. Die in der Materialschüttgutschicht (10) abgeschiedenen Feststoffe sammeln sich hierbei im Oberflächenbereich der Schüttgutschicht und bauen nach einer bestimmten Zeit eine entsprechende Feststoffschicht darauf auf. Die Abreinigung der Materialschüttgutschicht kann dann entweder nach einem vorgegebenen Abreinigungsplan in den einzelnen Kammern (6) nacheinander erfolgen, oder aber sie kann auch jeweils nur in der Kammer vorgenommen werden, in der jeweils der höchste Druckverlust aufgetreten ist, oder aber in der ein bestimmter Grenzwert erreicht wurde. Der Druckverlust kann in einfacher Weise durch Messung des Druckes in den Kammern (6) und in den Reingasabzugleitungen (13) ermittelt werden. Die Abreinigung der Materialschüttgutschicht in den einzelnen Kammern (6) erfolgt Kammer für Kammer, und zwar mit Hilfe eines Spülmediums, z. B. Reingas oder Luft, das über eine Druckleitung (18) und Ejektor (15) in die Reingasabzugsleitung (13) im Gegenstrom zu den Reingasen eingeführt wird, derart, daß sich unter der Materialschüttgutschicht (10) nicht nur ein so hoher Druck aufbaut, daß keine Gase mehr von oben durch die Materialschüttgutschicht hindurchtreten können, sondern daß auch die aus dem Rohgasstrom abgeschiedenen Feststoffe ggfs. zusammen mit der oberen Lage der verbrauchten Materialschüttgutschicht angehoben und in den zentralen Kanal (5) ausgetragen werden. Zum Abreinigen der jeweiligen Kammer (6) wird jeweils nur kurzzeitig Druckgas über die Leitung (18), Ejektor (15) und über die Reingasleitung (13) in die Kammer von unten eingebracht, wobei die Reingasströmungsrichtung umgekehrt wird, und die auf der Oberfläche der Materialschüttgutschicht in der Kammer befindlichen Stäube in den zentralen Kanal (5) ausgetragen werden. Während dieser kurzen Zeit übernehmen die übrigen Kammern (6) die gesamte Gasreinigung, so daß die Abreinigung der auf der Materialschüttgutschichtoberfläche befindlichen Stäube und/oder auch der Austrag der oberen, bereits verbrauchten Materialschüttgutschicht, ohne Unterbrechung des Filterbetriebes vonstatten geht. Nach Abschalten des durch die Leitung (18) zugeführten Druckgases nimmt die jeweils auf diese Weise abgereinigte Kammer automatisch wieder ihren Betrieb auf. Gleichzeitig mit dem Austrag der oberen verbrauchten Materialgutschicht zusammen mit dem Staub fließt durch die Öffnungen (7) von oben aus dem Sammelraum (8) eine der ausgetragenen Materialschüttgutmenge entsprechende Menge selbsttätig nach. Auf diese Weise wird das jeweils in den einzelnen Kammern verbrauchte Filtermedium ständig und selbsttätig von oben aus dem Sammelraum (8) ersetzt. Dieser verhältnismäßig große Sammelraum (8) hat den Vorteil, daß er nur verhältnismäßig selten mit frischem Filtermedium durch den Stutzen (16) von oben aufgefüllt werden muß.

Da die Kammern (6), wie insbesondere die Fig. 2 zeigt, gemäß der Erfindung in Richtung auf den zentralen Kanal (5) für den Austrag der aus den Gasen abgeschiedenen Medien konisch erweitert ausgebildet sind, wird nicht nur der Austrag der auf dem Filtermedium abgeschieden Stoffe erleichtert, sondern hierdurch wird auch ein sicherer Austrag des jeweils verbrauchten oberen Schüttgutschichtes selbst dann gewährleistet, wenn es auf Grund von feuchten und/oder klebrigen Stoffen, sei es bei normalen oder auch hohen Temperaturen, zu Zusammenbackungen von Schüttgutfiltermaterialien kommt. Das erfindungsgemäß ausgebildete Filter ist daher unter anderem besonders geeignet zum Abscheiden sehr schwieriger Stäube, insbesondere auch aus sehr heißen Gasen in einem kontinuierlichen Betrieb. Dies insbesondere deshalb, weil einerseits die Materialien für das Filtermedium jeweils prozeßspezifisch auf die aus den Gasen abzuscheidenden Medien ausgewählt und leicht eingesetzt werden können, und weil andererseits durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Filterkammern eine betriebssichere Abreinigung und Erneuerung des jeweils verbrauchten Filtermediums in den einzelnen Kammern gewährleistet ist. Im übrigen kann die Abreinigung der Materialgutschicht sowohl in einzelnen Kammern oder zugleich auch in mehreren Kammern ohne Betriebsunterbrechung vorgenommen werden. Als Filtermedien können, wie bereits bekannt, neben Sand, Aluminiumoxid, Siliciumoxid, Kalk, Aktivkohle oder auch Feststoffe mit permanent-magnetischen Eigenschaften benutzt werden. Diese Filtermedien sind vor allem hochtemperaturbeständig, so daß damit sehr vorteilhaft auch hochtemperierte Gase, d. h. Gase, deren Temperaturen weit über 600°C liegen, mit sehr gutem Erfolg in einfacher Weise gereinigt werden können. Um den Abscheidegrad zu verbessern, kann es ggfs. auch zweckmäßig sein, den Rohgasstrom mit solchen festen, flüssigen oder gasförmigen Additiven zu versetzen, die mit den gasförmigen Schadstoffen so reagieren, daß sie im Filter mit den festen und/oder flüssigen Partikeln leicht abgeschieden werden können. So kann beispielsweise als Additiv Feinkalk zum Rohgas zwecks Schwefeleinbindung zugesetzt werden, oder aber es kann beim Abscheiden von flüssigen Medien dem Rohgasstrom Feinstaub zugemischt werden. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit eine fraktionierte Abscheidung von mehreren Stoffen unterschiedlicher Eigenschaften bei verschiedenen Temperaturen aus einem Gasstrom zu ermöglichen, und zwar durch Hintereinanderschaltung mehrerer Filter. Auch besteht die Möglichkeit, das verbrauchte, aus dem Filter jeweils ausgetragene Filtermaterial wiederum zu regenerieren und erneut einzusetzen.

Wie Fig. 3 zeigt, können die Kammern (19) gemäß der Erfindung ggfs. auch sehr vorteilhaft in einem im Querschnitt rechteckig ausgebildeten Filtergehäuse (20) zu beiden Seiten eines zentral verlaufenden Kanals (21) für den Abzug der aus den Gasen abgeschiedenen Medien angeordnet werden. Durch diese Anordnung der Kammern (20) kann der im Filter zur Verfügung stehende Innenraum optimal für die Aufnahme einer großen Zahl von Filterkammern genutzt werden. Die Betriebsweise ist auch hierbei dieselbe, wie bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten, in Querschnitt kreisförmig ausgebildeten Filter.

Darüberhinaus besteht auch die Möglichkeit, wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet, die Rohgasleitung (22) unterhalb des kegelmantelförmigen Bodens (3) von der Seitenwandung des Filters her in den Raum der Filterkammern einmünden zulassen. In diesem Fall kann die Zuführung des frischen Filtermediums sehr vorteilhaft zentral von oben erfolgen. Auch kann die Anordnung der Kammern im Filter - im Sinne einer kinematischen Umkehrung - so getroffen werden, daß sie von innen nach außen kegelmantelförmig abfallend verlaufen, wobei dann der Austrag der aus den Gasen abgeschiedenen Medien und des verbrauchten Filtermaterials über einen Ringraum im peripheren Bereich erfolgt.

Ausführungsbeispiel

In einem Filter mit den erfindungsgemäß ausgebildeten Filterkammern wurde ein mit ZnO-haltigem Staub beladenes Rohgas zur Reinigung gebracht. Dieses Rohgas, das eine Temperatur von 1000°C hatte, wurde den Filterkammern mit einer Anströmgeschwindigkeit von 2 m/sec zugeführt. Die dem Filter zugeführte Rohgasmenge betrug 1200 m³/Std. Das aus dem Filter abgeführte Reingas hatte nur noch einen Staubgehalt von 0,5%. Mit dem Filter gemäß der Erfindung konnten somit, wie die Praxis gezeigt hat, 99,5% Staub, aus dem 1000°C heißen Rohgas abgeschieden werden. Bei anderen Versuchen mit trockenem, nicht rieselfähigem Staub beladenen Gasen, oder bei Rohgasen, die mit Pechdampf, Ruß und/oder Wasser versetzten Stäuben beladen waren, konnte mit dem Filter gemäß der Erfindung ein Abscheidewirkungsgrad bis zu 99,9% erreicht werden.

Claims (4)

1. Filter zur Reinigung von Gasen, bei dem das Filtermedium aus einer Materialschüttgutschicht, insbesondere aus einer hochtemperaturbeständigen Materialschüttgutschicht besteht, die in mehrere Kammern aufgeteilt ist, welche um einen zentralen Kanal für den Austrag der aus den Gasen abgeschiedenen Medien angeordnet sind, wobei die Kammern oberhalb der Materialschüttgutschicht sowohl miteinander als auch mit der Rohgaszuleitung in offener Verbindung stehen, und wobei jede Kammer unterhalb der Materialschüttgutschicht an eine Reingasabzugsleitung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (6, 19) in Richtung auf den zentralen Kanal (5, 21) konisch erweitert ausgebildet sind.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Filter über den Kammern (6, 19) ein nach oben hin kegelmantelförmig verjüngender Boden (3) angeordnet ist, in den zentral von oben die Rohgasleitung (2) mündet, und wobei der Boden (3) mit dem darüber befindlichen Filtergehäuse (1) einen Sammelraum (8) für das Filtermedium bildet, der im Bereich der Filtergehäusewandung mit den Kammern (6, 19) in offener Verbindung steht.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (6) in einem im Querschnitt rund ausgebildeten Filtergehäuse (1) sternförmig um den zentralen Kanal (5) für den Austrag der aus den Basen abgeschiedenen Medien angeordnet sind.

4. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (19) in einem im Querschnitt rechteckig ausgebildeten Filtergehäuse (20) zu beiden Seiten eines zentral verlaufenden Kanals (21) für den Abzug der aus den Gasen abgeschiedenen Medien angeordnet sind.