CH627091A5 - Filter apparatus, in particular for hot flue gases. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Filterapparat, insbesondere zur Reinigung von heissen Rauchgasen, bei dem zwischen einem rauchseitigen Raum und einem reinseitigen Raum Filterelemente angeordnet sind.

Für die Reinigung von Rauchgasen werden häufig Elektro-filter oder Schlauchfilter verwendet. Damit die heissen Rauchgase die Funktionsfähigkeit dieser Staubabscheider nicht beeinträchtigen, müssen die Gase vor der Filtration gekühlt werden. Ausserdem kann trotz Kühlung Funkenflug auftreten, wodurch Löcher in die Filterschläuche gebrannt werden können. Der technische Aufwand für die Kühlung der Rauchgase ist gross. Die Abwärme lässt sich wirtschaftlich nicht nutzen. Es ist deshalb erwünscht, die Gase bei hohen Temperaturen zu filtrieren. Es entfällt dann das Kühlaggregat, so dass das Problem des Verschmutzens dessen Wärmetauscherflächen nicht entsteht. Im übrigen können die heissen Gase nach den Filtern gekühlt werden, ohne dass Wärmetauscherflächen des Kühlers verschmutzen.

Ein Filterapparat zur Filtration von heissen Rauchgasen ist aus der Literaturstelle Chemid-Ing.-Techn. 1970 Seite 647 bekannt. Dieser Filterapparat arbeitet mit keramischen Filterelementen, die an einer Lochplatte gehaltert sind. Derartige Filterelemente lassen sich bei Temperaturen bis zu 900 °C und höher einsetzen. Die heissen Rauchgase strömen unterhalb der Lochplatte in den Filterapparat und verlassen diesen nach dem Durchströmen der Filterelemente gereinigt oberhalb der Lochplatte. Die sich auf der Oberfläche der Filterelemente ablagernden Feststoffpartikel müssen von Zeit zu Zeit entfernt werden.

Bei der Filtrierung von Heissgasen sind insbesondere aus zwei Gründen grosse Filterflächen erforderlich. Einerseits ist das Volumen der heissen Rauchgase gross. Anderseits sind heisse Gase wesentlich zäher als kalte Gase. Es muss deshalb mit einem grossen Druckverlust gerechnet werden. Um diesen zu verkleinern, muss mit einer niedrigen Flächenbelastung gearbeitet werden, was durch eine Vergrösserung der Filterfläche zu erreichen ist. In der Praxis werden deshalb mehrere, zusammengeschaltete Filterapparate zur Reinigung von Rauchgasen verwendet. Diese sind mittels Rohrleitungen, Absperrorganen u.a. miteinander verbunden. Da ausserdem eine feuerfeste Ausmauerung und eine Wärmeisolierung vorgesehen sein muss, wird insgesamt der Bauaufwand sehr hoch. Darüber hinaus ergibt sich ein grosser Platzbedarf und ein hohes Gewicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Filterapparat vorzuschlagen, bei dem sich die Gesamtgrösse der Filterflächen an den jeweiligen Bedarfsfall anpassen lässt und der kompakt aufgebaut ist.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmale gelöst.

Die Vorteile der Erfindung ergeben sich daraus, dass dann, wenn grosse Filterflächen zur Verfügung stehen sollen, nicht mehr mehrere einzelne Filterapparate aufgestellt und verbunden werden müssen, sondern eine entsprechende Zahl von Filterkammern zu dem gewünschten Filterapparat zusammengesetzt werden. Rohrleitungen und Absperrorgane zwischen den Filterkammern entfallen. Die zur Aufstellung benötigte Grundfläche bleibt klein. Der für die Wärmeisolierung und die feuerfeste Ausmauerung notwendige Aufwand ist ebenfalls verringert, da die Filterkammern an den einander zugewandten Seiten offen sind.

Darüber hinaus lassen sich die Filterkammern vorfertigen und mit geringem Montageaufwand am Aufstellungsort zum Filterapparat zusammensetzen. Auch der Aufwand für Wartung und Reparatur ist gering, da Absperrorgane und Rohrleitungen fehlen.

In Ausgestaltung der Erfindung sind auf die beiden äusseren Filterkammern Kopfteile aufgesetzt, deren eines einen

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Rauchgas-Zuführungskanal und deren anderes einen Reingas-Abführungskanal bildet. Diese Strömungskanäle lassen sich mit grossem Querschnitt bauen, so dass der Druckverlust der strömenden Gase klein gehalten werden kann. Im übrigen ist hierdurch eine Reinigung der Kanäle erleichtert.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung stehen der obere und der untere Rand einer den rauchseitigen vom reinseitigen Raum abteilenden und die Filterelemente tragenden Trennwand im gleichen Abstand von Seitenwänden der Filterkammern und fluchten mit deren Rändern. Damit ist erreicht, dass sich die Filterkammern in beliebiger Reihenfolge aufein-andersetzen lassen, wobei sich gleichzeitig die Trennung des reinseitigen vom rauchseitigen Raum des Filterapparats ergibt.

In Weiterbildung der Erfindung weist die Trennwand unterhalb der Filterelemente eine Schräge auf, auf der von den Filterelementen abfallender Staub in dem rauchseitigen Raum nach unten gleitet, und im unterliegenden Kopfteil, in dem der Reingas-Abführungskanal vorgesehen ist, ist ein Staub-Sammelkanal ausgebildet.

Wenn der Filterapparat mehr Filterkammern umfassen soll als sich zweckmässig übereinandersetzen lassen, besteht dieser aus wenigstens zwei parallelen Reihen von Filterkammern, die vorzugsweise über gemeinsame Kopfteile verbunden sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und den abhängigen Patentansprüchen einzeln oder in Kombination. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Filterapparat im Längsschnitt und

Fig. 2 eine Aufsicht auf zwei nebeneinander stehende Filterkammern längs der Linie II—II nach Fig. 1.

Der Filterapparat nach Fig. 1 ist aus drei Filterkammern 1, 2 und 3 zusammengesetzt, die untereinander völlig gleich sind. Die Filterkammern sind an ihren oberen Seiten 4 und an ihren unteren Seiten 5 offen. Sie sind durch eine Trennwand 6 in einen reingasseitigen und einen rauchgasseitigen Raum unterteilt. An der Trennwand 6 ist eine Lochplatte 7 mit Löchern 8 gelagert. In die Löcher 8 sind keramische Filterelemente 9 eingesetzt, von denen in den Figuren nur eines dargestellt ist. In der Praxis beträgt die Fläche der Lochplatte etwa 1 m2. Die Filterelemente haben einen Durchmesser von ca. 6 cm und eine Länge von etwa 1 m. Die Lochplatte trägt fast 100 Filterelemente 9.

Unterhalb der Filterelemente verläuft die Trennwand 6 in einer Schräge 10. Ein oberer Randbereich 11 und ein unterer Randbereich 12 der Trennwand 6 liegen auf einer Linie parallel zu Seitenwänden 13 und 14 der Filterkammern 1, 2 und 3. Die Randbereiche 11 und 12 fluchten mit den Rändern der Seitenwände. Dementsprechend sind die Trennwände 6 der Filterkammern 1, 2 und 3 durchgehend verbunden.

Auf die oberste Filterkammer 1 ist ein oberes Kopfteil 15 aufgesetzt, das zur Filterkammer 1 hin offen ist. Die unterste Filterkammer 3 sitzt auf einem unteren Kopfteil 16, das zur Filterkammer 3 offen ist. In den Kopfteilen 15 und 16 sind Wandungen 17 vorgesehen, die die Trennwände 6 fortsetzen.

In das Kopfteil 15 werden die zu reinigenden Gase eingeleitet. Sie strömen durch einen von der Wandung 17 begrenzten Zuführungskanal 18 und gelangen durch Kanäle 20 in die rauchseitigen Räume 21. Von dort werden sie durch die Filterelemente 9 der Filterkammern 1, 2 und 3 in die reinseitigen Räume 22 gedrückt. Sie strömen dann durch Kanäle 23 nach unten zum Abführungskanal 19.

Durch die dargestellte Gestaltung der Trennwand 6 ist nicht nur eine einfache Verbindung der Trennwände der Filterkammern untereinander gegeben. Darüber hinaus sind ausreichend weite Kanäle 20 und 23 geschaffen. Weiterhin ist die horizontale Lagerung der Lochplatte erreicht. Die Schräge 10 der Trennwand 6 führt neben der Ableitung von ausgefiltertem Staub zu einer günstigen Aufteilung der Räume 21 und 22.

Der an den Filterelementen 9 anfallende Staub sammelt sich auf den Schrägen 10 und fällt durch die Kanäle 20 nach unten. Letztlich gelangt er in einen am unteren Kopfteil 16 ausgebildeten Sammelkanal 24. Von hier kann er durch ein geeignetes Transportaggregat, beispielsweise eine Transportschnecke, ein Transportband oder eine Transportkette, über eine Schleuse aus dem Filterapparat entfernt werden. Das Abfallen des Staubes durch die Kanäle 20 wird durch die Gasströmung begünstigt. Eine Vorabscheidung grösserer Staubpartikel ergibt sich dadurch, dass das durch die Kanäle 20 einströmende Gas in Richtung auf die Filterelemente 9 umgelenkt wird. Darüber hinaus wird die Staubabscheidung dadurch verbessert, dass das durch die Kanäle 20 strömende staubbela-dene Gas mit bereits abgeschiedenem Staub in Kontakt kommt.

Die Reinigung der Filterelemente 9 kann durch eine Umkehrung der Strömungsrichtung der Gase erreicht werden, wobei der Staub von den Filterelementen 9 abgeblasen wird. Es ist hierfür zur Erzeugung eines Gegendrucks auf der Reinseite ein nicht näher dargestelltes Absperrorgan zu schliessen. Dieses kann im Kanal 23 vorgesehen sein. Eine Gegenströmung lässt sich bei der dargestellten Ausführung auch ohne Absperrorgan durch plötzliche Vergrösserung des Gasvolumens im Raum 22 erreichen. An den Seitenwänden 13,14 der Filterkammern 1, 2 und 3 sind nicht näher dargestellte Kontroll-und Arbeitsöffnungen angebracht. Durch eine Öffnung an der Seitenwand 13 können die Filterelemente 9 und die Schräge 10 kontrolliert werden. Durch eine Öffnung an der Seitenwand 14 kann die Oberfläche der Lochplatte 7 überprüft werden. Falls ein Filterelement 9 abgebrochen sein sollte, kann das betreffende Loch mittels eines Pfropfens verschlossen werden.

Wird der Filterapparat zur Reinigung von heissen Rauchgasen mit einer Temperatur von beispielsweise 900 °C eingesetzt, so sind die Filterkammern innen mit einer feuerfesten Ausmauerung versehen und aussen wärmeisoliert. Der beschriebene Filterapparat mit den Filterkammern lässt sich auch zur Reinigung aller anderen Gase einsetzen.

Im Rahmen der Erfindung liegen zahlreiche andere Ausführungsbeispiele. So ist es beispielsweise möglich, weniger oder mehr als die dargestellten drei Filterkammern zu einem Filterapparat zu integrieren. Insbesondere können auch mehrere Reihen übereinanderstehende Filterkammern nebeneinander aufgestellt werden. Es liegen dann die Seitenflächen 25 an den Seitenflächen 26 an (vgl. Fig. 2). Die Kopfteile 15 und 16 sind dann entsprechend länger ausgebildet, wodurch die einzelnen Reihen der Filterkammern parallelgeschaltet sind. Weiterhin können auch Reihen übereinanderstehender Filterkammern, beispielsweise zur Nachreinigung der Rauchgase, hintereinandergeschaltet werden.

Darüber hinaus ist es möglich, mehrere Reihen übereinanderstehender Filterkammern nebeneinander rund um einen Schornstein anzuordnen, durch den die gereinigten Gase abgeleitet werden.

Ausserdem können die Rauchgaszuführung und die Reingasableitung in einem der Kopfteile 15 oder 16 integriert sein. Auch die Strömungsrichtungen in den Kanälen 20 und 23 können gegensinnig oder gleichgerichtet sein.

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1 Blatt Zeichnungen

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1. Filterapparat, insbesondere zur Reinigung von heissem Rauchgas, bei dem zwischen einem rauchseitigen Raum und einem reinseitigen Raum Filterelemente (9) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterapparat aus wenigstens zwei, unmittelbar aneinander angrenzenden Filterkammern (1, 2, 3) zusammengesetzt ist, dass jede Filterkammer (1, 2, 3) oben und unten offen ist und dass sich der rauchseitige und der reinseitige Raum der Filterkammern (1, 2, 3) zwischen den oberen und unteren Seiten (4, 5) jeder Filterkammer (1, 2, 3) erstreckt.

2. Filterapparat nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (9) an einer den rauchseitigen vom reinseitigen Raum abteilenden und zwischen der oberen und der unteren Seite (4, 5) der Filterkammer (1, 2, 3) verlaufenden Trennwand (6) angeordnet sind.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Filterapparat nach den Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der obere (11) und der untere Rand (12) der Trennwand (6) im gleichen Abstand von Seitenwänden (13,14) der Filterkammer (1, 2, 3) stehen und mit deren Rändern fluchten.

4. Filterapparat nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf die beiden äusseren Filterkammern (1, 3) Kopfteile (15,16) aufgesetzt sind, deren eines einen Rauchgas-Zuführungskanal (18) und deren anderes einen Reingas-Abführungskanal (19) bildet.

5. Filterapparat nach den Patentansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil (15) mit dem Rauch-gas-Zuführungskanal (18) den reinseitigen Raum (22) und das Kopfteil (16) mit dem Reingas-Abführungskanal (19) den rauchseitigen Raum (21) abschliesst.

6. Filterapparat nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf die beiden äusseren Filterkammern (1, 3) Kopfteile (15,16) aufgesetzt sind, deren eines sowohl einen Rauchgas-Zuführungskanal (18) als auch einen Reingas-Ab-führungskanal (19) aufweist.

7. Filterapparat nach den Patentansprüchen 1 bis 3, der mit an horizontalen Lochplatten (7) gehalterten Filterelementen (9) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (6) unterhalb der Filterelemente (9) eine Schräge (10) aufweist, derart, dass auf dieser von den Filterelementen (9) abfallender Staub in dem rauchseitigen Raum (21) nach unten gelangt.

8. Filterapparat nach den Patentansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem untenliegenden Kopfteil (16), in dem der Reingas-Abführungskanal (19) vorgesehen ist, ein Staub-Sammelkanal (24) ausgebildet ist.

9. Filterapparat nach den Patentansprüchen 1, 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schräge (10) trichterförmig auf den Staub-Sammelkanal (24) zuläuft.

10. Filterapparat nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er aus wenigstens zwei parallelen Reihen von Filterkammern (1, 2, 3) besteht.

11. Filterapparat nach den Patentansprüchen 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die parallelen Reihen der Filterkammern über gemeinsame Kopfteile verbunden sind.

12. Filterapparat nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterkammern (1, 2, 3) Kontroll- und/oder Arbeitsöffnungen aufweisen.

13. Filterapparat nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterkammern (1,2, 3) mit einer feuerfesten Ausmauerung versehen sind.