DE10002584B4

DE10002584B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Filtration von Gasen

Info

Publication number: DE10002584B4
Application number: DE10002584A
Authority: DE
Inventors: Norbert Frank; Joachim Haussmann
Original assignee: Keller Lufttechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Keller Lufttechnik GmbH and Co KG
Priority date: 1999-05-26
Filing date: 2000-01-21
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2020-01-22
Also published as: DE10002584A1

Abstract

Verfahren zur Filtration von Schadstoffe enthaltenden Gasen mittels eines in einem Behälter angeordneten Filters, welcher zu vorgegebenen Zeitpunkten abgereinigt wird, wobei die vom Filter abgeschiedenen Schadstoffe in einem Entsorgungsbehälter gesammelt werden und wobei die Schadstoffe zu vorgegebenen Zeiten den zu reinigenden Gasen wieder zugeführt werden, nach Hauptpatent 199 24 130, dadurch gekennzeichnet, dass die Schadstoffe (7) von feinen Stäuben gebildet sind, die am Filter (2) Agglomerate bilden, welche vom Filter (2) abgeschieden und im Entsorgungsbehälter (17) gesammelt werden, und dass die den zu reinigenden Gasen wieder zugeführten Agglomerate am Filter (2) eine Filterhilfsschicht bilden, an welcher die feinen Stäube abgelagert werden.

Description

Der Gegenstand des Hauptpatents 199 24 130 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Filtration von Gasen.
Gemäß dem dort beschriebenen Verfahren wird zur Filtration von Schadstoffe enthaltenden Gasen ein in einem Behälter angeordneter Filter eingesetzt, welchem die zu reinigenden Gase und pulver- oder staubförmige Filtrationshilfsstoffe zugeführt werden. Zu vorgegebenen Zeitpunkten wird der Filter abgereinigt. Die dadurch vom Filter abgeschiedenen schadstoffhaltigen Filtrationshilfsstoffe werden in einem Entsorgungsbehälter gesammelt, wobei die schadstoffhaltigen Filtrationshilfsstoffe den zu reinigenden Gasen wieder zugeführt werden.
Somit werden bei der Filtration von Gasen mittels eines Filters in einem Behälter die von diesem Filter abgeschiedenen und in einem Entsorgungsbehälter gesammelten schadstoffhaltigen, aber noch nicht gesättigten Filtrationshilfsstoffe den zu reinigenden Gasen wieder zugeführt. Hierzu ist eine Rückführeinheit vorgesehen, welche vorzugsweise eine auf die offene Oberseite des Entsorgungsbehälters gerichtete Dosierdüse aufweist.
Mittels der Dosierdüse wird Druckluft oder ein anderes Druckgas in den Entsorgungsbehälter geblasen. Dadurch werden die darin gesammelten schadstoffhaltigen Filtrationshilfsstoffe aufgewirbelt und somit wieder in den Gasstrom der zu reinigenden Gase gebracht und schließlich am Filter angefiltert.
Bei diesem Verfahren wird der Umstand ausgenutzt, dass die im Entsorgungsbehälter gesammelten Filtrationshilfsstoffe für den Filtrationsprozess mehrmals verwendet werden können.
Durch die wiederholte Zuführung von schadstoffhaltigen Filtrationshilfsstoffen müssen zur Filtration der Gase weniger schadstofffreie Filtrationshilfsstoffe von außen in den Behälter geführt werden. Dadurch wird zum einen eine gute Ausnutzung der Filtrationshilfsstoffe erreicht. Zum anderen muss der Inhalt des Entsorgungsbehälters nur noch in großen Zeitintervallen entsorgt werden, wodurch die Stillstandszeiten der Vorrichtung äußerst gering gehalten werden.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die schadstoffhaltigen Filtrationshilfsstoffe in kurzen Zeitintervallen und ohne großen konstruktiven Aufwand den zu reinigenden Gasen zugeführt werden können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist somit kostengünstig herstellbar und gewährleistet dabei insbesondere einen häufigen Wechsel der Filtrationshilfsstoffe am Filter bei gleichzeitig geringem Verbrauch an Filtrationshilfsstoffen.
Die verwendeten Filtrationshilfsstoffe dienen insbesondere dazu, bei der Filtration von teerartigen Schadstoffen ein Verkleben der Poren des Filters zu verhindern. Zudem wird durch die Filtrationshilfsstoffe der Abscheidegrad von Schadstoffen am Filter erhöht. Schließlich wird auch die Ablösung der abgeschiedenen Schadstoffe am Filter verbessert.

Die DE 32 11 007 C2 betrifft ein Staubgasfilter, dessen Gehäuse in einen die Filterelemente aufnehmenden Entstaubungsraum und einen Reingasraum unterteilt ist, und bei dem der durch periodische Abreinigung der Filterelemente mittels Gegenstromspülung und/oder Rüttelung im unteren Staubsammelrumpf anfallende Staub und etwa zur Schadgas-Sorption zugesetzte Additive teilweise dem Filter im Kreislauf wieder zugeführt werden. Der Staubgasfilter umfasst mehrere parallel geschaltete Staubgasfilter, an deren unterem Staubaustrag eine gemeinsame Staubfördereinrichtung angeschlossen ist, deren Auslauf in einen in der Staubgaszuführungsleitung quer zur Strömungsrichtung angeordneten, in Umdrehung versetzbaren Kugelrotor mündet, an den sich ein Schaft mit einer zur den Staubgasfiltern führenden Verteilerleitung anschließt. Im Gesamtsys tem ist an einer geeigneten Stelle eine Abnahme für eine Partikelteilmenge angeordnet, wodurch eine stabile Begrenzung der insgesamt den Filtern zugeführten Partikelmenge sichergestellt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Gegenstand des Hauptpatents 199 24 130 derart weiterzubilden, dass bei der Filtration von Gasen eine möglichst offiziente und kostengünstige Zuführung und Ausnutzung von Filtrationshilfsstoffen geschaffen wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale der Ansprüche 1 und 4 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Es ist zur Filtration von Schadstoffen enthaltenden Gasen ein in einem Behälter angeordneter Filter vorgesehen, welcher zu vorgegebenen Zeiten abgereinigt wird, wobei die vom Filter abgeschiedenen Schadstoffe in einem Entsorgungsbehälter gesammelt und dann wieder den zu reinigenden Gasen zugeführt werden. Dabei sind die Schadstoffe von feinen Stäuben gebildet, die beispielsweise bei Schweißrauchabsaugungen oder Laserstrahlschneidverfahren anfallen. Die feinen Stäube bilden am Filter Agglomerate und werden als solche vom Filter abgeschieden und im Entsorgungsbehälter gesammelt. Die so gesammelten Agglomerate werden zu vorgegebenen Zeitpunkten den zu reinigenden Gasen wieder zugeführt und lagern sich am Filter in Form einer Filterhilfsschicht ab, an welcher dann die feinen Stäube im zu reinigenden Gas abgelagert werden.

Die Filterhilfsschicht bildet eine lockere, gröbere Schicht, an welcher die in den zu reinigenden Gasen befindlichen feinen Stäube effizient abgeschieden werden, so dass nicht agglomerierte feine Stäube nicht mehr in den Filter eindringen können. Der Filter wird somit vor unerwünschten Verschmutzungen weitgehend geschützt, was zu einem geringeren Reinigungsaufwand des Filters und dadurch zu einer erhöhten Leistung der Filtrationsanlage führt.

Weiterhin ist vorteilhaft, dass die Filterhilfsschicht auch ohne Verwendung von Filtrationshilfsstoffen leicht zum Filter ablösbar ist, was die Abreinigung des Filters beträchtlich erleichtert. Vorzugsweise erfolgt die Abreinigung des Filters mittels einer Druckluftimpuls-Reinigungseinheit, die mehrere oberhalb des Filters angeordnete Abreinigungs-Blasrohre umfasst. Diese Abreinigungs-Blasrohre sind über ein Abreinigungs-Magnetventil mit Druckluft aus einem Drucklufttank beaufschlagbar.

Die Rückführung der agglomerierten Stäube aus dem Entsorgungsbehälter zu dem Filter erfolgt vorzugsweise ebenfalls mittels Druckluft. Diese Druckluft wird mittels einer Dosierdüse in den Entsorgungsbehälter eingeblasen, so dass die agglomerierten Stäube aufgewirbelt werden.

Durch die Aufwirbelung der Agglomerate lagern sich diese als eine lockere und grobe Filterhilfsschicht am Filter an, die eine besonders effiziente Aufnahme von Stäuben aus den zu reinigenden Gasen gewährleistet.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht in dem einfachen und kostengünstigen Aufbau. Insbesondere kann die Aufwirbelung der Agglomerate in Entsorgungsbehälter mittels der Dosierdüse mit einem geringen baulichen Aufwand durchgeführt werden. Besonders vorteilhaft hierbei ist, dass eine Verwendung von Filtrationshilfsstoffen nicht nötig ist, so dass der konstruktive Aufwand für die Zufuhr von Filtrationshilfsstoffen entfällt.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:
1: Schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Filtration von Gasen.
1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Filtration von Schadstoffe 7 enthaltenden Gasen. Die Vorrichtung 1 ist als Entstaubungsanlage ausgebildet, wobei die zu reinigenden Gase einem Filter 2 zugeführt werden, welcher in einem Behälter 3 angeordnet ist, dem sogenannten Entstauber. Die Entstaubungsanlage wird von einer nicht dargestellten Steuereinheit, die eine oder mehrere Rechnereinheiten umfasst, gesteuert. Hierzu sind die einzelnen Komponenten der Vorrichtung 1 an die Steuereinheit angeschlossen.
Die schadstoffhaltigen Gase werden über eine Rohrleitung 4 dem Behälter 3 als Rohgasstrom zugeführt. Die Rohrleitung 4 mündet in einer Seitenwand in der Höhe des Filters 2 in den Behälter 3 ein, so dass die zu reinigenden Gase dem Filter 2 seitlich zugeführt werden. Im vorliegenden Beispiel ist ein einzelner Filter 2 vorgesehen. Prinzipiell können auch Anordnungen von mehreren Filtern 2 vorgesehen sein.
Die im Filter 2 gereinigten Gase werden als Reingasstrom über eine weitere Rohrleitung 5 aus dem Behälter 3 ausgeleitet. Diese Rohrleitung 5 mündet an der Oberseite des Behälters 3 aus. Die gereinigten Gase werden mittels eines Ventilators 6 in die Rohrleitung 5 eingeblasen.
Während des Betriebs der Entstaubungsanlage lagern sich laufend Schadstoffe 7 aus dem Rohgasstrom am Filter 2 an. Um die Funktionsfähigkeit des Filters 2 aufrechtzuerhalten wird dieser in vorgegebenen Intervallen abgereinigt. Die Abreinigung wird über die Steuereinheit gesteuert und erfolgt mittels einer Druckluftimpuls-Reinigungseinheit. Diese umfasst Abreinigungs-Blasrohre 14, welche oberhalb des Filters 2 angeordnet sind. Die Abreinigungs-Blasrohre 14 sind dabei jeweils in geringem Abstand zur Oberseite des Filters 2 angeordnet. Die Anordnung der Abreinigungs-Blasrohre 14 erstreckt sich dabei über die gesamte Fläche der Oberseite des Filters 2. Die Abreinigungs-Blasrohre 14 werden über eine Druckluftversorgung mit Druckluft versorgt. Die nicht dargestellte Druckluftversorgung ist dabei über einen Druckluftanschluss 11 auf die Vorrichtung 1 geführt. Über den Druckluftanschluss 11 wird von der Druckluftversorgung über eine Leitung 12 Druckluft in einen Drucklufttank 15 eingespeist. Am Ausgang des Drucklufttanks 15 befindet sich ein Abreinigungs-Magnetventil 16 zum Anschluss der Abreinigungs-Blasrohre 14. Das Abreinigungs-Magnetventil 16 ist an die Steuereinheit angeschlossen.
Der Abreinigungsvorgang wird über die Steuereinheit ausgelöst, welche durch Betätigen des Abreinigungs-Magnetventils 16 die Druckluft aus dem Drucklufttank 15 zu den Abreinigungs-Blasrohren 14 führt. Die dort ausgeblasene Druckluft löst die Schadstoffe 7 vom Filter 2 ab. Diese Schadstoffe 7 werden in einem Entsorgungsbehälter 17 unterhalb des Filters 2 aufgefangen. Prinzipiell können auch mehrere Entsorgungsbehälter 17 vorgesehen sein.
Erfindungsgemäß handelt es sich bei den Schadstoffen 7 um feine Stäube, die beispielsweise bei Schweißrauchabsaugungen oder bei Laserstrahlschneidverfahren anfallen.
Diese Stäube lagern sich bei der Reinigung der Gase am Filter 2 an. Aufgrund der kleinen Korngrößen der Stäube agglomerieren diese während der Ablagerung am Filter 2. Somit entstehen bei Beginn des Entstaubungsprozesses im Innern des Filters 2 nur geringe Mengen von nicht agglomeriertem Staub, wo bei sich mit zunehmender Ablagerung von Stäuben am Filter 2 nur noch Agglomerate bilden.
Bei der Abreinigung des Filters 2 mittels der Abreinigungs-Blasrohre 14 werden dann die Agglomerate vom Filter 2 abgelöst und im Entsorgungsbehälter 17 aufgefangen.
Der Grundgedanke des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, die agglomerierten Stäube mehrfach wieder in den Entstaubungsprozess zurückzuführen. Hierzu werden die Agglomerate aus dem Entsorgungsbehälter 17 wieder dem Rohgasstrom zugeführt und am Filter 2 anfiltriert.
Die Agglomerate im Entsorgungsbehälter 17 werden über eine Rückführeinheit dem Rohgasstrom wieder zugeführt. Die Rückführeinheit umfasst eine Dosierdüse 18, welche auf die offene Oberseite des Entsorgungsbehälters 17 gerichtet ist. Die Dosierdüse 18 ist über eine Leitung 13 an die Druckluftversorgung angeschlossen.
In dieser Leitung 13 ist außerhalb des Behälters 3 ein Dosier-Magnetventil 19 vorgesehen, welches von der Steuereinheit gesteuert wird. Wird das Dosier-Magnetventil 19 über die Steuereinheit betätigt, so wird über die Dosierdüse 18 Druckluft in den Entsorgungsbehälter 17 eingeblasen. Dadurch werden die darin befindlichen Agglomerate aufgewirbelt, so dass diese wieder dem Rohgasstrom zugeführt und auf dem Filter 2 anfiltriert werden.
Durch die Aufwirbelung im Entsorgungsbehälter 17 werden die Agglomerate als eine lockere und grobe Filterhilfsschicht am Filter 2 angelagert. An der so ausgebildeten Filterhilfsschicht werden die Stäube in den zu reinigenden Gasen mit hoher Effizienz abgelagert. Besonders vorteilhaft hierbei ist, dass sich die Stäube nahezu vollständig in der Filterhilfsschicht ablagern, die bei dem jeweils darauffolgenden Abreinigungsvorgang wieder entfernt wird. Ein direktes Eindringen der Stäube in das Innere des Filters 2 ist nahezu ausgeschlossen. Somit verhindert die Filterhilfsschicht ein unerwünscht frühzeitiges Ver schmutzen des Filters 2, wodurch die Effizienz der Entstaubungsanlage beträchtlich erhöht wird.
Zum Ausführen der Schadstoffe 7 aus dem Entsorgungsbehälter 17 kann eine nicht dargestellte pneumatische Transportanlage vorgesehen sein. Alternativ kann der Entsorgungsbehälter 17 manuell entleert werden. Diese Ausführungsform ist deshalb vorteilhaft, da der Entsorgungsbehälter 17 nur in großen Zeitabständen geleert werden muss und der zeitliche Aufwand hierfür bezogen auf die Gesamtbetriebsdauer der Vorrichtung 1 gering ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für kleinere Entstaubungsanlagen.

1: Vorrichtung
2: Filter
3: Behälter
4: Rohrleitung
5: Rohrleitung
6: Ventilator
7: Schadstoffe
11: Druckluftanschluss
12: Leitung
13: Leitung
14: Abreinigungs-Blasrohre
15: Drucklufttank
16: Abreinigungs-Magnetventil
17: Entsorgungsbehälter
18: Dosierdüse

Claims

Verfahren zur Filtration von Schadstoffe enthaltenden Gasen mittels eines in einem Behälter angeordneten Filters, welcher zu vorgegebenen Zeitpunkten abgereinigt wird, wobei die vom Filter abgeschiedenen Schadstoffe in einem Entsorgungsbehälter gesammelt werden und wobei die Schadstoffe zu vorgegebenen Zeiten den zu reinigenden Gasen wieder zugeführt werden, nach Hauptpatent 199 24 130, dadurch gekennzeichnet, dass die Schadstoffe (7) von feinen Stäuben gebildet sind, die am Filter (2) Agglomerate bilden, welche vom Filter (2) abgeschieden und im Entsorgungsbehälter (17) gesammelt werden, und dass die den zu reinigenden Gasen wieder zugeführten Agglomerate am Filter (2) eine Filterhilfsschicht bilden, an welcher die feinen Stäube abgelagert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schadstoffe (7) bildenden feinen Stäube bei Schweißrauchabsaugungen oder bei Laserstrahlschneidverfahren anfallen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schadstoffe (7) aus dem Entsorgungsbehälter (17) durch Aufwirbelung den zu reinigenden Gasen zugeführt werden.
Vorrichtung zur Filtration von Schadstoffe enthaltenden Gasen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–3, mit einem in einem Behälter (3) angeordneten Filter (2), mit wenigstens einer in den Behälter (3) einmündenden Rohrleitung (4) zur Zuführung der zu reinigenden Gase, mit einem Entsorgungsbehälter (17), in welchem die bei einer Abreinigung des Filters (2) anfallenden Schadstoffe (7) in Form von agglomerierten feinen Stäuben gesammelt werden, mit einer dem Entsorgungsbehälter (17) zugeordneten Rückführeinheit, mittels derer die Schadstoffe (7) zu vorgegebenen Zeiten den zu reinigenden Gasen wie der zuführbar sind, so dass diese am Filter (2) zur Bildung einer Filterhilfsschicht abgelagert werden.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführeinheit eine auf die offene Oberseite des Entsorgungsbehälters (17) gerichtete Dosierdüse (18) umfasst, mittels derer Druckluft in den Entsorgungsbehälter (17) zur Aufwirbelung der Schadstoffe (7) einblasbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Entsorgungsbehälter (17) unterhalb des Filters (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4–6, dadurch gekennzeichnet, dass die zu reinigenden Gase über eine Rohrleitung (4) in den Behälter (3) geführt sind, welche seitlich zum Filter (2) in den Behälter (3) einmündet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4–7, dadurch gekennzeichnet, dass die gereinigten Gase über eine an der Oberseite des Behälters (3) ausmündende Rohrleitung (5) abführbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die gereinigten Gase mittels eines Ventilators (6) in die Rohrleitung (5) eingeblasen werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4–9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abreinigung des Filters (2) eine Druckluftimpuls-Reinigungseinheit vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftimpuls-Reinigungseinheit oberhalb des Filters (2) angeordnete Abreinigungs-Blasrohre (14) umfasst, welche über ein Abreinigungs-Magnetventil (16) mit Druckluft aus einem Drucklufttank (15) beaufschlagbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4–11, dadurch gekennzeichnet, dass diese von einer Steuereinheit gesteuert ist.