DE102007032126A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Reinigung von Industrieabgasen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reinigung von Industrieabgasen, wobei die technische Lösung insbesondere für kritische Industrieabgase, in denen Partikel, Funken oder Flüssigkeiten (auch als Aerosol) enthalten sein können sowie besonders heiße Industrieabgase gereinigt werden können ... Aufgabe der Erfindung ist es, Möglichkeiten zu schaffen, mit denen Industrieabgase einfach und kostengünstig gereinigt werden können, wobei ein reduzierter anlagentechnischer und ein reduzierter Wartungsaufwand erforderlich ist. An der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mindestens ein Filterelement vorhanden, durch das ungefiltertes Rohgas hindurchströmt. Innerhalb des/der Filterelemente(s) ist ein eine Schüttschicht bildendes Medium zwischen einem Anströmboden und einem Abströmboden, durch das Rohgas und durch das Medium geführt ist, vorhanden. Dabei ist das Medium mit metallischen Hohlkugeln gebildet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reinigung von Industrieabgasen, wobei die technische Lösung insbesondere für kritische Industrieabgase, in denen Partikel, Funken oder Flüssigkeiten (auch als Aerosol) enthalten sein können, sowie besonders heiße Industrieabgase gereinigt werden können.
  • Häufig werden für die Reinigung von Industrieabgasen Filterelemente eingesetzt, durch die ein Rohgas hindurch geführt und insbesondere im Rohgas enthaltene Partikel separiert werden können, die mit Geweben oder Faserelementen gebildet sind. Dabei werden häufig Materialien und Werkstoffe eingesetzt, die insbesondere für möglicherweise Funken, heiße Partikel oder glühende Gegenstände enthaltendes Industrieabgas ungeeignet sind. Für diese unbedenklichen Materialien und Werkstoffe ist es aber nachteilig, dass eine Reinigung nach einer bestimmten Betriebsdauer, wenn überhaupt, nur sehr aufwändig erfolgen kann.
  • Für die Reinigung besonders kritischer Industrieabgase werden aber auch Schüttschichtfilter eingesetzt, bei denen das zu reinigende Industrieabgas durch eine lockere körnige Schicht, die als Filtermedium dient, strömt. Für eine solche Schüttschichtausbildung werden unterschiedlichste Materialien und Werkstoffe, wie z. B. Kies, Sand, Aktivkohle, Koks, Kalkstein, unterschiedlichste Keramiken und auch andere Füllkörper eingesetzt. So ist es u. a. auch aus DE 199 38 772 A1 bekannt, Blähton einzusetzen.
  • Schüttschichtfilter können dabei in drei unterschiedlichen Alternativen ausgebildet werden. So sind Festbettfilter mit einer ruhenden Schüttschicht, Wanderbettfilter mit einer bewegten Schüttschicht und auch Wirbelschichtfilter, bei denen eine Gasströmung eine Verwirbelung der Partikel innerhalb eines solchen Filterelementes bewirkt, bekannt. Letztgenanntes Prinzip wird auch bei der in DE 199 38 772 A1 beschriebenen Filtervorrichtung eingesetzt.
  • Dabei weisen die im Stand der Technik eingesetzten Körner oder Partikel erhebliche Nachteile auf, was beispielsweise die in Folge größerer physikalischer Dichten zu berücksichtigende Eigenmasse betrifft, die bei Wirbelschichtfiltern erhebliche Strömungsgeschwindigkeit erfordert. Bei Fest- oder Wanderbettfiltern müssen deutliche Kompromisse zwischen einer erreichbaren Separationswirkung und den zu verzeichnenden Druckverlusten beim Durchströmen einer solchen Schicht in Kauf genommen werden.
  • Werden solche Schüttschichtfilter mit Körnern oder Partikeln, die eine geringere Eigenmasse aufweisen, gebildet, wie dies beispielsweise bei Aktivkohle, Kalkstein oder auch Blähton der Fall ist, ist deren Festigkeit reduziert, so dass beim Einsatz ein erheblicher Abrieb auftritt, der zu Verlusten führt und demzufolge ein Austausch solcher Körner oder Partikel oder sogar eines ganzen so ausgebildeten Filterelementes in bestimmten Zeitabständen erforderlich wird.
  • Bei Wirbelschichtfiltern tritt häufig auch ein erheblicher Schallpegel auf, der entsprechende Schalldämmmaßnahmen erforderlich macht.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Möglichkeiten zu schaffen, mit denen Industrieabgase einfach und kostengünstig gereinigt werden können, wobei ein reduzierter anlagentechnischer und ein reduzierter Wartungsaufwand erforderlich ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Dabei kann mit einem Verfahren gemäß Anspruch 20 gearbeitet werden.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungsformen und Weiterbildungen der Erfindung können mit in untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen erreicht werden.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mindestens ein Filterelement vorhanden, durch das ungefiltertes Rohgas hindurch strömt. Innerhalb des Filterelementes ist dann ein eine Schüttschicht bildendes Medium, das hier mit metallischen Hohlkugeln gebildet ist, zwischen einem Anströmboden und einem Abströmboden angeordnet. Die nicht miteinander verbundenen metalli schen Hohlkugeln bilden dabei eine Schüttschicht, durch die das zu reinigende Rohgas hindurch strömt.
  • Weiterhin sind übliche Elemente, wie ein Gehäuse, mindestens ein Einlass für zu reinigendes Rohgas und mindestens ein Auslass für Reingas vorhanden.
  • Außerdem kann mindestens ein Verdichter vorhanden sein, der saugseitig mit dem Auslass für Reingas verbunden sein kann.
  • Ein An- und ein Abströmboden sind dabei gasdurchlässig ausgebildet, wobei sie jedoch Rückhaltefunktionen für die zwischen ihnen angeordneten metallischen Hohlkugeln erfüllen. Dabei können im An- und Abströmboden Durchbrechungen ausgebildet sein, deren Durchmesser oder einen entsprechenden verkleinerten Querschnitt aufweisen, der verhindert, dass metallische Hohlkugeln hindurch treten oder auch solche Durchbrechungen voll- bzw. großflächig ausfüllen bzw. abdecken, was wiederum zu erhöhtem Druckverlust führen würde.
  • Ein Filterelement kann dabei in Form eines austauschbaren Kassettenelementes oder mit einem solchen Kassettenelement ausgebildet sein, das mit dem bereits erwähnten An- und Abströmboden sowie einem äußeren Gehäusemantel gebildet ist. Die metallischen Hohlkugeln sind dann vollständig innerhalb eines solchen Kassettenelementes eingeschlossen. Vorteilhaft ist es, dass Kassettenelemente an erfindungsgemäßen Vorrichtungen austauschbar sind und dann möglichst auch eine Öffnungsmöglichkeit des Kassettenelementes gegeben ist, so dass an ihren äußeren Schalen verschmutzte metallische Hohlkugeln beispielsweise mit einem Lösungsmittel gereinigt werden können.
  • Vorteilhaft ist es, wenn metallische Hohlkugeln innerhalb eines Kassettenelementes ein Innenvolumen des Kassettenelementes von mindestens 10% und maximal 90% ausfüllen, so dass in jedem Fall ein von metallischen Hohlkugeln freier Volumenanteil gegeben ist.
  • Günstig und dies insbesondere dann, wenn mehrere Kassettenelemente in Strömungsrichtung des Reingases nacheinander, also in Form einer Kaskade, angeordnet sind, wenn in einem Kassettenelement metallische Hohlkugeln enthalten sind, die einen zumindest nahezu gleichen Außendurchmesser aufweisen. Bei einem Filterbetriebszustand, worauf nachfolgend noch zurückzukommen sein soll, ist es aber auch vorteilhaft, wenn die Masse der einzelnen metallischen Hohlkugeln innerhalb eines Kassettenelementes ebenfalls gleich groß ist.
  • Insbesondere für den Fall, der ebenfalls bereits angesprochen worden ist, dass mehrere solcher Kassettenelemente in Strömungsrichtung des Rohgases nacheinander angeordnet sind, können in den einzelnen Kassettenelementen metallische Hohlkugeln mit unterschiedlichen Außendurchmessern, dabei in jedem Kassettenelement wiederum mit gleichen Außendurchmessern, enthalten sein. Die Außendurchmesser können dann vorteilhaft, wiederum in Strömungsrichtung des Rohgases gesehen, in den einzelnen Kassettenelementen sukzessive verkleinert sein. Dadurch ist eine Separation von unterschiedlichen Partikelgrößenfraktionen aus dem Rohgas möglich. Dadurch kann in einem in Strömungsrichtung des Rohgases zuerst angeordneten Kassettenelement eine Separation von größeren Partikeln und nachfolgend eine Separation von jeweils kleiner werdenden Partikeln erreicht werden.
  • Mit einer ausgewählten Außendurchmessergröße, und der jeweiligen Anzahl von metallischen Hohlkugeln innerhalb eines Kassettenelementes kann Einfluss auf die ausgebildete Schüttschicht genommen werden. Dadurch kann der Reinigungseffekt, was die Anzahl und Größe von separierbaren Partikeln betrifft, und auch der an einem solchen Filterelement zu verzeichnende Druckverlust beeinflusst werden.
  • Da die in Filterelementen enthaltenen metallischen Hohlkugeln eigentlich eine lose Schüttung darstellen, besteht die Möglichkeit, eine Schüttschicht auszubilden, die über die gesamte Fläche eines Abströmbodens eine nahezu konstante Schichtdicke aufweist. Dies kann durch das über einen Anströmboden zugeführte Rohgas erreicht werden.
  • Diese sich ausbildende Schüttschicht unterscheidet sich aber von den bekannten Wirbelschichten, da die einzelnen metallischen Hohlkugeln keine turbulenten freien Bewegungen innerhalb eines Kassettenelementes bei einem Filterbetriebszustand ausführen, sondern lediglich kleine Bewegungen mit geringen Wegen von metallischen Hohlkugeln beim Durchströmen des zu reinigenden Rohgases auftreten.
  • Vorteilhaft ist es, wenn eine Einrichtung zur Regelung und Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit des Rohgases, das durch Filterelemente geführt wird, vorhanden ist. So kann durch eine Regelung die Strömungsgeschwindigkeit des Rohgases gezielt eingestellt werden, was sich insbesondere sehr vorteilhaft auswirkt, wenn eine ausgebildete Schüttschicht innerhalb eines Filterelementes vertikal von unten nach oben durchströmt wird. Dadurch können die metallischen Hohlkugeln in einen Schwebezustand gebracht werden, so dass sich die jeweilige Schüttschicht am vertikal oben angeordneten Abströmboden ausbildet und ein Freiraum zwischen dem unteren Rand der Schüttschicht und dem Anströmboden ausbildet. Durch eine Regelung der Strömungsgeschwindigkeit des Rohgases kann gesichert werden, dass während des Filterbetriebszustandes die metallischen Hohlkugeln in Schwebe gehalten und die Schüttschichtausbildung eingehalten werden kann.
  • Erfolgt die Zufuhr von Rohgas in entgegen gesetzter Richtung durch ein Filterelement, also vertikal von oben nach unten, verbleibt innerhalb eines Filterelementes ebenfalls ein hohler Freiraum ohne metallische Hohlkugeln zwischen Anströmboden und der oberen Randfläche einer mit metallischen Hohlkugeln ausgebildeten Schüttschicht. In beiden Fällen führt dieser freie Hohlraum zu einer Vergleichmäßigung der Rohgasströmung vor dem Eintritt durch die Schüttschicht, was sich ebenfalls vorteilhaft auswirken kann.
  • Wie daraus hervorgeht, besteht bei einem Filterbetriebszustand, also dann, wenn Rohgas durch eine mit metallischen Hohlkugeln gebildete Schüttschicht hindurch strömt, kein Kontakt der metallischen Hohlkugeln zum Anströmboden, wohingegen die ausgebildete Schüttschicht am Abströmboden anliegt.
  • Wie bereits angedeutet, ist also ein Abstand einer ausgebildeten Schüttschicht zum Anströmboden in einem Filterbetriebszustand vorhanden, der insbesondere bei einer Durchströmung von zu reinigendem Rohgas vertikal von unten nach oben durch ein Filterelement ausgenutzt werden kann, wenn eine Reinigung erfolgen soll. So besteht in einfachster Form die Möglichkeit, die Rohgasströmung abzuschalten so dass dadurch zwangsweise infolge der Gravitationskraft die metallischen Hohlkugeln herunter fallen und dabei metallische Hohlkugeln auf dem Anströmboden aufprallen, wodurch wiederum bis dahin an den äußeren Schalen von metallischen Hohlkugeln anhaftende und ggf. in Hohlräumen zwischen Hohlkugeln bereits separierte Partikel abfallen und dann mittels einer vertikal unterhalb eines solchen Filterelementes angeordneten Auffangeinrichtung aufgenommen und aus dieser aus der Vorrichtung entfernt werden können. Dadurch kann eine Reinigung von metallischen Hohlkugeln und demzufolge auch eines bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung einsetzbaren Filterelementes sehr einfach und mit äußerst geringem Aufwand, ohne zusätzliche Energie, erreicht werden. Die hierfür erforderliche Zeit ist ebenfalls äußerst gering, wobei die Reinigung durch mehrfaches kurzzeitiges zu- und wieder abschalten in Intervallen der Gasströmung des Rohgases durchgeführt werden kann.
  • Der Abstand der ausgebildeten Schüttschicht zum Anströmboden sollte in einem Filterbetriebszustand möglichst mindestens so groß, wie die Dicke der mit metallischen Hohlkugeln ausgebildeten Schüttschicht in Strömungsrichtung innerhalb eines Kassettenelementes sein.
  • Im Nachgang zu einem Filterelement mit metallischen Hohlkugeln, können wie bereits angesprochen, mehrere ebenfalls so ausgebildete Filterelemente, eine Kaskade bildend, angeordnet sein. Es kann aber auch hinter mindestens einem metallische Hohlkugeln enthaltenden Filterelement ein weiteres Filterelement ohne metallische Hohlkugeln, mit einem anderen Filtermedium, beispielsweise einem Gewebefilter, angeordnet sein.
  • Für metallische Hohlkugeln können die verschiedensten Metalle und Metalllegierungen eingesetzt werden, wobei eine Optimierung unter Berücksichtigung der Einsatzbedingungen, und hier insbesondere des jeweiligen zu reinigenden Industrieabgases erfolgen kann. Dabei kann die Optimierung in Richtung Außendurchmesser, Eigenmasse von metallischen Hohlkugeln, Festigkeit, thermische Widerstandsfähigkeit und gegebenenfalls elektrische und magnetische Eigenschaften berücksichtigen.
  • Die Reinigungswirkung kann außerdem dadurch verbessert werden, dass elektrostatische Anziehungskräfte zwischen Partikeln und metallischen Hohlkugeln ausgenutzt werden können.
  • Hierzu besteht die Möglichkeit, ein jeweiliges Filterelement elektrisch isoliert an der Vorrichtung anzubringen. Die elektrostatische Wirkung kann außerdem erhöht werden, wenn das jeweilige Filterelement an einen Pol einer elektrischen Gleichspannungsquelle angeschlossen ist.
  • Ein an einer erfindungsgemäßen Vorrichtung einsetzbares Filterelement stellt also bei einer Durchströmung vertikal von unten nach oben weder ein Festbett-, Wanderbettfilter, oder eine Wirbelschichtausbildung dar, da die mit den metallischen Hohlkugeln ausgebildete Schüttschicht diesen nicht entspricht.
  • Filterelemente, wie sie an einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sind, können als Funkenschutzfilter, Vorabscheider, Heißgaspartikelabscheider, Sublimationsfilter, Agglomerationsfilter, Demisterfilter, Druckstoßdämpfer oder durchströmter Schalldämpfer fungieren. Ein Einsatz unter erhöhtem Brand-, Explosionsschutz-, Umweltschutz- und Schallschutzanforderungen ist möglich.
  • Auftretende Druckverluste, z. B. durch eine Partikelbeladung hervorgerufen, führen zu sehr geringen Druckverlusten.
  • Eine Reinigung, wie bereits angesprochen, ist genauso wie ein Austausch, einfach möglich, was auf Kassettenelemente und auch die darin aufgenommenen metallischen Hohlkugeln zutrifft.
  • An den metallischen Hohlkugeln tritt nahezu kein Abrieb auf und durch die erreichbare Festigkeit, trotz der sehr geringen Eigenmasse, treten nur geringe Verluste an metallischen Hohlkugeln nach einer längeren Betriebsdauer auf. Verschlissene oder zerstörte metallische Hohlkugeln können unbedenklich und einfach entsorgt oder sogar einer Wiederverwertung zugeführt werden.
  • Sehr energiereiche heiße Partikel, Funken und auch noch brennende Zigarettenreste können bei Einsatz von Filterelementen, wie sie bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzt werden, problem- und gefahrlos zurückgehalten werden, so dass nachfolgend für solche sehr empfindlichen Filterelemente, mit denen ein weitaus erhöhter Reinigungsgrad erreichbar ist, nachgeordnet zu einem metallische Hohlkugeln enthaltenden Filterelement angeordnet und durch dieses weiter zu reinigendes Rohgas geführt werden kann.
  • Treten unerwünschte Druckstöße beim Betrieb einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung auf, können diese mit entsprechenden metallische Hohlkugeln enthaltenden Filterelementen deutlich gedämpft werden, so dass dadurch bedingt auftretende Beschädigungen, Gegenströmung oder Saugunterbrechungen vermieden werden können.
  • Die innerhalb von Filterelementen Schüttschichten bildenden metallischen Hohlkugeln bewirken außerdem eine Dämpfung des Schalls, ohne dass zusätzliche Dämmelemente erforderlich sind, wie dies beispielsweise umlenkende Elemente oder Schikaneelemente sein könnten.
  • Metallische Hohlkugeln sind sowohl mechanisch, wie auch chemisch gegenüber sehr vielen Einflüssen resistent, die Kugelschalen gewähren mit Ihrer Elastizität Vorteile, insbesondere bei der Abreinigung von daran abgelagerten Partikeln.
  • Heiße Partikel, Funken oder ähnliches werden in der mit metallischen Hohlkugeln gebildeten Schüttschicht zurückgehalten, verringern dabei ihre Temperatur und können dann nachfolgend unschädlich abgereinigt werden.
  • Bei auftretenden Druckstößen kann Energie von den metallischen Hohlkugeln, die die Schüttschicht bilden, aufgenommen werden.
  • Da metallische Hohlkugeln in der Regel elektrisch leitend sind, kann mit ihnen aber auch ein elektrischer Potentialausgleich erreicht und dadurch elektrostatische Auf- und Entladungen verhindert werden.
  • Eine Schallausbreitung über einen Luft- bzw. Gasstrom und des entsprechenden Rohrsystems kann ebenfalls in einfacher Form und ohne weiteres Zutun gedämpft werden.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann mit hoher Sicherheit betrieben werden und es können sehr hohe Reinigungsqualitäten erreicht werden. Sie kann einfach und kostengünstig ausgebildet werden und auch als nachrüstbare Anlagentechnik an bereits vorhandenen Vorrichtungen eingesetzt werden. Die Betriebskosten sind reduziert und die Lebensdauer der Filterelemente ist erhöht.
  • Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
  • Dabei zeigen:
  • 1 in schematischer Form ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Ruhe- und in einem Filterbetriebszustand;
  • 2 ein zweites Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Form, mit einem weiteren Filterelement, in zwei Betriebszuständen.
  • In 1 ist in schematischer Form eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1, hier die rechte Darstellung, in einem Filterbetriebszustand gezeigt.
  • Dabei ist an einem Gehäuse eine Zufuhr 7, für zu reinigendes Rohgas vorhanden, durch die das zu reinigende Rohgas in das Gehäuse in Richtung auf einen Anströmboden 3.1 eines Kassettenelementes 3 und durch dieses hindurch strömt. Bei ausreichender Strömungsgeschwindigkeit bilden in dem Kassettenelement 3 enthaltene metallische Hohlkugeln 4 eine Schüttschicht, die über die gesamte Fläche eine nahezu konstante Schichtdicke aufweist und vertikal oben an einem Abströmboden 3.2 anliegt. Das zu reinigende Rohgas durchströmt also den Anströmboden 3.1, die mit den metallischen Hohlkugeln 4 gebildete Schüttschicht und den Abströmboden 3.2 und kann über den Auslass 8 als Reingas abgeführt werden.
  • Bei einem so ausgebildeten Filterelement 2 sollten die metallischen Hohlkugeln 4 einen Mindestdurchmesser von 3 mm aufweisen.
  • Durch eine Regelung der Strömungsgeschwindigkeit des Rohgases kann der Schwebezustand der die Schüttschicht bildenden metallischen Hohlkugeln 4 hergestellt und während des Filterbetriebszustandes aufrechterhalten werden.
  • Die einzelnen metallischen Hohlkugeln 4 bewegen sich dabei nur geringfügig.
  • Wird die Gasströmung des zu reinigenden Rohgases abgeschaltet oder dessen Strömungsgeschwindigkeit deutlich reduziert, fallen die metallischen Hohlkugeln 4 infolge der wirkenden Gravitationskraft herab und prallen gegen den Anströmboden 3.1 und gegeneinander. Dadurch können sich an den metallischen Hohlkugeln 4 anhaftende und aus dem Rohgas separierte Partikel ablösen und dann durch den Anströmboden 3.1, wie in der linken Darstellung von 1 gezeigt und mit den vertikal nach unten weisenden Pfeilen angedeutet, in Richtung auf einen Aufnahmebehälter 5 fallen und aus diesem dann abgeführt werden.
  • In dieser Ausführungsform ist keine zusätzliche Energie und kein weiterer Aufwand für die Reinigung eines Filterelementes 2 erforderlich.
  • In nicht dargestellter Form kann ein Kassettenelement 3 austauschbar an einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 eingesetzt sein, so dass auch eine externe Reinigung von Filterelement 2 mit darin aufgenommenen metallischen Hohlkugeln 4 möglich ist.
  • Mit 2 soll ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 verdeutlicht werden. Dabei zeigt die linke Darstellung von 2 einen Filterbetriebszustand, wobei zu reinigendes Rohgas über die Zufuhr 7 vertikal von oben durch ein Filterelement 2, das auch hier mit einem Kassettenelement 3 gebildet ist, hindurch geführt wird. Der Eintritt des ungereinigten Rohgases erfolgt wieder über einen Anströmboden 3.1, der hier vertikal oben angeordnet ist und nachfolgend durchströmt das zu reinigende Rohgas eine Schüttschicht, die ebenfalls mit metallischen Hohlkugeln 4 gebildet ist und verlässt das Kassettenelement 3 des Filterelementes 2 durch einen hier vertikal unten angeordneten Abströmboden 3.2 in Richtung auf ein zusätzliches Filterelement 6, das im Gegensatz zum Filterelement 2 mit einem anderen Filtermedium gebildet ist. Das gereinigte Industrieabgas kann dann als Reingas über den Abfluss 8 abgezogen werden.
  • Im Beispiel nach 2 ist außerdem ein Verdichter 9 dargestellt, der saugseitig in Richtung auf die Filterelemente 2 und 6 angeschlossen ist.
  • Die Schüttschicht im Kassettenelement 3 liegt hier während des Filterbetriebszustands auf dem Abströmboden 3.2 auf und wird durch die Gasströmung des zu reinigenden Rohgases lediglich bewegt und die Schichtdicke homogenisiert.
  • In der rechten Darstellung von 2 ist eine Reinigung einer solchen erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 angedeutet. Dabei wird ein Gasstrom, als Druckstoß über das Filterelement 6 durch den Abströmboden 3.2, die metallischen Hohlkugeln 4 und den Anströmboden 3.1 des Kassettenelementes 3 hindurch geführt. Dabei werden die metallischen Hohlkugeln 4 im Kassettenelement 3 beschleunigt, so dass sie aufeinander und auf den Anströmboden 3.1 aufprallen und dadurch Partikel von ihnen freigegeben werden. In dieser Phase kann die Zufuhr von Rohgas abgeschaltet oder die Strömungsgeschwindigkeit des Rohgases reduziert werden.
  • Bei den in den 1 und 2 gezeigten Beispielen füllten die im Kassettenelement 3 aufgenommenen metallischen Hohlkugeln ca. 75% des inneren Volumens aus, so dass auch eine entsprechende Schichtdicke der Schüttschicht zwischen Abströmboden 3.2 und dem oberen Rand einer Schüttschicht eingehalten werden konnte.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 19938772 A1 [0003, 0004]

Claims (26)

  1. Vorrichtung zur Reinigung von Industrieabgasen mit mindestens einem Filterelement, bei der ungefiltertes Rohgas durch das/die Filterelement(e) (2) hindurchströmt, dabei innerhalb des/der Filterelemente(s) (2) ein eine Schüttschicht bildendes Medium zwischen einem Anströmboden (3.1) und einem Abströmboden (3.2), durch das Rohgas und durch das Medium geführt ist, vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium mit metallischen Hohlkugeln (4) gebildet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Anströmboden (3.1) und Abströmboden (3.2) mit einem äußeren Gehäusemantel ein Kassettenelement (3) bilden, in dem die metallischen Hohlkugeln (4) aufgenommen sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Hohlkugeln (4) innerhalb eines Kassettenelements (3) ein Volumen von mindestens 10% und zu maximal 90% ausfüllen.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass metallische Hohlkugeln (4) mit konstantem Außendurchmesser in einem Kassettenelement (3) enthalten sind.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass metalli sche Hohlkugeln (4) mit unterschiedlichen Außendurchmessern in einem Kassettenelement (3) enthalten sind.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Filterelemente eine Kaskade bilden und in Kassettenelementen (3) metallische Hohlkugeln (4) mit unterschiedlichen Außendurchmesserfraktionen enthalten sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Außendurchmesser metallischer Hohlkugeln (4) in Strömungsrichtung des Rohgases in den jeweiligen Kassettenelementen (3) verkleinert sind.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vertikal unterhalb mindestens eines Kassettenelementes (3) ein Auffangeinrichtung (5) für separierte Partikel angeordnet ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Regelung und Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit des Rohgases vorhanden ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anströmboden (3.1) vertikal unterhalb eines Abströmbodens (3.2) angeordnet ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass metallische Hohlkugeln (4) eine Schüttschicht bilden, durch die Rohgas geführt ist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit metallischen Hohlkugeln (4) gebildete Schüttschicht in einem Filterbetriebszustand am Abströmboden (3.2) eines Kassettenelementes (3) anliegt und kein Kontakt zum Anströmboden (3.1) vorhanden ist.
  13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit metallischen Hohlkugeln (4) gebildete Schüttschicht in einem Filterbetriebszustand einen Abstand zum Anströmboden (3.1) aufweist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand mindestens so groß, wie die die Dicke der mit metallischen Hohlkugeln (4) gebildeten Schüttschicht in Strömungsrichtung innerhalb eines Kassettenelements (3) ist.
  15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung des Rohgases nach mindestens einem Filterelement mindestens ein weiteres Filterelement (6), das ohne metallische Hohlkugeln (4) mit einem anderen Filtermedium ausgebildet ist, angeordnet ist.
  16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser der metallischen Hohlkugeln (4) zumindest innerhalb eines in Strömungsrichtung des Rohgases zuerst angeordneten Filterelements (2) mindestens 3 mm beträgt.
  17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die metal lischen Hohlkugeln (4) mit einem ferromagnetischen Metall oder einer solchen Metalllegierung gebildet sind.
  18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Filterelement (2) elektrisch isoliert an der Vorrichtung angebracht ist.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Filterelement (2) an einen Pol einer elektrischen Gleichspannungsquelle angeschlossen ist.
  20. Verfahren zur Reinigung von Industrieabgasen, bei dem verunreinigtes Rohgas durch mindestens ein Filterelement, in dem metallische Hohlkugeln (4) als Filtermedium enthalten sind, geführt wird; dabei die Strömungsgeschwindigkeit des Rohgases so geregelt oder gesteuert wird, dass die metallischen Hohlkugeln (4) in einem Filterbetriebszustand eine Schüttschicht bilden, die an einem Abströmboden (3.2) auf- oder anliegt und keinen Kontakt zu einem Anströmboden (3.1) aufweist.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Filterbetriebszustand, die Zufuhr von Rohgas abgeschaltet und metallischen Hohlkugeln (4) in Folge der Gravitationskraft auf den Anströmboden (3.1) aufprallen.
  22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Gasstromes, dessen Strömungsrichtung entgegengesetzt zur Strömungsrichtung des Rohgases gerichtet ist, in Richtung auf den Anströmboden (3.1) beschleunigt werden und dort aufprallen.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Reinigungsbetriebszustand, die Zufuhr von Rohgas abgeschaltet oder die Strömungsgeschwindigkeit des Rohgases reduziert und metallischen Hohlkugeln (4) mittels eines Gasstromes, dessen Strömungsrichtung entgegengesetzt zur Strömungsrichtung des Rohgases gerichtet ist, in Richtung auf den Anströmboden (3.1) beschleunigt werden und dort aufprallen.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die die Schüttschicht bildenden metallischen Hohlkugeln (4) in einem Schwebezustand innerhalb eines Kassettenelementes (3), das in Strömungsrichtung des Rohgases von einem Anströmboden (3.1) und einem Abströmboden (3.2) begrenzt ist, gehalten werden.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass mit mehreren in Strömungsrichtung des Rohgases angeordneten Filterelementen (2), in denen metallische Hohlkugeln (4) mit sich jeweils sukzessiv verkleinernden Außendurchmessern enthalten sind, unterschiedliche Partikelgrößenfraktionen aus dem Rohgas separiert werden.
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohgas durch mindestens ein weiteres Filterelement (6), das mit einem anderen Filtermedium gebildet ist, im Anschluss an ein Durchströmen eines mit metallischen Hohlkugeln (4) als Filtermedium gebildeten Filterelements (2), geführt wird.
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