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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Filtrationsentstaubung, bestehend aus einer horizontal in einem Gehäuse sich erstreckenden und eine Vielzahl von Durchlässen aufweisenden Trennwand, welche das Gehäuse in eine Rohgaskammer sowie eine oberhalb von dieser platzierten Reingaskammer mit Abführung für das Reingas unterteilt, und die Rohgaskammer eine Zuführung für das Rohgas, eine Abführung für den Filterkuchen sowie eine beliebige Anzahl von Filtersäcken oder -schläuchen aufweist, die jeweils im Bereich der Durchlässe unter Verwendung von Arretierungselementen hängend an der Trennwand platziert sind, und eine der Anzahl der Filtersäcke oder -schläuche entsprechende Anzahl von im Strömungsbereich der Durchlässe der Trennwand platzierte Injektoren vorgesehen ist, welche zum Zwecke des Einzelabreinigens der Filtersäcke oder -schläuche jeweils mit Druckluft beaufschlagbar ausgebildet sind.
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Die Filtrationsentstaubung gehört neben der mechanischen Entstaubung, der Nassentstaubung oder Elektroentstaubung zu den am weitesten verbreiteten Entstaubungsarten jeweils mit dem Ziel, feinverteilte, feste Fremdbestandteile oder Schadstoffe aus einem Gas abzuscheiden.
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Das Anwendungsgebiet der Filtrationsabscheidung ist sehr vielfältig und erstreckt sich beispielsweise von der Rauchgasreinigung in Kraftwerken oder Zementfabriken, der Abscheidung von Schleifstäuben bis hin zur Rückgewinnung von in Trocknungsanlagen hergestelltem Pulver oder in Mühlen gewonnenem Mehl aus dem Gasstrom.
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Die
EP 1 105 202 offenbart einen Ringspaltinjektor, insbesondere für ein- und mehrere Injektorstufen, bestehend aus einem Strömungsrohr, an dessen äußerem Umfang am oberen Rohrende ein mit einem Reinigungsgasanschluss versehender Kanal angeordnet ist, der nach innen radial in einen als Düse wirkenden Ringspalt mündet und zum Öffnen und Schließen des Reinigungsgasdurchganges ein schaltbares Absperrelement angeordnet ist. Kennzeichnend für diese Erfindung ist, dass das Absperrelement in oder an einem Druckspeicher zum Zuführen des Reinigungsgases angeordnet und die Steuerleitung für das Betätigen des Absperrventils im Bereich der Filteranlage innerhalb des Druckspeichers angeordnet ist, wobei der Druckspeicher an geeigneter Stelle aus dem Filtergehäuse herausgeführt und die Steuerleitung außerhalb des Filtergehäuses aus dem Druckspeicher herausgeführt und über ein Ventil mit Steuerung mit einem Druckspeicher verbunden ist.
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Die
DE 43 34 699 beschreibt einen filternden Abscheider mit einer Abreinigungsvorrichtung bestehend aus einer Kammer, die innerhalb des Reingasraumes verfahrbar ist und die mit einer Druckluftleitung sowie mit mindestens einem Injektor versehen und die in einen Saugraum für das Ansaugen von Sekundär-Spülgas und einen Druckraum unterteilt ist, wobei an der Wandung des Saugraumes der Kammer Durchbrechungen mit rückschlagventilartigen Sperrorganen zum Ansaugen des Sekundär-Spülgases aus dem Reingasraum vorgesehen sind.
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Als wesentlicher Nachteil der aus dem Stand der Technik vorbekannten Lösungen ist zu nennen, dass die Steuerventile für die Injektoren sowie der zur Bereitstellung des Spülgases für das Abreinigen der Filtersäcke vorgesehene Druckluftbehälter innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, was zu einem aufwändigem Wartungsregime führt. Diese Anlagen sind zudem störanfällig, was sich nachteilig auf eine effektive Betriebsführung auswirkt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, eine Vorrichtung zur Filtrationsentstaubung vorzuschlagen, die weniger störanfällig ist und deren Wartung effizienter durchgeführt werden kann.
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Nach der Konzeption der Erfindung besteht die Vorrichtung zur Filtrationsentstaubung aus einer horizontal in einem Gehäuse sich erstreckenden und eine Vielzahl von Durchlässen aufweisenden Trennwand, welche das Gehäuse in eine Rohgaskammer sowie eine oberhalb von dieser platzierten Reingaskammer mit Abführung für das Reingas unterteilt. Die Rohgaskammer weist eine Zuführung für das Rohgas, eine Abführung für den Filterkuchen sowie eine beliebige Anzahl von Filtersäcken oder -schläuchen auf, die jeweils im Bereich der Durchlässe unter Verwendung von Arretierungselementen hängend an der Trennwand platziert sind. Des Weiteren ist eine der Anzahl der Filtersäcke oder -schläuche entsprechende Anzahl von im Strömungsbereich der Durchlässe der Trennwand platzierte Injektoren vorgesehen, welche zum Zwecke des Einzelabreinigens der Filtersäcke oder -schläuche jeweils mit Druckluft beaufschlagbar ausgebildet sind.
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Erfindungsgemäß sind die Druckluftquelle, eine zugehörige Regeleinrichtung sowie eine der Anzahl der Injektoren entsprechende Anzahl von Steuerventilen außerhalb des Gehäuses der Vorrichtung angeordnet, wobei jeder Injektor mittels einer das Gehäuse der Vorrichtung durchdringenden Druckluftleitung über jeweils ein Steuerventil mit der Druckluftquelle gekoppelt ist.
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Vorzugsweise weist jede einzelne Druckluftleitung jeweils zumindest eine Absperreinrichtung auf, die unmittelbar im Bereich der Außenseite des Gehäuses platziert ist. Durch diese Maßnahme vereinfacht sich die Inspektion und Wartung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, da aufwändige und zeitlich nacheinander durchzuführende Wartungsschritte innerhalb des eigentlichen Filtrationsentstaubungsbehälters damit entfallen.
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Als Druckluftleitungen sollen im Sinne der Erfindung alle Leitungen oder Leitungsabschnitte verstanden werden, die für den entsprechend benötigten oder gewählten Druck des Spülgases beim Abreinigen bzw. Rückspülen der Filtersäcke oder -schläuche geeignet und erforderlich sind. Der Anwender kann demnach zwischen Metallrohren oder vorzugsweise Kunststoffrohren in Gestalt von starren PTFE-Rohren und/oder flexiblen Leitungen, beispielsweise Metallgeflecht ummantelten Kunststoffleitungen, wählen.
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Als für den Anwender im Bereich der Außenseite des Gehäuses gut erreichbare Absperreinrichtung hat sich eine schnelllösende Verbindung mit oder ohne Zuhilfenahme eines Werkzeugs, beispielsweise in Gestalt einer Schnellkupplung, als besonders vorteilhaft erwiesen.
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Die Reingaskammer weist erfindungsgemäß mehrere horizontal im Gehäuse sich erstreckende Traversen oder Hohlbalken auf, wobei die Traversen oder Hohlbalken Mittel zur Aufnahme der Injektoren sowie zur Führung der ausgehend von den Injektoren sich bis über das Gehäuse hinaus erstreckenden Druckluftleitungen umfassen.
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Es hat sich in Bezug auf eine zeitoptimierte Wartung als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Traversen, Kammerwände oder anderweitig ausgebildeten Halte- und Führungseinrichtungen für die Injektoren und die Druckluftleitungen schwenkbar oder verfahrbar ausgebildet sind. Die Verfahrbarkeit wird sichergestellt durch ein Schienensystem, auf welchem die Halte- und Führungseinrichtungen mittels Rädern gleiten bzw. rollen.
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In der Praxis würde man mehrere, in einer gemeinsamen Ebene parallel verlaufende Traversen oder Hohlbalken vorsehen, welche jeweils derart im Bereich der die Reingaskammer von der Rohgaskammer abgrenzenden Trennwand platziert sind, dass die auf den Traversen oder Hohlbalken angeordneten Injektoren ihre jeweilige – beim Abreinigen anliegende Druckluftströmung – direkt und ohne wesentliche Druckverluste in die ihnen zugeordneten Filtersäcke oder -schläuche einbringen. Das heißt, die einzelnen Injektoren sind vorzugsweise in einem Bereich zwischen 5 und 30 cm oberhalb der Durchlässe der Trennwand angeordnet, so dass der beim Ausdüsen der Druckluft bzw. des Spülgases sich aufspannende Strahlungskegel mit möglichst größer Kontaktfläche in den Öffnungsmund der jeweiligen Filtersäcke oder -schläuche hineinragt.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäuse der Vorrichtung zumindest eine für Gas dichte Durchführung auf, durch welche die einzelnen Druckluftleitungen einzeln, gruppenweise oder gemeinsam geführt werden. Üblicherweise befindet sich die zumindest eine Durchführung im Bereich der Reingaskammer, also im Kopfbereich des Gehäuses, welches in Aufstell- bzw. Betriebsposition sich longitudinal in vertikaler Richtung erstreckt, so dass im Rohgasraum durch die herabhängenden Filtersäcke oder -schläuche eine möglichst große Kontaktfläche zum anströmenden Rohgasstrom zur Filtrationsentstaubung zur Verfügung steht.
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Dem Erfindungsgedanken steht auch nicht entgegen, wenn die die Reingaskammer von der Rohgaskammer abgrenzende Trennwand sandwichartig mit zwei äußeren Wänden und einem dazwischen angeordnetem Luftraum ausgebildet ist. Im einfachsten Fall besteht die Trennwand jedoch aus einem Blech, deren Dicke nach statischen Erfordernissen ausgelegt ist, welches regelmäßig angeordnete, beispielsweise matrixartig angeordnete Durchlässe aufweist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Druckluftquelle ein zentraler, absperrbarer Verteiler zugeordnet, mit dem alle, ausgehend von den jeweiligen Steuerventilen sich erstreckenden Druckluftleitungsabschnitten verbunden sind. Dadurch wird der Vorteil erzielt, dass die Druckluftquelle, beispielsweise ein Kompressor oder eine Turbine, zu Wartungszwecken ausgetauscht werden kann, ohne größere Anlagenteile demontieren zu müssen.
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Als Steuerventile eignen sich steuerbare Magnetventile, deren Steuersignale von der Regeleinrichtung stammen. Weitere Steuersignale liefert die Regeleinrichtung an die Druckluftquelle und ggf. an Aktoren, die im Reingasraum oder im Rohgasraum nicht näher auszuführende Schaltfunktionen übernehmen.
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Die Vorrichtung zur Filtrationsentstaubung besteht vorzugsweise aus einem zylinderförmigen Gehäuse, welches sich in Aufstellposition in vertikaler Richtung erstreckt. Da ein zylinderförmiges Gehäuse im Querschnitt naturgemäß kreisförmig ist, ergibt sich das Problem, dass die gleichmäßig voneinander beabstandeten Injektoren, welche an oder in den in einer gemeinsamen Ebene parallel verlaufenden Traversen oder Hohlbalken gehaltert sind, mit entsprechend unterschiedliche langen Druckluftleitungen an die Druckluftquelle gekoppelt sind. Diese unterschiedlichen Längen verursachen voneinander abweichende Druckverluste bzw. hydraulische Widerstände mit der Folge, dass die Injektoren mit voneinander abweichendem Gasdruck oder Volumen versorgt werden. Dies führt zu unterschiedlichen Reinigungsleistungen der Injektoren, was unerwünscht ist. Zur Vermeidung dieses Umstandes, d. h. zum Zwecke einer gleichmäßigen Druckluft-beaufschlagung der Injektoren oder Gruppen von Injektoren während des Abreinigens der Filtersäcke oder -schläuche, sind zusätzlich Mittel zum hydraulischen Abgleich, vorzugsweise Regelventile, vorgesehen sind, welche einer einzelnen Druckluftleitung oder einem Strang von Druckluftleitungen zugeordnet sind. Alternativ zum Einsatz der hydraulischen Regelventile kann das Druckluftnetz so ausgebildet sein, dass es dem Tichelmann-Prinzip folgt.
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Die signifikanten Vorteile und Merkmale der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik sind im Wesentlichen:
- • Einzelabreinigung der Filtersäcke oder -schläuche,
- • alle regelungsrelevanten und wartungsintensiven Bauteile sind außerhalb des Gehäuses platziert, wodurch sich die Regelung auf Grund der verkürzten Weglängen sowie das Wartungsregime wesentlich vereinfacht,
- • ein planmäßiger oder außerplanmäßiger Austausch eines der Magnetventile behindert nicht den Abreinigungsvorgang der nicht von diesem Magnetventil betroffenen Filtersäcke oder -schläuche,
- • vorteilhafter Einsatz einer Schnellkupplung pro Druckluftleitung ermöglicht, dass das dem Gehäuse vorgeschaltete komplette Druckluftversorgungsnetz problemlos abgekoppelt werden kann,
- • die in der Reingaskammer platzierten Traversen oder Hohlbalken zur Aufnahme der Injektoren und Druckluftleitungen sind schwenkbar oder verfahrbar ausgebildet und können somit besonders einfach aus der Reingaskammer entnommen werden und
- • optional Einsatz von Mitteln zum hydraulischen Abgleich der einzelnen Druckluftleitungen zur Erzielung einer gleichmäßigen Druckluft-beaufschlagung der Injektoren und damit gleichmäßigen Reinigungsleistung.
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Die Ziele und Vorteile dieser Erfindung sind nach sorgfältigem Studium der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der hier bevorzugten, nicht einschränkenden Beispielausgestaltungen der Erfindung mit den zugehörigen Zeichnungen besser zu verstehen und zu bewerten, von denen zeigen:
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1: eine Seitenansicht einer partiell gezeigten Vorrichtung zur Filtrationsentstaubung,
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2: eine partielle Schnittdarstellung der Vorrichtung gemäß 1,
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3: eine Gesamtansicht der Vorrichtung zur Filtrationsentstaubung und
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4: eine Schnittdarstellung der Vorrichtung im Bereich der Reingaskammer.
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Die 1 und 2 zeigen eine Seitenansicht sowie eine partielle Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Filtrationsentstaubung. Die Vorrichtung 1 besteht im Wesentlichen aus einer horizontal in einem zylinderförmigen Gehäuse 2 sich erstreckenden Trennwand 4, welche das Gehäuse 2 in eine Rohgaskammer 5 sowie eine oberhalb von dieser platzierten Reingaskammer 6 mit Abführung 7 für das Reingas unterteilt. Die Rohgaskammer 6 weist eine Zuführung 8 für das Rohgas, eine Abführung 9 für den Filterkuchen sowie eine beliebige Anzahl von Filtersäcken oder -schläuchen 10, siehe 2, auf. Die Zuführung 8 für das Rohgas ist im dargestellten Beispiel als tangentiale Lufteintrittsspirale ausgebildet. Im Bereich unterhalb der Rohgaskammer 5 ist ein Filterunterteil bzw. Fuß montiert, welcher einen Kegelboden mit einem Kegelwinkel von 70° aufweist. Im Filterunterteil bzw. Fuß ist zentral eine Abführung 9 für den Filterkuchen mit einem vorgeordneten Konidueingerblechboden 19 platziert. Durch diesen Konidurblechboden 19 strömt eingeblasene Luft, die den Filterkuchen bzw. das Filterpulver auflockert und weiter fördert. Die Weiterförderung erfolgt unter Verwendung nicht näher erläuterter pneumatischer Fördereinrichtungen über eine Durchblasezellenradschleuse sowie einem nachgeordnetem Fallrohr und einer Austragszellenradschleuse. Die Weiterverwendung bzw. Aufbereitung des ggf. Schadstoffe ausweisenden Filterkuchens, Filterpulvers oder Filterstaubs erfolgt bedarfsweise. Die Vielzahl der Filtersäcke oder -schläuche 10 sind an der horizontal sich erstreckenden Trennwand 4 unter Verwendung von Arretierungselementen gehaltert und hängen gemäß dem Schwerkraftprinzip in Richtung des Fußpunktes der Vorrichtung 1. Die Trennwand 4 umfasst mehrere Durchlässe 3, von denen jeder Durchlass 3 einem Filtersack oder -schlauch 10 zugeordnet ist. Weiterhin ist eine der Anzahl der Filtersäcke oder -schläuche 10 entsprechende Anzahl von im Strömungsbereich der Durchlässe 3 der Trennwand 4 platzierte Injektoren 11, siehe Detaildarstellung gemäß 3, vorgesehen, welche zum Zwecke des Einzelabreinigens der Filtersäcke oder -schläuche 10 jeweils mit Druckluft bzw. Spülgas beaufschlagbar ausgebildet sind. Die im Rohgasraum 5 platzierten Filtersäcke oder -schläuche 10 sind je gewünschter Filterleistung hinsichtlich ihrer geometrischen Maße entsprechend dimensioniert. Die Filtersäcke oder -schläuche 10 können auch aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sein. Die Auswahl erfolgt nach den jeweiligen Produktkriterien und dem Temperaturbereich in dem die Vorrichtung 1 zur Filtrationsentstaubung arbeiten soll. Meistens kommen Polyester, Nadelfilze oder Polypropylenfilze zum Einsatz. Bei speziellen Filteraufgaben können auch Teflon beschichtete Filtersäcke oder -schläuche 10 verwendet werden. Die Filtersäcke oder -schläuche 10 werden vorzugsweise durch geteilte Stützkörbe, die hier nicht näher erläutert werden, in Form gehalten.
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Die 3 illustriert eine Gesamtansicht der Vorrichtung 1 zur Filtrationsentstaubung. Gegenüber der Darstellung gemäß der 1 und 2 sind zusätzlich diejenigen Anlagenkomponenten gezeigt, die erfindungsgemäß außerhalb des Gehäuses 2, respektive außerhalb des eigentlichen Filters, platziert sind. Erfindungsgemäß sind dazu die Druckluftquelle 12, die zugehörige Regeleinrichtung 13 sowie eine der Anzahl der Injektoren 11 entsprechende Anzahl von Steuerventilen 14 vom Betrachter aus links angeordnet, wobei jeder Injektor 11 mittels einer das Gehäuse 2 der Vorrichtung 1 durchdringenden Druckluftleitung 15 über jeweils ein Steuerventil 14 mit der Druckluftquelle 12 gekoppelt ist. Die Reingaskammer 6 ist unter Verwendung einer sandwichartig ausgebildeten Trennwand 4 in Gestalt eines Doppelbodens mit Durchlässen 3 von der Rohgaskammer 5 getrennt. Der Doppelboden fungiert dabei als Wasserverteilboden für die CIP-Reinigung, da er kleine CIP-Ventile, die die Unterseite des Bodens und die Aufhängung der Filtersäcke oder -schläuche 10 reinigt, enthält. Weiterhin sind in dem Doppelboden die Aufnahmen der Filtersäcke oder -schläuche 10 sowie deren Stützkörbe enthalten. Die Abdichtung gegenüber der oberhalb platzierten Reingaskammer 6 erfolgt mittels O-Ringen. Durch die Durchlässe 3 in der Trennwand 4 strömt während des Vorgangs der Filtrationsentstaubung dann die gereinigte Luft von der Rohgaskammer 5 über die Filtersäcke oder -schläuche 10 in die Reingaskammer 6.
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Die Abreinigung der Filtersäcke oder -schläuche 10 hingegen erfolgt mit Druckluftbeaufschlagung der als Ringspaltinjektoren ausgebildeten Injektoren 11, die sich unmittelbar über den Filtersäcken oder -schläuchen 10 befinden. Die Strömungsrichtung der Druckluft bzw. des Spülgases innerhalb der Filtersäcke oder -schläuche 10 während des Abreinigens ist demnach umgekehrt zur Strömungsrichtung des Reingases. Die dazu erforderliche Druckluft wird durch die außerhalb des Gehäuses 2 sich befindende Druckluftquelle 12 bereitgestellt. Die Abreinigung der Filtersäcke oder -schläuche 10 erfolgt einzeln und wird über die Regeleinrichtung 13 und über das als Magnetventil ausgebildete Steuerventil 14, welche sich an oder im Bereich der Druckluftquelle 12 befinden, gesteuert. Die innerhalb der Reingaskammer 6 platzierten Komponenten dienen lediglich als Halterung der Ringspaltinjektoren und der Aufnahme der Druckluftleitungen 15, welche sich im Inneren der – als Vierkantprofilstahl gefertigten – Hohlbalken 18 erstrecken.
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Eine Schnittdarstellung der Vorrichtung 1 im Bereich der Reingaskammer 6 ist aus der 4 zu entnehmen. Wie ersichtlich, erstrecken sich mehrere, parallel angeordnete Reihen von Hohlbalken 18 jeweils unterschiedlicher Länge in einer gemeinsamen Ebene innerhalb der zylinderförmigen Reingaskammer 6. Diese Hohlbalken 18 nehmen sowohl die als Ringspaltinjektoren ausgebildeten Injektoren 11 an einer Außenseite als auch die entsprechenden Druckluftleitungen 15 im Inneren auf. Die jeweilige Anzahl der Druckluftleitungen 15, Ringspaltinjektoren und Filtersäcke oder -schläuche 10 entspricht einander. Die als tangentiale Lufteintrittsspirale ausgebildete Zuführung 8 für das Rohgas sichert eine gleichmäßige Beaufschlagung der unterhalb der Reingaskammer 6 platzierten Rohgaskammer 5 mit aufzubereitendem Rohgas. Die Hohlbalken 18 erstrecken sich jeweils ausgehend vom Innenraum der Reingaskammer 6 durch das Gehäuse 2 hindurch und enden außerhalb des Filters. Auf der Außenseite des Gehäuses 2 werden die Druckluftleitungen 15 einzeln oder gruppenweise jeweils über die in der 3 gezeigten Absperreinrichtungen 16 und Steuerventile 14 bis zur Druckluftquelle 12 bzw. einem dieser vorgeschalteten Verteiler zugeführt. Die Hohlbalken 18 bzw. Traversen 17 sind so ausgebildet, dass sie zur Wartungszwecken der Injektoren 11 jeweils einzeln aus der Reingaskammer 6 seitlich herausgezogen werden können. Zum Zwecke des Wechsels der Filtersäcke oder -schläuche 10 müssen nur die in der 3 gezeigten Absperreinrichtungen 16 in Gestalt der Schnellkupplungen gelöst und anschließend die Hohlbalken 18 der Ringspaltinjektoren ohne großen Aufwand aus ihren entsprechenden Führungen entnommen und aus der Reingaskammer 5 entfernt werden. Der Einbau kann ebenso leicht und unkompliziert erfolgen. Nach Anschluss der Druckluftleitungen 15 mittels der Schnellkupplungen sind die Ringspaltinjektoren wieder mit der Druckluftquelle 12 über die entsprechenden Magnetventile verbunden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Gehäuse
- 2.1
- Durchführung
- 3
- Durchlass
- 4
- Trennwand
- 5
- Rohgaskamme
- 6
- Reingaskammer
- 7
- Abführung Reingas
- 8
- Zuführung Rohgas
- 9
- Abführung Filterkuchen
- 10
- Filtersack oder -schlauch
- 11
- Injektor
- 12
- Druckluftquelle
- 13
- Regeleinrichtung
- 14
- Steuerventil
- 15
- Druckluftleitung
- 15.1
- Druckluftleitungsabschnitt
- 16
- Absperreinrichtung
- 17
- Traverse
- 18
- Hohlbalken
- 19
- Konidurblechboden
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1105202 [0004]
- DE 4334699 [0005]
