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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stützkorb für einen Schlauchfilter.
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Stützkörbe für Schlauchfilter sind grundsätzlich bekannt und werden beispielsweise bei der Industriefiltration oder bei der Abgasreinigung in Müllverbrennungsanlagen oder Kraftwerken eingesetzt.
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Ein beispielhafter Stützkorb bekannter Art ist in 1 gezeigt. Der Stützkorb 110 umfasst einen hohlzylindrischen Abschnitt 112, der aus einem Drahtgeflecht 114 gebildet ist. Das Drahtgeflecht 114 ist mit einer Aufnahme 116 verschweißt, die zur Verbindung des Stützkorbs 110 mit einer Filterkopfplatte einer Abgasreinigungsanlage (nicht gezeigt) dient. Ferner ist ein nicht gezeigter Schlauchfilter aus einem textilen Filtermaterial über das Drahtgeflecht 114 gezogen, welcher im Betrieb von außen nach innen von einem staubbeladenen Abgas durchströmt wird, wobei sich Staubpartikel an der Außenseite des Schlauchfilters anlagern und einen Filterkuchen bilden.
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Der Filterkuchen kann durch eine kurzzeitige Beaufschlagung des Schlauchfilters mit Druckluft abgereinigt werden. Hierzu wird der Schlauchfilter durch einen Druckluftstoß in umgekehrter Strömungsrichtung geringfügig aufgeweitet, so dass sich der Schlauchfilter von dem Drahtgeflecht 114 abhebt und den Filterkuchen abwirft. Bei seiner Abreinigung ist der Schlauchfilter durch den Druckluftstoß einer Wechselbeanspruchung ausgesetzt, die zu einer Ermüdung und schließlich zum Ausfall des Filtermaterials führt. Dazu trägt in negativer Weise bei, dass der Schlauchfilter nur punkt- bzw. linienförmig an dem Drahtgeflecht 114 anliegt.
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In Abgasreinigungsanlagen ist neben einer Partikelfilterung häufig auch eine Entfernung von Schadstoffen erforderlich. Beispielsweise werden Dioxine und Furane aus Abgasen entfernt, indem ein Gemisch aus Aktivkohle oder Herdofenkoks und Kalkhydrat oder Natriumbikarbonat vor einem Schlauchfilter in das Abgas zugegeben wird. Das Gemisch (z. B. aus Aktivkohle und Natriumbikarbonat) lagert sich an der Oberfläche des Schlauchfilters an und wird von dem Abgas durchströmt, wobei die Dioxine und Furane von der Aktivkohle absorbiert werden. Das mit Dioxinen und Furanen belastete Gemisch wird von dem Schlauchfilter abgeworfen und z. B. als Bergbauversatz verwendet. Nachteiligerweise findet hier jedoch lediglich eine Verlagerung der Schadstoffproblematik von der Luft auf einen Feststoff unter Einsatz eines sehr großen Material- und Kostenaufwands statt.
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Mittels katalytischer Verfahren können Schadstoffe in Abgasen ohne eine zusätzliche Aktivkohlezugabe in unkritische Stoffe umgewandelt werden. Beispielsweise kann das Abgas einen keramischen Wabenkörper zur katalytischen Reinigung durchströmen, wobei für einen optimalen Stoffumsatz eine große Katalysatoroberfläche und somit ein voluminöser Katalysator benötigt werden. Ein solcher Katalysator ist der Partikelfilterung in Abgasreinigungsanlagen in der Regel vor- oder nachgeschaltet, was nachteiligerweise zu größeren und komplexeren Abgasreinigungsanlagen führt.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Stützkorb für einen Schlauchfilter zu schaffen, der eine industrielle Abgasreinigung mit geringerem wirtschaftlichem Aufwand ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch einen Stützkorb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Der erfindungsgemäße Stützkorb zeichnet sich durch einen offenporigen Metallschaum aus, welcher eine katalytische Beschichtung aufweist.
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Die Verwendung von Metallschaum für die Herstellung des Stützkorbes erweist sich insofern als vorteilhaft, als der Metallschaum turbulent von Abgas durchströmt wird, so dass vergleichsweise wenig Katalysator zur Zerstörung von z. B. Dioxinen und/oder Furanen benötigt wird. Gleichzeitig lässt sich katalytisch beschichteter Metallschaum kostengünstig herstellen und verarbeiten, und er besitzt einen im Vergleich zu keramischen Wabenkörper geringen Abgasgegendruck.
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Aufgrund seiner katalytischen Beschichtung eignet sich der erfindungsgemäße Stützkorb besonders gut für einen Einsatz in Anlagen, die eine katalytische Abgasreinigung benötigen, z. B. in Müllverbrennungsanlagen, Kraftwerken, Klinkeröfen, Schmelzanlagen, wie z. B. Kupferschmelzanlagen, Gießereien oder Sinterbandanlagen. Außerdem ist er zur Stickoxidminderung unter Einsatz von Ammoniak oder als NH3-Schlupfbremse beim SNCR-Verfahren (Selective Non-Catalytic Reduction) geeignet. Die Temperaturen bei der Abgasreinigung liegen üblicherweise in einem Bereich von 200°C bis 250°C, der Metallschaum hält aber auch Temperaturen bis zu 1000°C stand.
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Dabei ermöglicht der Stützkorb in Kombination mit einem Schlauchfilter gleichzeitig eine Partikelfilterung. Der Stützkorb erfüllt in diesem Fall also eine Doppelfunktion, indem er zum einen als Stütze für den Schlauchfilter und zum anderen zur Abgasreinigung dient. Die Vor- bzw. Nachschaltung von Partikelfiltration einerseits und Abgasreinigung anderseits kann somit entfallen. Aufgrund seiner Funktionsintegration von katalytischer und mechanischer Abgasreinigung trägt der erfindungsgemäße Stützkorb letztlich also zu einer Kosten- und Materialeinsparung bei.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Stützkorb einen hohlzylindrischen Abschnitt, dessen Wand zumindest bereichsweise aus wenigstens einem offenporigen Metallschaum mit katalytischer Beschichtung gebildet ist.
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Bevorzugt ist die Wand des hohlzylindrischen Abschnitts vollständig aus wenigstens einem offenporigen Metallschaum mit katalytischer Beschichtung ausgebildet. Der hohlzylindrischen Abschnitt zeichnet sich auf diese Weise durch eine maximale Auflagefläche für einen Schlauchfilter aus, wodurch der Schlauchfilter beim Anliegen an dem Stützkorb mechanisch deutlich weniger belastet wird, als bei einem punktuellen Anliegen an einem Drahtgeflecht. Die Lebensdauer des Schlauchfilters wird auf diese Weise signifikant erhöht. Alternativ kann der Schlauchfilter aus einem dünnen Material hergestellt werden. Beides resultiert letztlich in einer Material- und Kostenersparnis.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Wand des hohlzylindrischen Abschnitts aus mehreren offenporigen Metallschäumen gebildet, wobei zumindest ein Metallschaum eine katalytische Beschichtung aufweist. Beispielsweise können unterschiedliche Metallschäume, z. B. Metallschäume aus verschiedenen Legierungen und/oder mit unterschiedlichen Porengrößen und/oder mit unterschiedlichen katalytischen Beschichtungen, in der Wand des Stützkorbs kombiniert werden. So lassen sich zum Beispiel durch eine mehrlagige Ausführung auch höhere Schadstoffkonzentrationen noch wirksam filtern bzw. reduzieren.
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Wie bereits erwähnt ist der hohlzylindrische Abschnitt des Stützkorbs vorteilhafterweise von einem Schlauchfilter, insbesondere von einem textilen Schlauchfilter, überzogen, durch welchen sich Staubpartikel aus einer den Stützkorb durchströmenden Abgasströmung herausfiltern lassen. Auf diese Weise wird die ebenfalls bereits erwähnte Doppelfunktion des Stützkorbs in Form von katalytischer Reinigung und Partikelfilterung erreicht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Stützkorb eine Aufnahme umfassen, mittels welcher der Stützkorb in einer Abgasreinigungsanlage befestigt werden kann. Bei einer entsprechenden Ausbildung der Aufnahme können standardisierte und damit kostengünstig herzustellende Stützkörbe in unterschiedliche Abgasreinigungsanlagen eingebaut werden. Die Verbindung zwischen dem hohlzylindrischen Abschnitt und der Aufnahme kann beispielsweise durch mechanisches Fügen (z. B. Klemmen) erfolgen, es sind allerdings auch andere Verfahren wie z. B. Schweißen denkbar.
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Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand möglicher Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht eines Stützkorbs gemäß dem Stand der Technik;
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2 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Stützkorbs.
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In 2 ist ein erfindungsgemäßer Stützkorb 10 dargestellt, welcher einen hohlzylindrischen Abschnitt 12 aufweist. Der hohlzylindrische Abschnitt 12 ist vollständig aus einem offenporigen Metallschaum 14 gebildet, sodass er mit minimalem Gegendruck von einem Gas turbulent durchströmt werden kann.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Wand des hohlzylindrischen Abschnitts 12 durch eine Lage des Metallschaums 14 gebildet. Es ist aber auch möglich eine mehrlagige Wand vorzusehen, wobei die einzelnen Lagen aus gleichen oder unterschiedlichen Schäumen gebildet sein können. Außerdem ist es grundsätzlich möglich, den hohlzylindrischen Abschnitt 12 aus mehreren zylindrischen Hohlsegmenten zusammenzusetzen, wobei die einzelnen Hohlsegmente gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein können. Grundsätzlich vorstellbar wäre ferner eine Ausführung, bei welcher der hohlzylindrische Abschnitt 12 ein hohlzylindrisches Rohrelement mit darin ausgebildeten Fenstern aufweist, in die jeweils ein Metallschaum eingesetzt ist.
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Der Metallschaum 14 ist mit einer je nach Anwendung geeigneten katalytischen Beschichtung versehen, und zwar nicht nur an seiner äußeren Oberfläche, sondern auch an seinen inneren Oberflächen, um für den Abbau von Schadstoffen eines zu reinigenden Abgases zu sorgen. Beispielsweise kann es sich bei der Beschichtung um einen Oxidationskatalysator handeln, der zur Vernichtung von Dioxinen und/oder Furanen in der Müllverbrennung dient.
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Des Weiteren ist der Stützkorb 10 mit einem (nicht gezeigten) Schlauchfilter, z. B. aus einem textilen Filtermaterial, überzogen, welcher zusätzlich für eine Partikelfilterung sorgt, d. h. Staubpartikel aus einem zu reinigenden Abgas entfernt. Der Schlauchfilter liegt während des Filterbetriebs außen an dem Metallschaum 14 des hohlzylindrischen Abschnitts 12 flächig an, wodurch er während des Betriebs eine minimale mechanische Belastung erfährt.
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Der Schlauchfilter kann durch einen durch den Metallschaum 14 von innen nach außen gerichteten Druckluftstof aufgeblasen und von dem hohlzylindrischen Abschnitt 12 leicht abgehoben werden, um einen an dem Schlauchfilter aus Staubpartikeln gebildeten Filterkuchen abzuwerfen.
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Der Stützkorb 10 umfasst außerdem eine Aufnahme 16, welche an einem axialen Ende des hohlzylindrischen Abschnitts 12 angeordnet ist und zur Befestigung des Stützkorbes 10 in einer (nicht gezeigten) Filterkopfplatte einer Abgasreinigungsanlage dient. Die Aufnahme 16 kann beispielsweise durch mechanisches Fügen, insbesondere Klemmen, mit dem hohlzylindrischen Abschnitt 12 verbunden oder mit diesem verschweißt sein.
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Im Filter- und Katalysatorbetrieb wird der Stützkorb von außen nach innen von einem zu reinigenden Abgas durchströmt, wobei der Schlauchfilter für eine Entstaubung des Abgases sorgt und die katalytische Beschichtung des Metallschaums eine Entgiftung des Abgases bewirkt. Ein sich an der Außenseite des Schlauchfilters ausbildender Filterkuchen aus angelagerten Staubpartikeln kann durch Strömungsumkehr und kurzzeitiges Aufblasen des Schlauchfilters abgeworfen und mittels eines sich unter dem Stützkorb befindlichen Sammelbehälters gesammelt und entsorgt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Stützkorb
- 12
- hohlzylindrischer Abschnitt
- 14
- Metallschaum
- 16
- Aufnahme
- 110
- Stützkorb
- 112
- hohlzylindrischer Abschnitt
- 114
- Drahtgeflecht
- 116
- Aufnahme
