DE1407914A1

DE1407914A1 - Verfahren zum Abreinigen von Filterorganen von Staubabscheidern durch Druckstoss-Rueckspuelung mittels Spuelluft und Druckgas-Rueckspuelvorrichtung

Info

Publication number: DE1407914A1
Application number: DE19571407914
Authority: DE
Inventors: Reinauer Thomas Victor
Original assignee: Slick Industrial Co
Current assignee: Slick Industrial Co
Priority date: 1956-07-09
Filing date: 1957-07-06
Publication date: 1969-10-09
Also published as: DE1228130B; GB812244A; DE1407914B2; DE1407914C3; FR1184609A

Description

Dr. Ing. E. BERKENFELD, Patentanwalt, KÖLN, Universitätsstraße 31

Dr. Expl.

Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom 4. AUgUSt 1964 VA. Nomed.Anm. AMERICAN TMRIKTTA COMPANY

Verfahren zum Abreinigen von PiIterorganen von Staubabscheidern durch Druckstoß-Rückspülung mittels Spülluft und Druckgas-Rückspülvorrichtung

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zum Abreinigen von

Filterorganen, wie FiIterschläuchen,-Filtertaschen oder Filterzel- * ab I

len, von Staubscheidern durch Druckstoß-Rückspülung mittels Spülluft und mit einer entsprechenden Druckgas-Rückspülvorrichtung selbst.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung werden bei einem Staubabscheider angewendet, der aus einem Gehäuse besteht, in dessen eines Ende das zu reinigende Gas eingeführt und aus dessen anderem Ende das gereinigte Gas abgeführt wird. In dem Gehäuse läuft das zu reinigende Gas, wie z. B. Luft, durch Filterorgane, auf deren stromaufwärtiger Seite der Staub od. dgl. zurück- " gehalten wird und sich dort festsetzt. Nach bestimmter Zeit müssen die Filterorgane gereinigt werden.

Hierzu ist es bekannt, die Filterorgane abzuklopfen oder zu rütteln. Der Stab löst sich von den Filterorganen, fällt nach unten und kann dort aus dem Gehäuse entfernt werden. Die zum Abkibpfen oder Rütteln verwendeten Antriebselemente müssen ständig gewartet werden, was ein Nachteil von Staubabscheidern dieser Art ist.

909841/0275 - ^l '

Die Erfindung geht von einem anderen Reinigungsverfahren aus, bei dem ein Spülluft-Druckstoß in Gegenstromrichtung zur Normalrichtung der Filterdurchströmung in die Filterorgane eingepreßt wird.

Ein bekannter Staubabscheider, der gemäß diesem Verfahren gereinigt wird, besteht aus zwölf auf einem Drehgestell ei angebrachten Filterschläuchen. Diese werden nacheinander unter einen Luftzylinder gedrett in dem ein unter Federdruck stehender Kolben im Gegenstrom Spülluft durch die Filterschläuche drückt, so daß der auf deren stromaufwärtiger Seite anhaftende Staub entfernt wird.

Auch bei einem anderen bekannten Staubabscheider wird das Prinzip der Druckstoß-Rückspülung mittels Spülluft angewendet. Hierzu wird ein Luftzylinder, in dem ein Kolben verschiebbar ist, mit einer Düse während des Betriebes nacheinander über das jeweils zu reinigende Filterorgan gedreht. Die Düse wird dicht auf den Ausströmstutzen des betreffenden Filterorgans aufgelegt und durch Betätigung des Kolbens mittels Federdruck wird ein Spülgas-Druckstoß in Gegenstromrichtung durch das jeweilige Filterorgan gepreßt. Dies bedeutet, daß die normale Filterströmung mechanisch durch die Verschlußwirkung des aufgesetzten Luftzylinders unterbrochen wird, bevor durch Betätigung des Kolbens eine Rückströmung zustande kommt.

Bei diesen beiden bekannten Staubabscheidern läßt sich die Spülung somit in zwei Schritte unterteilen. Beim ersten Schritt wird die normale Filterströmung durch Aufsetzen des Luftzylinders mechanisch unterbrochen, während erst beim zweiten Schritt pneumatisch durch den Spülluft-Druckstoß die Rückspülung vorgenommen wird.

Bekannt ist auch ein nicht im Gegenstrom arbeitender Staubabscheider, bei dem zum Reinigen der Filtersohläuche diese auf ihrer gesamten M 31/5 909841/0375 _ _g _

Fläche schlagartig einem Stoß· hochgespannter Luft ausgesetzt werden. Hierbei muß derjenige Schlauch, der gerade gereinigt wird, aus dem Betrieb herausgenommen werden, da sich sonst der von der Spülluft abgestoßene Staub wieder mit der in der gleichen Richtung strömenden gereinigten Luft vermischt.

Gegenüber diesen bekannten Möglichkeiten zeichnet sich das erfindung^j gemäße Verfahren dadurch aus, daß ohne vorhergehendes Unterbrechen dta: Normaletrömung Spülluft injektorartig in Form eines Strahles über dje gesamte Querschnittsfläche des Pilterorganes, durch die die Normalströmung erfolgt, geblasen wird, so daß allein durch Einwirkung des Spülluftstrahlec i

a) die Normalströmung durch das Filterorgan unterbrochen und

b) eine Reingasmenge in Gegenstromrichtung durch das Pilterorgan gesogen wird.

Gegenüber den Staubabscheidern mit Abklopf- und Rüttelvorrichtungen bietet die Erfindung den Vorteil, daß im Filter keine innerbeweglichen Teile und damit auch keine Verschleißteile vorhanden sind. Im Vergleich zu sämtlichen bekannten Staubabscheidern und somit auch gegenüber denjenigen, bei denen mit einem Gegenstrom gereinigt wird, ergibt sich der Vorteil, daß das Filter auch während des Abreinigungja Vorganges voll weiterarbeitet, da ein Abschalten von einzelnen FiI-terorganen entfällt und deshalb keine hierzu erforderlichen innerbeweglichun Teile vorhanden sind. Der Gegendruck der Spülluftwelle ist nämlich 30 grci-, daß er für die Dauer des Reinigungsvorganges den Druck des zu filternden Gases überwindet und sich daher das übliche Abschalten der Pilterorgane erübrigt.

.-•ir das erfindungsgemäße Verfahren ist wesentlich, daß der SpülluftstoJ im Gej;enstrom zur normalen Filterdurchströrnung eingeführt

.::·.■. ::--bei ist es gleichgültig, auf welche Weise der Soülluft-Druck-

90984 1/02 7 5

stoß in die Gegenstromrichtung gebracht wird. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht hier vor, daß nämlich das Reingas durch Einwirkung des SpUlluftstrahles am Einströmende eines taschenartigen Filterorganes durch die Filterwände in das Filterorgan eingesogen wird. Im einzelnen kennzeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch, daß der Druckluftstrahl injektorartig als freier Strahl durch einen offenen Eintrittsstutzen auf das Filterorgan geblasen wird, um dessen gesamten Querschnitt zu beaufschlagen und die normale Strömung von diesem abzuhalten und dabei eine Reingas-Rückströmung aus der Reingaskamtner durch die Filterorgane zu erzeugen, um eine Entfernung des angesammelten Staubes von den Filterorganen zu bewirken.

Bei dem erfindungsgeinäßen Verfahren wird das Druckmaximum des durch den SpUlluftstrahl im Filterorgan erzeugten Druckstoßes - wie an sich bekannt - im Bruchteil einer Sekunde, vorzugsweise in weniger als einer ViertelSekunde erreicht. Dabei beträgt die Zeitspanne zwischen SpUlbeginn und Druckausgleich für einen Spülluftstoß weniger als eine Sekunde.

Zur Durchführung dieses Verfahrens sieht die Erfindung eine Vorrichtung vor, bei der eine oder mehrere Druckluft-Freistrahldüsen gegenüber den Schmutzgaseintrittsenden der Filterorgane so angeordnet sind, daß der Strahl entgegengesetzt zu der Normalgasströmung durch das Eintrittsende geleitet wird und der äußere Strahlkegel den Querschnitt der Strömung des Schmutzgases vollständig abdeckt.

Die Erfindung sieht weiter einen Zeitschalter vor, der in bekannter Weise die Tätigkeit der Strahldüsen nach einem vorbestimmten Zeitplan steuert.

909 841/0275 - 4 -

BAO ORIGINAL

⁵ H079H

In der folgenden Beschreibung wird die iSr findung zusammen mit der Zeichnung weiter erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch im Schnitt einen einfachen Fall des Pilterns bei dem das zu filternde Gas einem nicht umgrenzten Raum entnommen wird.

Fig. 2 ist ein Schnitt durch einen Staubabscheider, bei dem das zu reinigende Gas durch verschiedene Filterschläuche durchgeleitet und darauf einem gemeinsamen Auslaß zugeführt wird.

Fig. 3 und Fig. 4 sind oszillografische Bilder des Druckverlaufes in einem Filterelement.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel ist eine Filterkammer 100 von festen Wänden 101, 102 und von der durchlässigen Wand oder dem Filter 103 umschlossen. Der Einlaß besitzt kein Gehäuse. Das zu filternde Gas fließt in Richtung der Pfeile und diese normale Strömung wird durch eine Kraftquelle erzielt, die in dem Auslaßrohr 104 einen geringeren Druck als in der Zuführung erzeugt. Das zu reinigende Gas strömt durch den Einlaßstutzen 107 zu. Hinter diesem Einlaßstutzen f liegt eine Druckluft-Freistrahldüse 105. Durch diese Freistrahldüse 105 v/ird Druckluft im Gegendtrom zu der durch die öffnung 107 einfließonden ochmutzgasstromung geblasen. Dadurch entsteht an der in Fig. 1 links !lügenden Seite des Filters 10j5 ein Unterdruck. Das Filter 103, das bis dahin etwas nach rechts aungebogen war, schwingt damit nach links und der auf dorn Filter haftende Staub fällt ab.

Diüuuü am ÜuiapleL von FLg. 1 skizzenhaft erläuterte aohema der Erfindung wird nun am Bei.spioL von FLg. 2 weiter erläutort. In dieser Fi/';. wird ein l^Ji'^alctl-^nül:10^ Jfek^'fc^A^?^¹"⁶'⁶'

-5-

* U07914

Bei dieser Ausführung sind mehrere Filterschläuche 116, 117, H8 und 119 in einem Gehäuse II5 ungeordnet. Die Eintrittsstutzen dieser Filterschläuche sind nach unten offen und treten durch eine Trennwand durch. Sie münden in einem Raum 1j55j ^em das ^zu reinigende Gas über eine Leitung 121 zugeführt wird. Das zu reinigende Gas tritt durch die B'ilterschläuche 116, 117, HS und II9 durch, tritt staubfrei in die Auslaßkammer 122 ein und verläßt diese durch die Leitung 12J5. Diese Normalströmung des Gases wird durch die in Pig. 2 eingezeichneten Pfeile angedeutet. In den Eintrittsenden der Filterschläuche sind Freistrahldüsen 124, 125, 126 und 127 angeordnet. Diese sind über Leitungen 128, 129, 130 und 151 an ein Ventil 1J52 angeschlossen, das sei-" nerseits mit einer Druckluftquelle ljjj verbunden ist. Das Ventil Γ32 wird von einem Zeitschalter 134 gesteuert.

Im Betrieb wird durch die Düsen 124 - 127 ein Druckstoß, dessen Energie größer als die des bei normalem Filterdurchfluß durchströmenden zu filternden Gases ist, augenblicklich ausgestoßen* Zweckmäßig werden die Düsen 124 - 127 nacheinander eingeschaltet, so daß die während der Rückspülung ausfallende Filterfläche prozentual gering bleibt.

Bei Ausstoß eines Druckluftstrahles aus einer der Düsen 124 - 127 wird die Normalgasströmung zurückgedrückt und auf dem oberstromseitigen - in Fig. 2 unten liegenden - Ende sinkt der Druck gegenüber dem Normalzustand ab. Da dies schlagartig geschieht, schwingt der in sich elastische Filterschlauch mit und wirft den auf seiner Innenseite haftenden Staub ab. Dieser Staub fällt in den trichterförmig ausgebildeten Raum 135, sammelt sich auf dessen Boden und wird bei Bedarf von Zeit zu Zeit von diesem entfernt.

Die oszillografischen Schaubilder der Figuren 3 und 4 gehen von dem Normaldruck am Filterelement bei normaler Gasdurchströmung aus. Man erkennt einen steilen Anstieg, der dann eintritt, wenn die Strömungs-

9098A1/0275

.■* _;, .,, BAD ORIGINAL

^? H07914

richtung bei Betätigung einer der Düsen 124 -127 umgekehrt wird. In den Figuren j$ und 4 ist dieser Anstieg positiv dargestellt. In Wirklichkeit handelt es sich, wie bereits ausgeführt, um einen Druckabfall auf der strömungsaufwärtigen Seite der Pilterorgane.

Die erfindungsgernäße Vorrichtung hat sich bei Verwendung bei einer ganzen Reihe von Staubabscheidern bewährt. Die Erfindung wurde eingesetzt bei der Ausfilterung von Gipsstaub aus der Atmosphäre, bei der Ausscheidung von Zementschlackenstaub aus der Atmosphäre, bei der Wiedergewinnung und Ausscheidung von Metallstaub aus der Atmosphäre sowohl zur Wiedergewinnung des Staubes als auch zur Verhinderung der möglichen, rein zufälligen Ausbildung von explosiven Gemischen, zur i Ausscheidung von Silikatdämpfen aus der Verbrennungsproduktion von elektrochemischen Vorgängen, zur Ausscheidung von Metalloxydstaub aus erhitztem Dampf, zur Ausscheidung von Silikaten und Aluminaten aus der Atmosphäre, zur Ausscheidung von Ruß aus der Atmosphäre und zur Ausscheidung verschiedener natürlicher und synthetischer Stoffe, sowie von Zuckerstaub u. dgl. aus der Luft und aus der Atmosphäre. In einigen J* dieser Fälle erfolgte die Ausscheidung der betreffenden Stoffe zur Reinigung der Atmosphäre; in anderen Fällen erfolgte die Ausscheidung dieser Stoffe zur Wiedergewinnung von Wertstoffen entweder aus der Atmosphäre oder insbesondere nach Zerkleinerungs- und Pulverisierungsvorgängen. Ebenso hat das erfindungsgemäße Vorgehen wirtschaftliche Erfolge gebracht bei der Ausscheidung von salzbildenden Stoffen aus der salzhaltigen Atmosphäre, in der sich diese Stoffe gebildet hatten.

Für die praktische Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahren sei noch ausgeführt, daß der Druckluftstrahl derart schlagartig ausgestoßen wird, daß die Abdichtung der Mündung und die Rückfluß-Reinigungsströmung durch das Filter gleichzeitig erfolgen. Gewöhnlich beträgt die

90984 1/02 7 5

BAD OFUGWM

! 14079U

gesamte bis zum Erreichen des durch den Spülgasstoß hervorgerufenen Maximaldruckes auf der strömungsunteren Seite des Filters verstreichende Zeit weniger als eine ViertelSekunde. Für bestmögliche Ergebnisse soll vorzugsweise der Energieinhalt des ausgestoßenen Gases so groß sein, daß dieser gesamte Druckanstieg während einer Zeitspanne von weniger als 1/10 Sekunde erzielt wird. Es hat sich gezeigt, daß unter gangbaren wirtschaftlichen Bedingungen ein in einer Zeitspanne von nicht weniger als 5/100 Sekunde erzielter Druckanstieg sehr zufriedenstellend ist, insbesondere in dem Fall, wenn das Filter einen Dichtigkeitsgrad ähnlich dem von verfilzter Wolle aufweist, und zwar werden in diesen Fällen die besten Ergebnisse erzielt, wenn der gesamte Druckanstieg auf der strömungsunteren Seite des Filters während ungefähr 2/100 Sekunde stattfindet. Wenn das Filter aus einem feineren Werkstoff besteht, beispielsweise aus spröden Fiberstoffen,, ist es ratsam, die Schnelligkeit des Druckanstieges etwas zu mildern, um eine übermäßige Stoßbeanspruchung des Filters zu vermeiden. Jedoch wird auch in solchen Fällen eine Zeitspanne für den gesamten Druckan-• stieg von weniger als einer Sekunde bevorzugt, weil die Gesamtleistung des Staubabscheiders stark absinkt, wenn der Aufbau des Reinigungsdruckes 1/4 Sekunde überschreitet. Auch, ist die Zeitdauer des Druckanstieges anscheinend nicht von kritischem Einfluß auf die Reinigungswirkung.

Zu den zu Beginn genannten Vorteilen des Staubabscheiders kommt noch ein weitere hinzu, der sich aus dem Fehlen von beweglichen Teilen ergibt. Bei den bekannten Staubabscheidern mit Bewegungsvorrichtungen können bei der Bewegung einzelner Teile und der sich hierbei ergebenden Reibung Funken entstehen, so daß solche Staubabscheider nicht in explosionsgefährdeten Atmosphären eingesetzt werden können. Der Staub abscheider dieser Erfindung ist in einer solchen Atmosphäre anwendbar

9098Λ1/0275 Patentansprüche;

Claims

Dr. Ing. E. BERKENFELD, Patenta nwalt, ¹K¹O¹LT^ OniVersiTciTssTraue 31

Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom 4. AUgUSt 1964 VA. Name d. Anm. AMERICAN MARIETTA COMPANY

Patentansprüche

1. Verfahren zum Abreinigen hohler Filterorgane, wie Filterschläuche, Filtertaschen oder Filterzellen, eines Staubabscheiders durch Druckstoß-RUckspülung mittels Spülluftstrahlen, die in Gegenstromrichtung zu der normalen Gasströmung durch die Schmutzgas-Eintrittsenden der Filterorgane geblasen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftstrahl injektorartig als freier Strahl durch einen offenen Eintrittsstutzen ±ä- das Filterorgan geblasen wird, um dessen gesamten Querschnitt zu beaufschlagen und die normale Strömung von diesem abzuhalten und dabei eine Reingas-Rückströmung aus der Reingaskammer durch die Filterorgane zu erzeugen, um eine Entfernung des angesammelten Staubes von den FiIterOrganen zu bewirken.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmaximum des durch den Spülluftstrahl in dem Filterorgan erzeugton Druckstoi3es, wie an sich bekannt, im Bruchteil einer Sekunde, vorzugsweise in weniger als 1/4 Sekunde erreicht wird.

JJ. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Spülluftstoß die Zeitspanne zwischen Spülbeginn und Druckausgleich weniger als eine Sekunde beträgt.

909841/Q275 " ^x "

BAD ORIG»NAL

U07914

4. Druckgas-Rückspülvorrichtung für die Filterschläuche, Filtertaschen oder Filterzellen von Staubabscheidern zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Druckluft-Freistrahldüsen (8' 105, 124 - 127) gegenüber den Schmutzgaseintrittsenden der Filterorgane (105, 116 - 119) so angeordnet sind, daß der Strahl entgegengesetzt zu der Norrnalgasströmung durch das Eintrittsende geleitet wird und der äußere Strahlkegel den Querschnitt der Strömung £es Schmutzgases vollständig abdeckt.

5. Rückspülvorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Zeitschalter, der in bekannter Weise die Tätigkeit der Strahldüsen nach einem vorbestimmten Zeitplan steuert.

9098A1/0275 ***> original