DE1607694C3 - Anlage zur Abscheidung von Feststoffen aus Aerosolen - Google Patents

Description

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merkbar. Schließlich ist es aus der französischen Pa- Rohrleitungen und Absperrorganen konstant über

tentschrift 1 035 937 bekannt, Filterflächen durch dem Taupunkt gehalten wird.

Rücksaugen von filtriertem Gas aus einer Reingaslei- Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Antung zu spülen, wobei das Spülgas gleichzeitig den lage wird die mechanische Beanspruchung des Filterausgetragenen Stab abfördert und des weiteren der 5 gewebes erheblich verringert. Die durch die Umge-Aerosol-Einlaß sowie der Staubauslaß jeder Filter- hungsleitung bewirkte, in kurzen Abständen regelmäkammer mittels Klappenventilen absperrbar sind. ßig wiederkehrende Durchspülung der gesamten För-

Ziel der Erfindung ist die Verlängerung der Le- derleitung im Bereich des Filters verhindert nicht nur

bensdauer der Filtergewebe, die Verbesserung der Staubablagerungen, sondern zugleich auch unzuläs-

Stabilität im Betrieb des Filters und als Folge davon io sige örtliche Abkühlungen mit den sich daraus erge-

der Ausschluß von rückwirkenden Druckschwankun- benden schädlichen Kondensationserscheinungen,

gen der Filteranlagen auf die außerordentlich druck- Dies ist besonders wichtig bei Gasen mit hohem

wellenempfindlichen Reaktoranlagen. Feuchtigkeitsanteil und hohem Taupunkt, bei denen

Es wurde nun gefunden, daß sich die Druck- das Filtergewebe beim An- und Abstellen des FiI-

schwankungen im gesamten System und jegliche me- 15 trierbetriebes durch die von der Filterdecke herab-

chanische, chemische und thermische Beanspruchung tropfenden Kondensate sehr gefährdet und die Gas-

der Filtergewebe vermeiden lassen, wenn man die durchlässigkeit der Gewebe durch schmierenden

Abscheidung von Feststoffen aus Aerosolen in einer bzw. verhärtenden feuchten Staub stark herabgesetzt

Anlage mit in Serie geschalteten Zyklonen als Vor- würde.

abscheider und nachgeschalteten, mit Schlauchfiltern ao Durch die Rückführung des aus den Filtern geausgerüsteten, über Eintrittsklappen mit der Zufuhr- spülten Staubes in das Vorabscheidungs- und Aggloleitung für vorentstaubtes Gas verbundenen Filter- merierungssystem wird die Koagulierung der Festkammern als Restabscheider, einer unmittelbar mit Stoffteilchen durch den als Agglomerierungskeime den Reingasauslässen der Filterkammern verbünde- wirkenden Filterstaub nachhaltig unterstützt und danen Reingasleitung sowie einer über Staubaustritts- 25 mit die Filteranlage durch die erhöhte Staubvorabklappen mit den Staubauslässen der Filterkammern scheidung wesentlich entlastet,
verbundenen und saugseitig an ein Gebläse ange- Die Erfindung wird nachstehend an Hand der schlossenen Staubförderleitung vornimmt, welche da- Zeichnung näher erläutert. In der schematischen durch gekennzeichnet ist, daß zwischen der Reingas- Zeichnung stellt 1 bis 3 die Vorabscheidezone mit leitung und der Saugförderleitung für Staub parallel 30 drei Zyklonen und 4 bis 6 die Feinabscheidezone mit zu den Filterkammern eine Umgehungsleitung an- drei Filterkammern dar. Es können auch mehr oder geordnet ist, die eine auf den Filterwiderstand fest weniger Zyklone und mindestens zwei oder mehr FiI-eingestellte Druckausgleichsklappe und eine im Takt terkammern verwendet werden. Außerdem kann gemit der Schaltung der Filterkammerklappen gesteu- maß F i g. 2 in der Vorabscheidezone eine Agglomeerte Absperrklappe aufweist. 35 riervorrichtung7 zwischen die Zyklone la und2 für

Die Umgehungsleitung wird dabei zweckmäßiger- die Zsammenführung der feinen, in dem Zyklon 1

weise an das der Saugstromrichtung entgegengesetzte und 1 α aus dem Trägergas nicht abgeschiedenen

Ende der Förderleitung angeschlossen. Staubteilchen mit dem Filterstaub zum Zwecke der

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungs- Teilchenvergrößerung angeordnet werden. Die FiI-

gemäßen Anlage weist zwei Absperrorgane je Filter- 40 terkammern 4 und 5 befinden sich in Arbeitsstellung,

kammer auf, die sich beide auf der Staubgasseite be- die Filterkammer 6 in Spülstellung,

finden, von denen die einen die Staubgaszuführung Die Arbeitsweise der Anlage ist im einzelnen wie

und die anderen den Spülgas- und Staubauslaß nach folgt: Die staubhaltigen Gase treten gemäß F i g. 1

einem vorgegebenen Programm absperren bzw. öff- aus der Rohrleitung 8 tangential in den Zyklon 1 ein

nen. Dabei kann die Betätigung der Absperrorgane 45 und werden hier zu 50 bis 70 °/o vom Staub befreit,

durch Programmschaltwerke in Verbindung mit Ver- Die den Zyklon 1 verlassenden, sehr feine Staubteil-

zögerungsschaltwerken elektropneumatisch erfolgen. chen enthaltenden Gase werden dann vor oder bei

Nach einer weiteren Variante der Erfindung weist dem Eintritt in den Zyklon 2 (oder einen der nach-

die Anlage eine von der Druckseite des Gebläses folgenden Zyklone) mit dem von den Filterkam-

zum Einlaß eines der Zyklone oder zu einer vor oder 50 mern 4 bis 6 kommenden Fördergas vereinigt, das die

innerhalb der Reihe der Zyklone angeordneten Ag- im Filter bereits abgeschiedenen und somit gröberen

glomeriervorrichtung führende Staubförderleitung Staubteilchen mit sich führt (in F i g. 1 wird die Zu-

auf. Unter Agglomeriervorrichtung werden z. B. ver- führung des die gröberen Teilchen enthaltenden För-

standen: mechanische Wirbler, Prallwirbler, Strö- dergases über Leitung 16 in Punkt 23 gezeigt). Durch

mungswirbler, Zeitstromwirbler, Koagulationsstrecke, 55 die sich bei der Vermischung und Durchwirbelung

Elektroflocker, Ultraschallflocker. beider Gasströme ergebende Koagulation der Staub-

Die erfindungsgemäße Anlage kann in an sich be- teilchen, die im wesentlichen auf der Keimwirkung

kannter Weise mit Heizeinrichtungen für die Filter- der gröberen Staubteilchen beruht, werden die feinen

kammern sowie deren Rohrleitungen und Absperror- Staubteilchen zu größeren Agglomeraten zusammen-

gane ausgestattet sein. 60 geballt, die in den Zyklonen 2 und 3 weitgehend ab-

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein geschieden werden.

Verfahren zum Abscheiden von Stäuben, wie Ruß Gemäß Fig. 2 kann die Vorabscheidung beispiels- und andere Pigmente, aus heißen Aerosolen mit ho- weise auch aus vier Zyklonen 1, 1 α, 2 und 3 bestehen hen Taupunkttemperaturen von z.B. 130 bis 15O⁰C mit einer zwischen den Zyklonen 1, la und2, 3 einunter Verwendung einer mit den genannten Heizein- 65 geschalteten Agglomeriervorrichtung 7.
richtungen ausgerüsteten erfindungsgemäßen Anlage. Durch die Leitung 9 gelangen die noch mit 5 bis Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die 10⁰/o Staub beladenen Gase über die offenen Staub-Betriebstemperatur in den Filterkammern, deren gaseintrittsklappen 10 a, 10 b bei geschlossenen

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Stäubaustrittsklappen 4 /, 5 / in die konischen Ge- Um die Druckstöße bei der Umschaltung von einer häuseunterteile 4 a, 5 a der in Arbeitsstellung befind- Filterkammer auf die andere, die im regelmäßigen, liehen Filterkammern 4 und 5 und von dort in die an zeitlich einstellbaren Turnus durchgeführt wird, wähden Schlauchböden 4 b, 5 b befestigten, unten offe- rend der Arbeits-, Spül- und Fördervorgänge sowie nen Glasgewebeschläuche 4 c, 5 c, die durch ihre 5 rückwirkende Druckwellen auf die außerordentlich obere — federnde und/oder einstellbare — Befesti- empfindlichen Reaktoren zu vermeiden und vor algung 4 d, 5d an fest eingebauten Aufhängevorrich- lern jegliche mechanische Beanspruchung der Filtertungen 4 e, 5 e in der erforderlichen Spannung gehal- gewebe zu verhindern, ist die Reingasleitung 12 mit ten werden. der Staubförderleitung 13 durch eine Umgehungslei-

Die in dem Gas enthaltenen Staubteilchen werden io tung 17 verbunden, so daß der Spülgasstrom zum von den Filterschläuchen praktisch restlos zurückge- Ventilator 15 während des Umschaltvorganges aufhalten, während das gereinigte Gas über die Stützen rechterhalten bleibt. Da die Umgehungsleitung 17 an 11a, lib in die Reingasleitung 12 strömt und von dem der Saugstromrichtung entgegengesetzten Ende dort zwecks Wärmeausnutzung einer weiteren Ver- der Förderleitung 13 angeschlossen ist, werden durch wertung zugeführt oder abgefackelt wird. Zum 15 die in kurzen Abständen wiederkehrenden Durchspü-Schutz des Apparaturen sind ferner Exlosionsklap- lungen der Förderleitung Staubablagerungen und pen an den Filterkammern selbst wie auch an den schädliche örtliche Abkühlungen wirksam verhin-Staubgas- und Reingasleitungen angebracht (nicht dert. In der Umgehungsleitung 17 ist hierzu eine gezeichnet). Druckausgleichsklappe 18 vorgesehen, die auf den in

Bei der Filterkammer 6, die sich in Spülstellung 20 den Filterkammern vorhandenen Schlauchwiderbefindet, gelangt unter der Saugwirkung des Ventila- stand eingestellt ist, ferner eine zwangsgesteuerte tors 15 abgereinigtes Prozeßgas über den Stutzen Schaltklappe 19, die jeweils bei der Umschaltung von lic an der Außenseite der Filterschläuche 6c. Das einer Kammer auf die andere gegenläufig zu den Gas strömt durch die Wandungen der Schläuche 6 c, Stäubaustrittsklappen 4 /, 5 /, 6 / betätigt wird, um nimmt dabei den Filterstaub auf und fördert ihn 25 während des Umschaltvorganges den Weg für den durch den konischen Gehäuseunterteil 6 a, die offene Spülgasstrom über die Umgehungsleitung freizuge-Staubaustriüsklappe 6 /, die Filterstaubförderleitung ben. Durch das Zusammenwirken der beiden Filter-13, die Drosselklappe 14 zur Saugöffnung des Venti- absperrorgane mit der entsprechend gesteuerten lators 15. Dieser fördert die bereits stark agglome- Schaltklappe in der Umgehungsleitung wird auch rierten, in den Filterkammern gewonnenen Staubteil- 3° beim Umschalten ein Druckausgleich erzielt,
chen in das Prozeßgas zurück, wo sie als Keime in Die Beheizung der Filterkammern 4,5, 6 erfolgt den Zyklonen 2, 3 bzw. in der Agglomeriervorrich- durch das Heizsystem 20, die Beheizung der Rohrleitung 7 eine verstärkte koagulierende Wirkung auf die tungen und Absperrorgane im Bereich des Filters feinen,in den Zyklonenl (Fig. 1) bzw. 1,1a (Fig.2) wird entsprechend durchgeführt,
nicht abgeschiedenen Staubteilchen ausüben. 35 Die Absperrorgane können mit Hilfe von Pro-

Durch die saugseitige Anordnung des Ventilators grammschaltwerken betätigt werden, wobei die Pro-

15 werden auf der Reingasseite der Filterkammern grammierung auf mechanischem, elektrischem, pneu-

jegliche Spülgas- und Reingasklappen überflüssig. matischem, hydraulischem Wege oder mit Hilfe einer

Hierdurch wird nicht nur der mechanische Teil der Kombination dieser Möglichkeiten erfolgt. Als be-

Filteranlage wesentlich vereinfacht, die Anlage wird 40 sonders zweckmäßig hat sich ein elektropneumati-

vielmehr gleichzeitig von unkontrollierbare Druck- sches Steuerungs- und Betätigungssystem erwiesen,

Schwankungen erzeugenden Elementen befreit und und zwar durch Programmschaltwerke in Verbin-

dazu noch weit weniger störanfällig. dung mit Verzögerungsschaltwerken. Hierdurch wird

Bei der Umschaltung der Kammer 6 von der Ar- eine Verstellung der Programmzeiten und die Ein-

beitsstellung auf die Spülstellung wird staubgasseitig 45 stellung optimaler Betriebsverhältnisse ermöglicht,

die Klappe 10 c geschlossen und gleichzeitig die Bei den bereits in Betrieb befindlichen Filteranlagen

Staubaustrittsklappe 6/ etwas verzögert geöffnet, so nach der Erfindung wurde eine Schlauchhaltbarkeit

daß keine Kurzschlußströmungen auftreten. von bis zu vier Jahren erzielt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 staubtes Gas verbundenen Fiiterkammern als Rest-Patentansprüche: abscheider, einer unmittelbar mit den Reingasaustritten der Filterkammern verbundenen Reingaslei-

1. Anlage zum Abscheiden von Feststoffen aus tung sowie einer über Staubaustrittsklappen mit den Aerosolen mit in Serie geschalteten Zyklonen als 5 Staubaustritten der Filterkammern verbundenen und Vorabscheider und nachgeschalteten, mit saugseitig an ein Gebläse angeschlossenen Staubför-Schlauchfiltern ausgerüsteten, über Eintrittsklap- derleitung.

pen mit der Zuführleitung für vorentstaubtes Gas Es ist bekannt, staubhaltige Aerosole zunächst verbundenen Filterkammern als Restabscheider, durch Fliehkraftabscheider und anschließend durch einer unmittelbar mit den Reingasauslässen der io zwei oder mehrere Filterkammern zu leiten. Hierbei Filterkammern verbundenen Reingasleitung so- fällt der Hauptteil des Staubes in den Fliehkraftabwie einer über Staubaustrittsklappen mit den scheidern an. Der hier nicht abgeschiedene, beson-Staubauslässen der Filterkammern verbundenen ders feinteilige Staub wird dann anschließend in Spe- und saugseitig an ein Gebläse angeschlossenen zialfilteranlagen unter ganz bestimmten Vorausset-Staubförderleitung, dadurch gekenn- 15 zungen entfernt.

zeichnet, daß zwischen der Reingasleitung Die Nachteile dieser Spezialfilteranlagen zur Ent-(12) und der Saugförderleitung für Staub (13) fernung leichter Feststoffe wie feinteiliger Kieselparallel zu den Filterkammern (4, 5, 6) eine Um- säure, Pigmente wie z. B. Ruß, sind ebenfalls begehungsleitung (17) angeordnet ist, die eine auf kannt. Sie bestehen im folgenden: Wegen der hohen den Filterwiderstand fest eingestellte Druckaus- 20 Betriebstemperaturen der staubhaltigen Aerosole, die gleichsklappe (18) und eine im Takt mit der bei verschiedenen Verfahren eingehalten werden Schaltung der Filterkammerklappen gesteuerte müssen, soll die Abscheidung bei möglichst hohen Absperrklappe (19) aufweist. Temperaturen erfolgen. Da z. B. Ruß in vielen Fällen

2. Anlage nach Anspruch 1 dadurch gekenn- aus Aerosolen mit hohem Taupunkt abgeschieden zeichnet, daß die Umgehungsleitung (17) an das 25 wird, besteht sonst die Gefahr von Kondensationsder Saugstromrichtung entgegengesetzte Ende der schaden durch Schwefelsauerstoffverbindungen an Förderleitung (13) angeschlossen ist. den Apparaturen und Geweben.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, gekenn- Der Taupunkt derartiger Gase liegt bei 130 bis zeichnet durch zwei Absperrorgane je Filterkam- 150° C, und die Entfernung der Stäube muß daher mer, die sich beide auf der Staubgasseite befin- 30 auch zwecks Vermeidung der Desublimation schädliden, von denen die einen (10 a, Wb, 10 c) die eher Rückstände bei einer Betriebstemperatur von Staubgaszuführung und die anderen (4 /, 5 /, 6 /) mindestens 200° C vorgenommen werden.

den Spülgas- und Staubauslaß nach einem vorge- Derartig hohen Temperaturen sind aber die übli-

gebenen Programm absperren bzw. öffnen. chen Gewebefilter nicht gewachsen, sondern nur

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekenn- 35 thermisch und chemisch beständige Gewebe wie zeichnet, daß die Betätigung der Absperrorgane Glasgewebe, synthetische Gewebe, z. B. auf Polyadurch Programmschaltwerke in Verbindung mit midbasis oder Polyfluorcarbone bzw. derartige Ge-Verzögerungsschaltwerken elektropneumatisch webe, die zur Erhöhung der thermischen und/oder erfolgt. chemischen Beständigkeit mit entsprechenden Stof-

5. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 4, da- 40 fen wie z. B. Graphit, Silikonen, Polyfluorcarbonen durch gekennzeichnet, daß von der Druckseite imprägniert oder beschichtet sind. Da die genannten des Gebläses (15) eine Staubförderleitung (16) synthetischen Gewebe außerordentlich kostspielig zum Einlaß eines der Zyklone (1,2,3) oder zu sind, werden im allgemeinen Ciasgewebe für derareiner vor oder innerhalb der Reihe der Zyklone tige Fälle verwendet. Mit Rücksicht auf die mechaniangeordneten Agglomeriervorrichtung (7) führt. 45 sehe Empfindlichkeit dieser Stoffe wird die Reini-

6. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 5, da- gung zur Erhaltung der Durchlässigkeit des Filtermadurch gekennzeichnet, daß die Filterkammern so- terials allein mittels Gegenspülung ohne mechanische wie deren Rohrleitungen und Absperrorgane, wie Einwirkung wie z. B. Klopfung, Vibration oder PuI-an sich bekannt, mit Heizeinrichtungen ausgestat- sation vorgenommen.

tet sind. 50 Für die Abreinigung wird die betreffende Filter-

7. Verfahren zum Abscheiden von Stäuben, kammer in Spülstellung geschaltet. Im regelmäßigen wie Ruß oder andere Pigmente, aus heißen Aero- Turnus werden so alle Filterkammern abgereinigt, solen mit hohen Taupunkttemperaturen von z.B. wobei nach den bekannten Verfahren je zwei Ab-130 bis 15O⁰C unter Verwendung einer Ab- sperrorgane, vorzugsweise Klappen, auf der Staubscheideanlage nach Anspruch 6, dadurch gekenn- 55 gas- und auf der Reingasseite, insgesamt also vier zeichnet, daß die Betriebstemperatur in den FiI- Absperrorgane je Filterkammer erforderlich sind, terkammern, deren Rohrleitungen und Absperr- Bei der Umschaltung von einer Kammer auf die anorganen konstant über dem Taupunkt gehalten dere treten bei der Betätigung dieser Absperrorgane wird. Druckstöße auf, die starke mechanische Beanspru-=

60 chungen am Filtergewebe hervorrufen und damit die

Lebensdauer des Gewebes herabsetzen.

Weiterhin ist bekannt, den Spülstrom nach Passieren der Filterfläche als pneumatischen Förderstrom

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Abschei- zum Transport des von den Filterflächen gespülten den von Feststoffen aus Aerosolen mit in Serie ge- 65 Staubes in einen besonderen Spülgasabscheider oder schalteten Zyklonen als Vorabscheider und nachge- unmittelbar vor das Abscheidesystem zurückzufühschalteten, mit Schlauchfiltern ausgerüsteten, über ren. Hierbei machen sich aber die Druckstöße bei Eintrittsklappen mit der Zuführleitung für vorent- den Umschaltvorgängen besonders nachteilig be-