DE19720981A1 - Gas filter - Google Patents
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- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Filteranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Verwendung derselben.The invention relates to a filter arrangement according to the Preamble of claim 1 and the use thereof.
Es ist bekannt, zur Reinigung von mit Partikeln und Schadgas belasteten Gas strömen, wie sie etwa bei der Verbrennung von Müll, Kohle und anderen Materialien entstehen, zwei aufeinanderfolgende Filterstufen vorzusehen. Dabei wird der Gasstrom zuerst zwecks Entfernung von Partikeln wie Flugasche durch einen Filter geleitet, welcher aus schließlich eine Oberflächenfilterschicht aufweist und anschließend zwecks Entfernung von z. B. Stickoxiden nach Einsprühen von Ammoniak durch eine Katalysatoranordnung. Eine derartige Anordnung, wie sie etwa der EP-A-0 600 440 zu entnehmen ist, benötigt verhältnismäßig viel Platz und erhöht somit das Bauvolumen der Anlage.It is known for cleaning with particles and harmful gas contaminated gas flow, such as when burning Garbage, coal and other materials arise, two to provide successive filter stages. The Gas flow first to remove particles such as Fly ash passed through a filter, which finally has a surface filter layer and then for the purpose of removing z. B. nitrogen oxides after Spraying of ammonia through a catalyst arrangement. Such an arrangement, such as that of EP-A-0 600 440 remove is takes up a relatively large amount of space and thus increases the construction volume of the plant.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen (EP-A-0 470 659), Oberflächenfilter aus Filz, Vlies oder gesinterter Keramik einzusetzen, welches Material mit katalytisch aktiven Substanzen dotiert ist, so daß der Oberflächenfilter neben der Entfernung von Partikeln zugleich die katalytische Entfernung von Schadgas leistet. Dies hat jedoch den Nachteil, daß die gesamte Struktur nach Erschöpfung der katalytisch wirksamen Stoffe ersetzt werden muß, obwohl ihre Lebensdauer bezüglich ihrer Funktion als Oberflächenfilter wesentlich größer wäre und der für diese Funktion getriebene Mehraufwand für die beträchtliche Restlebensdauer verloren ist.It has also already been proposed (EP-A-0 470 659) Surface filter made of felt, fleece or sintered ceramic use which material with catalytically active Substances are doped so that the surface filter next to the removal of particles also the catalytic Removal of harmful gas. However, this has the Disadvantage that the entire structure after exhaustion catalytically active substances must be replaced, though their lifespan regarding their function as Surface filter would be much larger and that for this Function driven overhead for the considerable Remaining life is lost.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine platzsparende Filteranordnung zur Entfernung von Partikeln und Schadgas aus einem Gasstrom zu schaffen, bei welcher eine Katalysatorschicht unabhängig von der Oberflächenfilterschicht entfernbar ist, so daß sie nach Ablauf ihrer Lebensdauer ausgewechselt werden kann, ohne daß die Oberflächenfilterschicht dadurch in Mitleidenschaft gezogen würde oder zwangsläufig ebenfalls ausgewechselt werden müßte.The invention is therefore based on the object space-saving filter arrangement for removing particles and to create harmful gas from a gas stream in which a catalyst layer regardless of the Surface filter layer is removable, so that after Expiry of their lifespan can be replaced without that the surface filter layer is affected would be pulled or also necessarily replaced should be.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile liegen vor allem darin, daß bei platzsparendem Aufbau die Lebensdauer aller Komponenten voll ausgenützt werden kann. Dadurch können die Baukosten gesenkt und zugleich die Kosten für den Ersatz verbrauchter Komponenten sowie für deren Entsorgung tief gehalten werden.The advantages achieved by the invention are above all in the fact that with a space-saving construction, the lifespan of all Components can be fully used. This allows the Construction costs reduced and at the same time the cost of replacement used components and for their disposal deep being held.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen, welche lediglich Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Es zeigenIn the following the invention with reference to drawings, which only represent exemplary embodiments explained. Show it
Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau einer erfindungsgemäßen Filteranordnung, FIG. 1 shows the basic structure of a filter assembly according to the invention,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Filter einer geringfügig modifizierten erfindungsgemäßen Filteranordnung und Fig. 2 is a longitudinal section through a filter of a slightly modified filter assembly according to the invention and
Fig. 3 vergrößert einen Querschnitt längs III-III in Fig. 2. Fig. 3 is an enlarged cross section taken along a III-III in Fig. 2.
Fig. 1 zeigt eine Filteranordnung, bei welcher mehrere Schlauchfilter 1 in einer Kammer 2 an einer horizontalen Trennwand aufgehängt sind. Die Kammer 2 weist auf mittlerer Höhe einen Einlaß 3 für einen mit Partikeln und Schadgas belasteten Gasstrom, im Beispiel einen Rauchgasstrom aus der Müll- oder Kohleverbrennung, welcher mit Flugasche sowie z. B. mit Stickoxiden belastet ist, auf sowie oben einen Auslaß 4 für das gereinigte Gas. Unterhalb der Schlauchfilter 1 geht die Kammer 2 in einen Trog 5 mit einer Transportschnecke 6 über. Oberhalb der Kammer 2 ist ein Drucklufttank 7 angeordnet, an welchem kurze Rohrstutzen mit gegen die Schlauchfilter 1 gerichteten Druckluftdüsen 8 angeschlossen sind. Fig. 1 shows a filter arrangement in which a plurality of bag filters 1 are suspended in a chamber 2 on a horizontal partition. The chamber 2 has at medium height an inlet 3 for a gas stream loaded with particles and harmful gas, in the example a flue gas stream from waste or coal combustion, which with fly ash and z. B. is loaded with nitrogen oxides, on and above an outlet 4 for the cleaned gas. Below the bag filter 1 , the chamber 2 merges into a trough 5 with a screw conveyor 6 . A compressed air tank 7 is arranged above the chamber 2 , to which short pipe sockets with compressed air nozzles 8 directed against the bag filter 1 are connected.
Die Schlauchfilter 1 weisen (s. auch Fig. 2, 3) jeweils eine äußere Oberflächenfilterschicht 9 auf, welche vorzugsweise aus einem hitzebeständigen textilen Material, z. B. Nadelfilz aus Glasfaser oder Keramikfaser besteht. Solche Materialien sind flexibel, so daß sie bei bekannten Schlauchfiltern wegen der an ihnen auftretenden Druckdifferenz von ca. 1'500 Pa durch einen innerhalb der Oberflächenfilterschicht angeordneten Drahtkorb gestützt werden müssen. Bei der beschriebenen Ausführung wird die Stützfunktion dagegen von einer innerhalb der Oberflächenfilterschicht 9 liegenden, zu derselben annähernd parallelen oder konzentrischen Katalysatorschicht 10 übernommen, welche aus einem starren porösen Material mit einer Porengröße von vorzugsweise höchstens 3, gewöhnlich ca. 2 µ besteht, z. B. gesintertem TiO2, das mit V2O5 als katalytisch aktiver Substanz versetzt oder beschichtet ist. Damit eine ausreichende Festigkeit gewährleistet ist, sollte die Dicke der Katalysatorschicht 10 mindestens 100 µ betragen. Die Oberflächenfilterschicht 9 umgibt die Katalysatorschicht 10 mit einem Abstand von vorzugsweise einigen Millimetern, wobei sie allerdings, vor allem unter dem Einfluß des Rauchgasstroms, stellenweise auch an derselben anliegen kann.The bag filters 1 (see also FIGS. 2, 3) each have an outer surface filter layer 9 , which is preferably made of a heat-resistant textile material, e.g. B. needle felt is made of glass fiber or ceramic fiber. Such materials are flexible, so that they have to be supported in known bag filters because of the pressure difference of approx. 1,500 Pa that occurs on them by a wire basket arranged within the surface filter layer. In the described embodiment, on the other hand, the support function is taken over by a catalyst layer 10 lying within the surface filter layer 9 , which is approximately parallel or concentric to the same, and which consists of a rigid porous material with a pore size of preferably at most 3, usually about 2 μ, z. B. sintered TiO 2 , which is mixed or coated with V 2 O 5 as a catalytically active substance. In order to ensure sufficient strength, the thickness of the catalyst layer 10 should be at least 100 μ. The surface filter layer 9 surrounds the catalyst layer 10 with a spacing of preferably a few millimeters, although it can also abut on the same in places, especially under the influence of the flue gas flow.
Die Druckluftdüsen 8 sind gemäß Fig. 2, 3 im Gegensatz zu den in Fig. 1 dargestellten als Ringdüsen ausgebildet, die Auslässe 11 für das gereinigte Rauchgas freilassen. Sie münden am oberen Rand des jeweiligen Schlauchfilters 1 zwischen der Oberflächenfilterschicht 9 und der auf dieselbe folgenden Katalysatorschicht 10. The compressed air nozzles 8 are shown in FIG. 2, 3 is formed, in contrast to those shown in Fig. 1 as a ring nozzle, release the outlets 11 for the cleaned flue gas. They open at the upper edge of the respective bag filter 1 between the surface filter layer 9 and the catalyst layer 10 following the same.
Im Betrieb strömt das vorgängig mit Ammoniak versetzte, über 300°C heiße Rauchgas mit Überdruck durch den Einlaß 3 in die Kammer 2 und durch die diversen Schlauchfilter 1, an deren oberen Enden es gereinigt austritt und dem Auslaß 4 zugeleitet wird. Es passiert jeweils zuerst die Oberflächenfilterschicht 9, wobei die Flugaschepartikel an deren Außenfläche abgefangen werden und sich dort anlagern. Das von den Partikeln gereinigte Gas fließt nun weiter durch die feinporige Katalysatorschicht 10, wo die katalytische Umsetzung von Stickoxiden und Ammoniak zu Stickstoff und Wasser erfolgt.In operation, the flue gas, which has previously been mixed with ammonia and has a temperature of over 300 ° C., flows with excess pressure through the inlet 3 into the chamber 2 and through the various bag filters 1 , at the upper ends of which it emerges cleaned and is fed to the outlet 4 . In each case, the surface filter layer 9 first passes, the fly ash particles being caught on the outer surface and accumulating there. The gas cleaned of the particles now flows further through the fine-pored catalyst layer 10 , where the catalytic conversion of nitrogen oxides and ammonia to nitrogen and water takes place.
Periodisch wird durch elektromagnetisch betätigte Ventile Druckluft aus dem Drucklufttank 7 zu den Druckluftdüsen 8 geleitet, so daß die Oberflächenfilterschicht 9 oder auch, wie gemäß Fig. 1, die Katalysatorschicht 10 und die Oberflächenfilterschicht 9 von einem kurzen stromaufwärts, d. h. gegen die Strömungsrichtung des Rauchgases, gerichteten Druckluftstoß durchdrungen werden. Dadurch werden die an der Außenseite der Oberflächenfilterschicht 9 angelagerten Flugaschepartikel abgestoßen und fallen in den Trog 5, wo sie von der Transportschnecke 6 zu einem Austrag transportiert werden. Die Ausbildung und Anordnung der Druckluftdüsen 8 gemäß Fig. 2, 3 hat dabei den Vorteil, daß die Reinigung der Oberflächenfilterschicht 9 nicht durch den Druckabfall an der Katalysatorschicht 10 behindert wird.Periodically, compressed air is conducted from the compressed air tank 7 to the compressed air nozzles 8 by means of electromagnetically actuated valves, so that the surface filter layer 9 or, as shown in FIG. 1, the catalyst layer 10 and the surface filter layer 9 from a short upstream, ie against the flow direction of the flue gas, directed air blast are penetrated. As a result, the fly ash particles attached to the outside of the surface filter layer 9 are repelled and fall into the trough 5 , where they are transported by the screw conveyor 6 to a discharge. The design and arrangement of the compressed air nozzles 8 according to FIGS. 2, 3 has the advantage that the cleaning of the surface filter layer 9 is not hindered by the pressure drop at the catalyst layer 10 .
Bei Erschöpfung einer Katalysatorschicht 10, deren Lebensdauer gewöhnlich etwa 2 Jahre beträgt, ist es ohne weiteres möglich, nur diese auszuwechseln, die Oberflächenfilterschicht 9, deren Lebensdauer wesentlich länger ist - ca. 6 Jahre - jedoch weiter zu verwenden, da die beiden Schichten zwar z. T. aneinander anliegen können, aber nicht miteinander verbunden sind, so daß die Katalysatorschicht 10 ohne Beeinträchtigung der Oberflächenfilterschicht 9 entfernt werden kann.When a catalyst layer 10 is exhausted, the service life of which is usually about 2 years, it is readily possible to replace only the surface filter layer 9 , the service life of which is considerably longer - about 6 years - but continue to use it, since the two layers, for . T. can lie against each other, but are not connected to each other, so that the catalyst layer 10 can be removed without affecting the surface filter layer 9 .
Selbstverständlich sind zahlreiche Abwandlungen der beschriebenen Filteranordnung möglich. So können statt der Schlauchfilter auch z. B. Patronenfilter, Taschenfilter oder Kassettenfilter eingesetzt werden. Günstig ist es, einen Filtertyp zu verwenden, bei welchem mindestens die Oberflächenfilterschicht einen Hohlraum umgibt, da dies ihre Reinigung mittels Druckluftstoß erleichtert. Vorzugsweise ist dabei die Katalysatorschicht innerhalb des Hohlraums so anzuordnen, daß sie die Oberflächenfilterschicht mechanisch stützt. Statt gegen Stickoxide kann die Katalysatorschicht etwa auch gegen Dioxine und Furane wirksam sein, indem sie z. B. aus gesintertem Al2O3 bestehen kann, das mit Eisen-, Nickel- oder Kobaltoxiden als Wirkstoffen beschichtet oder versetzt ist. Auch eine gegen flüchtige Kohlenwasserstoffe wirksame Katalysatorschicht mit z. B. Platin oder Palladium als katalytisch wirksamem Stoff ist möglich. Daneben kann die Katalysatorschicht auch mehrere Wirkstoffe oder Wirkstoffkomplexe tragen, die gegen verschiedenen Schadgase wirksam sind oder es können mehrere verbunden oder unverbunden aufeinanderfolgende Katalysatorschichten vorgesehen sein. Für die Oberflächenfilterschicht kommen neben flexiblen, insbesondere textilen Materialien auch starre poröse Stoffe, z. B. Keramiken in Frage.Of course, numerous modifications of the filter arrangement described are possible. So instead of the bag filter z. B. cartridge filters, pocket filters or cassette filters can be used. It is expedient to use a filter type in which at least the surface filter layer surrounds a cavity, since this facilitates cleaning by means of a compressed air blast. The catalyst layer is preferably to be arranged within the cavity in such a way that it mechanically supports the surface filter layer. Instead of nitrogen oxides, the catalyst layer can also be effective against dioxins and furans, for example by B. can consist of sintered Al 2 O 3 , which is coated or mixed with iron, nickel or cobalt oxides as active ingredients. Also an effective catalyst layer against volatile hydrocarbons with z. B. platinum or palladium as a catalytically active substance is possible. In addition, the catalyst layer can also carry a plurality of active substances or complexes of active substances which are effective against various harmful gases, or a plurality of connected or unconnected successive catalyst layers can be provided. In addition to flexible, in particular textile materials, rigid porous substances, e.g. B. ceramics in question.
Außer bei der Rauchgasreinigung können erfindungsgemäße Filteranordnungen auch bei der Reinigung von Abgasen aus Verbrennungs-, insbesondere Dieselmotoren sowie aus chemischen Prozessen vorteilhaft eingesetzt werden.Except for the flue gas cleaning can according to the invention Filter arrangements also when cleaning exhaust gases Combustion, especially diesel engines, as well chemical processes can be used advantageously.
Claims (13)
Stickoxide, Dioxine, Furane, flüchtige Kohlenwasserstoffe.13. Use of the filter arrangement according to one of claims 1 to 12 for cleaning flue gas from fly ash and harmful gas from at least one of the following groups:
Nitrogen oxides, dioxins, furans, volatile hydrocarbons.
Priority Applications (1)
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