DE19757104A1

DE19757104A1 - Schlauchfilteranordnung eines Rückspülfilters und Verfahren zur Reinigung

Info

Publication number: DE19757104A1
Application number: DE19757104A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr Kwetkus; Peter Nilsson
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Priority date: 1997-12-20
Filing date: 1997-12-20
Publication date: 1999-06-24

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Abgasreinigung. Sie betrifft eine Schlauchfilteranordnung eines Rückspülfilters, umfassend ein Gehäuse mit einem ersten Gasraum für das zu reinigende Gas und einem zweiten Gasraum für das gereinigte Gas, die durch einen Zwischenboden voneinander getrennt sind, wobei der erste Gasraum unmittelbar oberhalb des Zwischenbodens angeordnet ist, mit einer Vielzahl von Öffnungen im Zwischenboden zur Aufnahme von sich vertikal erstreckenden Schlauchfiltern, welche in mindestens zwei Schlauchfilterreihen angeordnet sind, einer Staubsammelkammer am unteren Ende der Schlauchfilter, einer Einlaßöffnung im ersten Gasraum zur Zufuhr des zu reinigenden Gases und einer Auslaßöffnung für das gereinigte Gas. Sie betrifft auch ein Verfahren zur Reinigung der Schlauchfilteranordnung, wobei die Reinigung der Filterschläu che durch Umkehren des Gasstromes erfolgt.

Stand der Technik

In vielen Gasreinigungsanlagen werden Schlauchfilter zum Abscheiden von staubförmigen Partikeln verwendet (siehe Robert M. Jensen: "Give reverse-air fabric filters a closer look", Power, Febr., 1995, S. 44-47). Diese Schlauchfilter umfassen ein korbartiges Gestell, über das ein textiles Filtermaterial gestülpt und am Gestell befestigt ist. Das Abgas strömt während der Filterperiode mit ver gleichsweise geringer Geschwindigkeit entweder von außen in das Innere des Filterschlauchs oder von innen nach außen. Die im Abgas mitgeführten Partikel bleiben auf dem Filtermaterial zurück, während das gereinigte Abgas den Schlauchfilter verläßt.

Grundsätzlich sind eine Vielzahl derartiger Schlauchfilter in einem Filtergehäuse angeordnet, wobei die einzelnen Schlauchfilter in Bezug auf das zu reinigende Abgas parallel geschaltet sind. Dieses Gehäuse (englisch: baghouse) weist einen ersten Gasraum für das zu reinigende Gas und einem zweiten Gasraum für das gereinigte Gas auf, die durch einen Zwischenboden voneinander getrennt sind. Der Zwischenboden ist mit einer Vielzahl von Öffnungen versehen, in welche die einzelnen Filterschläuche eingehängt und somit vertikal angeordnet sind. Im Bo denbereich ist eine Staubsammelkammer vorgesehen.

Der sich auf der Oberfläche des Schlauchfilters ansammelnde Filterkuchen wird in regelmäßigen Zeitintervallen entfernt.

Zu diesem Zweck ist bei Schlauchfiltern, bei denen das Abgas von außen ins Innere der Filterschläuche strömt und daher der Filterkuchen vorwiegend auf der äußeren Oberfläche des Schlauchfilters vorhanden ist, im zweiten Gasraum eine Rohranordnung mit Ausblasöffnungen vorgesehen, die an eine Druckluftquelle angeschlossen ist, durch welche Ausblasöffnungen stoßartig Druckluft in das In nere der Filterschläuche eingeleitet wird (pulse-jet-Filter). Diese Druckluftpulse lösen den Filterkuchen vom Schlauchfiltermantel, der dann in eine Staubsammel kammer im Bodenbereich des ersten Gasraums fällt und von dort aus entsorgt werden kann.

Die Bereitstellung der erforderlichen Druckluft und das gleichzeitige und stoßarti ge Einleiten in eine große Zahl von Schlauchfiltern führt zu aufwendigen Kon struktionen, weil jedem Schlauchfilter eine Ausblasöffnung zugeordnet sein muß und dort auch ein ausreichend steiler Druckluftimpuls appliziert werden soll. Die Konsequenz ist, daß sich die einzelnen Schlauchfilter nicht so dicht packen las sen, wie es an sich im Interesse eines möglichst geringen Bauvolumens wün schenswert wäre.

Eine andere Methode, und zwar diejenige, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, besteht darin, zwecks Reinigung des Filtermaterials vom abgelagerten Staub den Gasstrom in seiner Richtung umzukehren (englisch: reverse gas). Das staubbeladene Abgas strömt bei diesen Filteranordnungen während der Filterpha se von innen nach außen, und die Staubpartikel setzen sich an der Oberfläche des Schlauchfilters ab. In der Reinigungsphase strömt dann das reverse gas von außen nach innen, die Schläuche werden dadurch nach innen bewegt, und der Staub fällt in die Staubsammelbehälter. Derartige Filter werden aufgrund ihres Funktionsprinzipes als Rückspülfilter bezeichnet.

Dieser bisher bekannte Stand der Technik bei Rückspülfiltern stellt eine sehr auf wendige Abreinigung der Filterschläuche vom Staubfilterkuchen dar, weil zusätz lich Ventilatoren, Verschlußventile usw. benötigt werden und in den meisten Fäl len die Abreinigung der Filterschläuche nicht online erfolgen kann.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung versucht, alle diese Nachteile zu vermeiden. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schlauchfilteranordnung eines Rückspülfilters und ein Verfahren zur Reinigung der Schlauchfilter mittels Umkehren des Gasstromes zu schaffen, das gegenüber dem herkömmlichen Stand der Technik kompakter und kosten günstiger ist. Es soll eine online-Abreinigung der Schlauchfilter möglich sein.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Schlauchfilteranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch erreicht, daß jede Schlauchfilterreihe an ihrem unteren Ende, d. h. an der Staubsammelseite, jeweils über ein Rohrleitungs system mit einem Vakuumtank und einer Vakuumpumpe verbunden ist, wobei im Rohrleitungssystem zwecks wahlweiser Zu- oder Abschaltung des Vakuumsy stems mindestens ein Absperrorgan angeordnet ist.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verfahren gemäß Oberbegriff des An spruches 7 dadurch erreicht, daß während der Reinigungsphase ein Unterdruck von der Staubsammelseite her angelegt wird, welcher zu einer Umkehr des Gasstromes führt und dadurch der anfiltrierte Filterkuchen abgelöst wird, wobei der Filterkuchen innerhalb des Schlauchfilters nach unten in den Staubsammel behälter fällt, anschließend in den Vakuumtank transportiert und dort gesammelt wird.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die erfindungsgemäße Schlauch filteranordnung eines Rückspülfilters gegenüber dem bekannten Stand der Tech nik kompakter ist, und sich das Verfahren zur Reinigung der Schlauchfilter kosten günstiger realisieren läßt. Außerdem werden zwei Operationen, das Reinigen der Schläuche und der Transport des Staubes miteinander kombiniert, was eben falls zur Einsparung von Kosten und Zeit führt.

Von großem Vorteil ist es, wenn jeweils ein Absperrorgan in jeder Rohrleitung angeordnet ist, wobei jeweils eine Rohrleitung mit jeweils einer Schlauchfilterreihe eines Filtermoduls in Verbindung steht. Durch Öffnen eines dieser Absperrorgane ist es möglich, daß nur eine Schlauchfilterreihe gereinigt wird, während die ande ren Schlauchfilterreihen zur gleichen Zeit zur Filtration eingesetzt werden, so daß ein online-Betrieb des Filters realisiert werden kann.

Selbstverständlich ist es durch Anordnung und Betätigung eines Ventiles in der gemeinsam mit allen Schlauchfilterreihen eines Filtermoduls in Verbindung ste henden Rohrleitung auch möglich, alle Schlauchfilter eines Modules gleichzeitig abzureinigen.

Es ist besonders zweckmäßig, wenn am Eintritt der Schlauchfilter ein Deckel zum Abschotten der Filterschläuche angeordnet ist. Dieser wird vor dem Anlegen des Vakuums geschlossen, so daß der Schlauchfilter vom Gasraum des zu reinigen den Gases abgetrennt wird und die Abreinigung der Filteroberfläche somit beson ders effektiv ist.

Es können Schlauchfilter mit den verschiedensten Schlauchgeometrien verwendet werden, z. B. Schlauchfilter mit kreisförmigem, ovalem oder dem Querschnitt eines regelmäßigen Vieleckes. Dadurch kann problemlos eine Anpaßung an die jeweiliges herrschenden Bedingungen erreicht werden.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn ein zusätzliches Vakuumsystem angeordnet ist, weil dann bei einem eventuellen Ausfall eines Systemes sofort Ersatz vorhanden ist.

Schließlich wird mit Vorteil ein gestuftes Vakuum während der Reinigungsphase angelegt. Ein hohes Vakuum dient dabei zum Reinigen der Schläuche, wobei damit eine große Reinigungswirkung erzielt wird, während ein niedrigeres Vaku um zum guten Transport der Asche ausreichend ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 in vereinfachter Darstellung einen Längsschnitt durch eine erfindungs gemäße Schlauchfilteranordnung längs der Schlauchfilterreihen in einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen einzelnen Schlauchfilter während der Filterperiode;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen einzelnen Schlauchfilter während der Reinigungsperiode;

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Rückspülfilter in Modulbauweise;

Fig. 5 in vereinfachter Darstellung einen Längsschnitt durch eine erfindungs gemäße Schlauchfilteranordnung längs der Schlauchfilterreihen in einer zweiten Ausführungsform.

Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt. Die Strömungsrichtung der Medien ist mit Pfeilen bezeichnet.

Weg zur Ausführung der Erfindung

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der Fig. 1 bis 5 näher erläutert.

In Fig. 1 ist in stark vereinfachter Form der Aufbau einer erfindungsgemäßen Schlauchfilteranordnung eines Rückspülfilters in einer ersten Ausführungsvariante dargestellt. Ein Gehäuse 1 ist durch einen horizontal verlaufenden Zwischenbo den 2 in einen ersten Gasraum 3 und einen zweiten Gasraum 4 unterteilt. In den ersten Gasraum 3 wird durch eine Einlaßöffnung 5 das zu reinigende, mit Staub partikeln behaftete Gas A eingeleitet. Das gereinigte Gas B verläßt den zweiten Gasraum 4 über eine Auslaßöffnung 6.

Der Zwischenboden 2 weist eine Vielzahl von Öffnungen oder Durchbrüchen auf, in welche Schlauchfilter 7 eingehängt sind, die sich in Vertikalrichtung über den größten Teil des Gehäuses 1 erstrecken. Die Schlauchfilter 7 bestehen aus einem textilen Filtermaterial und können verschiedene Schlauchgeometrien auf weisen, z. B. einen kreisförmigen, ovalen oder den Querschnitt eines regelmäßi gen Vieleckes. Es sind auch kreisförmige oder ovale Querschnitte möglich. Die Wahl der zu verwendenden Querschnitte hängt von den jeweils herrschenden Bedingungen ab. Die Schlauchfilter 7 bilden mehrere Schlauchfilterreihen 16. Fig. 1 zeigt einen Schnitt längs dieser Schlauchfilterreihen 16.

Der Innenraum der Schlauchfilter 7 steht in freier Verbindung mit dem zweiten Gasraum 4, dem Reingasraum. Der Boden des Gehäuses 1 bildet den Staub sammelbehälter 8. Insoweit sind Schlauchfilteranordnungen bekannt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung steht der Staubsammelbehälter 8 jeder Schlauchfilterreihe 16 über eine Rohrleitungssystem 9', 9 mit einem Vakuumtank 10 in Verbindung. Die Rohrleitungen 9' jeder Schlauchfilterreihe 16 münden dabei in eine gemeinsame Rohrleitung 9. An den Vakuumtank 10 ist eine Vakuumpum pe 11 angeschlossen. Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel ist innerhalb der Rohrleitung 9 ein Absperrorgan 12, beispielsweise ein Ventil angeordnet. Durch Betätigen dieses Organes 12 kann wahlweise das Vakuumsystem 10, 11 an die Staubsammelseite der Schlauchfilter 7 angelegt oder wieder abgetrennt werden. Dadurch kann das gesamte Modul 13 abgereinigt werden, wie weiter unter be schrieben wird.

Fig. 2 zeigt in einem vergrößerten Detail einen Längsschnitt durch einen Schlauchfilter 7 während der Filterperiode, während Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Schlauchfilter 7 während der Reinigungsperiode zeigt. Die Schlauch filter 7 weisen bei diesem Ausführungsbeispiel einen kreisförmigen Querschnitt auf.

Während der Filterperiode (s. Fig. 1 und Fig. 2) strömt von oben das zu reinigende Gas A aus dem ersten Gasraum 3 in den Schlauchfilter 7 ein. Der Innenraum des Schlauchfilters 7 steht mit dem zweiten Gasraum 4, dem Reingasraum, in Verbin dung. Das zu reinigende Gas A strömt im Innenraum des Schlauchfilters 7 einer seits nach unten, andererseits durch das Filtermaterial nach außen. Dabei blei ben die Staubpartikel am Filtermaterial des Schlauchfilters 7 hängen und bilden vorwiegend an der inneren Oberfläche des Staubfilters den Staubfilterkuchen 14. Ein kleiner Teil der Staubpartikel fällt sofort nach unten in den Staubsammelbehäl ter 8. Am oberen Eintritt in den Schlauchfilter 7 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein Deckel 15 angeordnet, welcher zum Verschließen des Eintritts in den Schlauchfilter 7 während der Reinigungsperiode vorgesehen ist. Dieser Deckel 15 muß aber nicht angeordnet sein.

Wenn das Filtermaterial sehr mit Staubpartikeln zugesetzt ist, muß zur Erhöhung der Filtereffizienz ein Reinigungsvorgang durchgeführt werden. Dies ist schema tisch in Fig. 3 dargestellt. Dazu wird der Deckel 15 geschlossen, d. h. die Verbin dung zum ersten Gasraum wird unterbrochen, und es kann kein zu reinigendes Gas A mehr in den Schlauchfilter 7 eintreten. An der Staubsammelseite des Schlauchfilters 7 wird nun ein Unterdruck angelegt. Zu diesem Zweck wird das Ventil 12 in der Rohrleitung 9 (s. Fig. 1) geöffnet, so daß die Staubsammelseite mit dem Vakuumtank 10 verbunden wird. Das Vakuum im Tank 10 wird mittels einer angeschlossenen Vakuumpumpe 11 erzeugt. Der Unterdruck bewirkt, daß die Richtung des Gasstromes B umgekehrt wird, d. h. das gereinigte Gas B strömt nunmehr in das Innere des Schlauchfilters 7 ein. Dadurch werden die Schläuche nach innen bewegt. Der Unterdruck sorgt für ein Ablösen des Staubfilterkuchens 14. Dieser fällt in den Staubsammelbehälter 8, in dem sich bereits der durchge hende Staub und eventuell noch Reste des Staubfilterkuchens von der vorange gangenen Reinigungsperiode befinden. Über das Rohrsystem 9', 9 gelangt der Staub in den evakuierten Tank 10, in welchem er gesammelt wird, um später in ein nicht dargestelltes Silo transportiert zu werden. Somit können vorteilhaft die Reinigung der Schläuche und der Transport des Staubes miteinander kombiniert werden, was Zeit und Kosten spart.

Bei dem eben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das komplette Modul der Schlauchfilteranordnung gleichzeitig abgereinigt. Fig. 4 zeigt in einer schemati schen Draufsicht, wie ein aus 6 Modulen 13 bestehender Top-inlet-Rückspülfilter aufgebaut ist. Jedes der Module 13 weist u. a. dabei (wie bereits im Schnitt ge mäß Fig. 1 beschrieben) eine Einlaßöffnung 5 für das zu reinigende Gas A auf, eine Mehrzahl in einen Zwischenboden 2 eingehängte Schlauchfilter 7 (eine Filter reihe 16 ist andeutungsweise dargestellt), einen Reingasraum 4 und eine Aus laßöffnung 6 für das gereinigte Gas B auf. Das Vakuumsystem, mittels dessen die Reinigung der Filterschläuche 7 erfolgt, ist in Fig. 4 nicht sichtbar.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung. Die Anordnung ge mäß Fig. 5 unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten Schlauchfilteranord nung nur dadurch, daß anstelle des Absperrorganes 12 in der Leitung 9 in jeder von den Staubsammelbehältern 8 kommenden Rohrleitung 9' ein separat zu betä tigendes Absperrorgan 12', beispielsweise ein Ventil, angeordnet ist. Wird nun eines dieser Ventile 12' geöffnet, so wird die diesem Ventil 12' zugeordnete Schlauchfilterreihe 16 mit einem Vakuum beaufschlagt und somit gereinigt. Die anderen verbleibenden Schlauchfilterreihen 16 können im Filterbetrieb gefahren werden, so daß man eine online-Reinigung durchführen kann. Aus dieser Fahr weise resultiert vorteilhaft ein kompakter Filter.

Selbstverständlich können auch mehrere Ventile 12' gleichzeitig geöffnet werden, so daß mehrere Schlauchfilterreihen 16 gleichzeitig abgereinigt werden.

In einem anderen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist für die Reinigung der Schläuche ein gestuftes Vakuum vorgesehen. Es werden zwei oder mehrere Va kuumtanks 10 mit verschiedenen Drücken an die Rohrleitung 9 angeschlossen. Ein hohes Vakuum dient dabei zum Reinigen der Schläuche, wobei damit eine große Reinigungswirkung erzielt wird, während ein niedrigeres Vakuum zum gu ten Transport des Staubes/der Asche ausreichend ist, so daß ein optimaler Rei nigungsbetrieb realisiert wird.

Es ist auch möglich, ein zusätzliches Vakuumsystem, z. B. einen weiteren Vaku umtank nebst Pumpe oder auch nur eine zusätzlich Pumpe, vorzusehen, falls einmal ein Ausfall auftreten. Dadurch kann der Filter uneingeschränkt arbeiten.

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

2

Zwischenboden

3

erster Gasraum für das zu reinigende Gas

4

zweiter Gasraum für das gereinigte Gas

5

Einlaßöffnung in Pos.

3

6

Auslaßöffnung aus Pos.

4

7

Schlauchfilter

8

Staubsammelbehälter

9

,

9

' Rohrleitung

10

Vakuumtank

11

Vakuumpumpe

12

,

12

' Absperrorgan

13

Modul

14

Staubfilterkuchen

15

Deckel für Pos.

7

16

Schlauchfilterreihe
A zu reinigendes Gas
B gereinigtes Gas

Claims

1. Schlauchfilteranordnung eines Rückspülfilters, umfassend ein Gehäuse (1) mit einem ersten Gasraum (3) für das zu reinigende Gas (A) und einem zweiten Gasraum (4) für das gereinigte Gas (B), die durch einen Zwischen boden (2) voneinander getrennt sind, wobei der erste Gasraum (3) unmit telbar oberhalb des Zwischenbodens (2) angeordnet ist, mit einer Vielzahl von Öffnungen im Zwischenboden (2) zur Aufnahme von sich vertikal er streckenden Schlauchfiltern (7), welche Schlauchfilter (7) in mindestens zwei Schlauchfilterreihen (16) angeordnet sind, mit einer Staubsammel kammer (8) am unteren Ende der Schlauchfilter (7), einer Einlaßöffnung (5) im ersten Gasraum (3) zur Zufuhr des zu reinigenden Gases (A) und einer Auslaßöffnung (6) im zweiten Gasraum (4) für das gereinigte Gas (B), dadurch gekennzeichnet, daß jede Schlauchfilterreihe (16) an ihrem unteren Ende, d. h. an der Staubsammelseite, jeweils über ein Rohrlei tungssystem (9, 9') mit einem Vakuumtank (10) und einer Vakuumpumpe (11) verbunden ist, wobei im Rohrleitungssystem (9, 9') zwecks wahlweiser Zu- oder Abschaltung des Vakuumsystems (10, 11) mindestens ein Ab sperrorgan (12, 12') angeordnet ist.

2. Schlauchfilteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan (12) in der mit allen Schlauchfilterreihen (16) eines Fil termoduls (13) in Verbindung stehenden Rohrleitung (9) angeordnet ist.

3. Schlauchfilteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Absperrorgan (12') in jeder Rohrleitung (9') angeordnet ist, wo bei jeweils eine Rohrleitung (9') mit jeweils einer Schlauchfilterreihe (16) eines Filtermoduls (13) in Verbindung steht.

4. Schlauchfilteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß am Eintritt der Schlauchfilter (7) ein Deckel (15) zum Abschotten der Schlauchfilter (7) gegen den ersten Gasraum (3) angeord net ist.

5. Schlauchfilteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Schlauchfilter (7) kreisförmigen, ovalen oder den Querschnitt eines regelmäßigen Vieleckes aufweisen.

6. Schlauchfilteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß ein zusätzliches Vakuumsystem angeordnet ist.

7. Verfahren zum Reinigen der Schlauchfilter (7) einer Schlauchfilteranord nung mittels Umkehren des Gasstromes, wobei während der Filterphase im Schlauchfilter (7) das zu reinigende Gas (A) von oben nach unten und von innen nach außen strömt, und sich der Filterkuchen (14) vorwiegend an der Innenseite des Schlauchfilters (7) absetzt, dadurch gekennzeichnet, daß während der Reinigungsphase ein Unterdruck von der Staubsammel seite her angelegt wird, welcher zu einer Umkehr des Gasstromes führt, so daß der anfiltrierte Filterkuchens (14) abgelöst wird und innerhalb des Schlauchfilters (7) nach unten in einen Staubsammelbehälter (8) fällt, von dort aus in einen Vakuumtank (10) transportiert und dort gesammelt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens eine Schlauchfilterreihe (16) ein Unterdruck angelegt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an alle Schlauchfilterreihen (16) eines Moduls (13) gleichzeitig ein Unterdruck an gelegt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein gestuftes Vakuum angelegt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchfilter (7) vor dem Anlegen des Vakuums vom Gasraum (3) für das zu reinigende Gas (A) abgeschottet werden.