DE202005012277U1

DE202005012277U1 - Staubfangvorrichtung

Info

Publication number: DE202005012277U1
Application number: DE200520012277
Authority: DE
Original assignee: CONDOR ECOLODGY SEMIBRATOVO; Condor-Ecolodgy
Current assignee: CONDOR-ECOLOGY, RU
Priority date: 2005-08-04
Filing date: 2005-08-04
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2015-08-05

Abstract

Staubfangvorrichtung für staubbelastete Gase, bestehend aus
a) einem Gaseinleitstutzen (1),
b) einem Gasausleitstutzen (6),
c) wenigstens einem zwischen Einleit- und Ausleitstutzen liegenden Elektrofilter (4), und
d) wenigstens einem zwischen Einleit- und Ausleitstutzen liegenden Gewebefilter (5),
e) wobei der Gewebefilter (5) in Strömrichtung des Gases hinter dem Elektrofilter (4) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Staubfangvorrichtung, also eine Vorrichtung zur Reinigung gasförmiger Stoffe von Staub oder anderen Partikel. Um einen möglichst hohen Reinigungsgrad zu erreichen, werden nach der Erfindung elektrische Staubfilter mit Gewebefiltern kombiniert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in der Energietechnik, der Eisen- und Stahlproduktion, der Zementherstellung und auf anderen Gebieten mit hoher Staubentwicklung eingesetzt werden.
Im Stand der Technik sind gut wirksame elektrische Filter zur Reinigung von Gas bekannt. So beschreibt die US 3,853,511 einen hoch wirksamen elektrischen Filter. Die Effizienz dieses Filters wird dadurch begründet, dass sich Gaseinlass 11 und Gasauslass 12 in dem Filter horizontal in der gleichen Ebene gegenüber liegen und das Gas auf seinem Weg durch den Filter ein Elektrodensystem, bestehend aus Entladungs- und Kollektorelektroden, durchströmt.
Elektrische Filter sind geeignet, stark mit Staub belastetes Gas, z.B. 50g Staub/m³ und mehr, zuverlässig zu reinigen. Nachteilig ist allerdings, dass der Grad der Reinigung, speziell wenn der Staub fein verteilt ist und einen hohen elektrischen Widerstandswert aufweist, oft nicht den Anforderungen entspricht. Die im Gas verbleibende Staunkonzentration liegt nach der Reinigung immer noch bei einigen zehn Milligramm und mehr. Eine solche Restverschmutzung des Gases ist für viele Anwendungen nicht akzeptabel, bzw. entspricht nicht den gesetzlichen Anforderungen.
Gewebefilter haben den Vorteil, dass die Restverschmutzung des Gases nach der Reinigung nur mehr einige Milligramm Staub pro Kubikmeter beträgt. Nachteilig bei Gewebefiltern ist aber, dass ihr Einsatz auf eine maximale Staubbelastungen in Gasen von 50g/m³ begrenzt ist. Dabei gilt, je höher die Staubkonzentration im Gas ist, desto schneller setzen sich die Gewebefilter zu, müssen ausgewechselt oder gereinigt werden. Mit anderen Worten steigt der Serviceaufwand bei Gewebefiltern dramatisch mit zunehmender Staubmenge pro Kubikmeter Gas.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung die Vorteile von Elektrofiltern und Gewebefiltern zu kombinieren, um eine Staubfangvorrichtung zu erhalten, die über eine lange Zeit zuverlässig arbeitet, einen geringen Serviceaufwand verlangt und die Reststaubmenge in einem gereinigten Gas unabhängig von der Ausgangsmenge an Staub minimiert.
Dieses Ziel wird nach der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, dass eine Staubfangvorrichtung sowohl Elektrofilter als auch Gewebefiltern aufweist. Diese beiden Filtertypen sind in Reihe geschaltet, wobei immer wenigstens ein Elektrofilter, bevorzugt zwei Elektrofilter, wenigstens einem Gewebefilter vorgeschaltet sind.
Diese Anordnung bewirkt, dass bei hoher Staublast des zu reinigenden Gases das Gas in dem/den Elektrofilter/n zunächst vorgereinigt wird und beim Verlassen nur mehr eine reduzierte Staubbelastung von mehreren 10 Milligramm Staub pro Kubikmeter aufweist. Danach wird das so gereinigte Gas in einen/mehrere Gewebefilter eingeleitet, der/die jetzt den Reststaub zum großen Teil aus dem Gas herausfiltert/n. Die nachgeschaltete Anordnung des/der Gewebefilter gewährleistet, dass die Menge des Reststaubs, der mit dem Gas den/die Gewebefilter erreicht, mengenmäßig soweit reduziert ist, dass Serviceintervalle, bedingt durch die Reinigung bzw. den Austausch der Filterelemente des/der Gewebefilters, möglichst lang sind.
Elektrofilter und nachfolgende/r Gewebefilter können gemeinsam in einem Gehäuse untergebracht sein, ebenso gut kann aber auch jeder Filter ein eigenes Gehäuse aufweisen. Im letzteren Fall muss das Gas jeweils über Verbindungsleitungen von einem Filter zum nächsten geleitet werden. Im bevorzugten Fall besteht die Staubfangeinrichtung aus zwei hintereinander geschalteten Elektrofiltern und einem sich daran anschließenden Gewebefilter.
Das aktive Volumen Gewebefilter zu Elektrofilter/n beträgt 0,1 bis 0,9. Aktives Volumen in diesem Zusammenhang bedeutet das Volumen an Gas, das der jeweilige Filter in seinem Filterraum aufnehmen kann. Mit anderen Worten soll das Volumen des Gewebefilters mindestens 10 % und maximal 90 % des Volumens des Elektrofilters betragen. Das im Einzelfall optimale Verhältnis der Volumina von Gewebefilter zu Elektrofilter ist abhängig von den tatsächlich vorliegenden Verschmutzungen im Gas.
Bei dem Verhältnis von 0,1 bis 0,9 liegen normale Bedingungen zur Filterausnutzung vor, d.h. Lebenszeit und Serviceintervalle entsprechend normalen Werten für einen Filter. Dies gilt auch bei einer maximalen Staubbelastung des Gases vor Eintritt in den Elektrofilter von 100g/m³. Die Filtersäcke können 5 bis 6 Jahre oder länger genutzt werden.
Liegt das Verhältnis der aktiven Volumina von Gewebefilter zu Elektrofilter unter 0,1, wird die Staubbelastung der Filterelemente zu groß und führt zu einer Erhöhung des hydraulischen Widerstandes der Filterelemente. Dadurch wird der Filterungsvorgang gestoppt. Dies kann zur Zerstörung der Filtersäcke führen, weshalb diese häufiger ersetzt werden müssen.
Liegt das Verhältnis der aktiven Volumina von Gewebefilter zu Elektrofilter über 0,9, nimmt die Staubkonzentration im Gas zu, das in den Gewebefilter gelangt. Dadurch erhöht sich die Regenrationsfrequenz der Filterelemente, d.h. die Zeit zwischen zwei Regenrationen wird verkürzt, die Serviceintervalle der Filtersäcke werden kürzer und der Staubausstoß der Vorrichtung erhöht sich. Letzteres bedeutet nichts anderes, als dass der angestrebte Reinheitsgrad des Gases nach dem Filtervorgang nicht erreicht wird.
Die erfindungsgemäße Staubfangvorrichtung gewährleistet eine maximale Reinigung eines Gases unabhängig von den Staubeigenschaften und bleibt lange Zeit funktionsfähig.
Die Erfindung wird im Weiteren anhand einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert.
Es zeigen:
1 Staubfangvorrichtung mit zwei Elektrofiltern und einem Gewebefilter gemeinsam in einem Gehäuse
2 Staubfangvorrichtung mit zwei Elektrofiltern in einem ersten Gehäuse und einem nachgeschalteten Gewebefilter in einem zweiten, vom ersten Gehäuse verschiedenen Gehäuse.
In 1 wird eine Staubfangvorrichtung gezeigt, die in einem einzigen gemeinsamen Gehäuse eingebaut ist. Dabei wird das staubbelastete Gas über einen Gaseinleitstutzen, z.B. einen Diffuser 1 in einen ersten Elektrofilter 3 eingeleitet. Dem ersten Elektrofilter 3 ist ein zweiter Elektrofilter 3 nachgeschaltet. Beide Elektrofilter wirken zusammen und bilden gemeinsam das aktive Volumen der Elektrofilter Ve. In den Elektrofiltern sind Entladungs- und Kollektorelektroden angeordnet (nicht gezeigt), die den im Gas enthaltenen Staub elektrisch aufladen und an den Kollektorelektroden sammeln. Die Kollektorelektroden werden z.B. durch Vibration nach Zeit, d.h. in festen Intervallen, oder Verschmutzungsgrad, d.h. in variablen Intervallen, gereinigt. Der angesammelte Staub fällt in die Staubbehälter 7.
Nachdem das Gas in den Elektrofiltern 3 vorgereinigt wurde, wird es in Fließrichtung in einen Gewebefilter 5 mit einem aktiven Volumen Vg geleitet. Der Gewebefilter 5 weist Filterelemente auf, z.B. Filtersäcke, die aus dem Gas weitere Staubteilchen herausfiltern. Nach der Reinigung durch den Gewebefilter 5 verlässt das gereinigte Gas die Staubfangvorrichtung durch einen Gasausleitstutzen, z.B. einen Verdichter 6 und kann entweder wieder dem Prozess zugeleitet oder an die Umwelt abgegeben werden. Das Verhältnis des aktiven Volumens des Gewebefilters Vg zum aktiven Volumen des Elektrofilters Ve kann zwischen 0,1 bis 0,9 betragen.
2 zeigt eine Staubfangvorrichtung, bei der Elektrofilter und Gewebefilter je ein eigenes Gehäuse aufweisen. Das heißt, dass das im Elektrofilter 3 vorgereinigte Gas den Elektrofilter 3 durch einen Verdichter 6 verlässt und das Gas sodann über eine nicht gezeigte Leitung dem Gewebefilter 5 zugeführt wird. Das Gas betritt den Gewebefilter 5 durch einen Diffuser 1 und verlässt ihn durch einen Verdichter 6. Die Konstellation von getrennten Elektrofiltern 3 und Gewebefiltern 5 ermöglicht den Aufbau der Staubfangvorrichtung bei beengten Raumverhältnissen z.B. nebeneinander oder übereinander.
In diesem Fall ist es auch denkbar, den Elektrofiltern 3 wenigstens zwei separate Gewebefiltereinheiten 5 nachzuschalten, die abwechselnd, gesteuert durch z.B. Klappen in der Verbindungsleitung mit dem vorgereinigten Gas aus den Elektrofiltern 3 beaufschlagt werden, wobei der gerade nicht genutzte Gewebefilter 5 gewartet oder reparieret werden kann. Ebenso ist es möglich, je nach Reststaubbelastung des vorgereinigten Gases, gleichzeitig nur einen oder mehrere Gewebefilter 5 für den zweiten Reinigungsschritt des Gases zu nutzen.

Claims

Staubfangvorrichtung für staubbelastete Gase, bestehend aus a) einem Gaseinleitstutzen (1), b) einem Gasausleitstutzen (6), c) wenigstens einem zwischen Einleit- und Ausleitstutzen liegenden Elektrofilter (4), und d) wenigstens einem zwischen Einleit- und Ausleitstutzen liegenden Gewebefilter (5), e) wobei der Gewebefilter (5) in Strömrichtung des Gases hinter dem Elektrofilter (4) angeordnet ist.
Staubfangvorrichtung für staubbelastete Gase nach Anspruch 1, wobei der Gaseinleitstutzen (1) und der Gasausleitstutzen (6) gegenüberliegend und auf gleicher Höhe an der Vorrichtung angebracht sind.
Staubfangvorrichtung für staubbelastete Gase nach den vorgehenden Ansprüchen, wobei die Vorrichtung zwei Elektrofilter (3) und einen Gewebefilter (5) aufweist.
Staubfangvorrichtung für staubbelastete Gase nach dem vorgehenden Anspruch, wobei die beiden Elektrofilter (3) und der Gewebefilter (5) gemeinsam in einem Vorrichtungsgehäuse sitzen.
Staubfangvorrichtung für staubbelastete Gase nach Anspruch 3, wobei die beiden Elektrofilter (3) in einem ersten Gehäuse sitzen und der Gewebefilter (5) in einem zweiten, von dem ersten verschiedenen Gehäuse sitzt, und jedes der beiden Gehäuse je einen Gaseinleitstutzen (1) und einen Gasausleitstutzen (6) aufweist.
Staubfangvorrichtung für staubbelastete Gase nach Anspruch 5, wobei die beiden Gehäuse der Elektrofilter (3) und des Gewebefilters (5) so miteinander verbunden sind, dass das in den beiden Elektrofiltern (3) vorgereinigte Gas auf direktem Weg in den Gewebefilter (5) eingeleitet wird.
Staubfangvorrichtung für staubbelastete Gase nach den vorgehenden Ansprüchen, wobei das Verhältnis der aktiven Volumina von Gewebefilter (5) zu Elektrofilter (3) 0,1 bis 0,9 ist.