DE202006019878U1 - Filter for purifying gases from wood gasifier, e.g. gas for use in combustion engines, comprises number of high temperature-resistant filter cartridges between gas inlet and outlet in gastight housing - Google Patents

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Abstract

A filter for purifying gases from a wood gasifier comprising a gas-tight housing (10) with gas inlet (18) and outlet (26) openings, in which there is a number of high temperature-resistant filter cartridges (20) between the openings.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Filter zur Reinigung von Gasen aus einem Holzvergaser gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The The present invention relates to a filter for purifying gases from a wood gasifier according to the preamble of claim 1.

Bei der Holzvergasung, insbesondere mittels einem drucklosen, autothermen Gleichstromvergaser, der nach dem Verfahren der vollkommenen Reduktion der Oxidationsprodukte zu Produktgas arbeitet, fallen mit dem erzeugten Produktgas kontinuierlich Holzasche, Holzkohlenstaub und Holzkohlengrus an. Auch können sich im Gas noch Teer- oder Pyrolyserückstände befinden. Alle diese Verunreinigungen beschädigen den Verbrennungsmotor, in dem das Produktgas verwertet wird.at the wood gasification, in particular by means of a pressureless, autothermal DC carburetor, which after the process of perfect reduction the oxidation product works to product gas, fall with the generated Product gas continuously wood ash, charcoal dust and charcoal. Also can There are still tar or pyrolysis residues in the gas. All these impurities to damage the internal combustion engine in which the product gas is recycled.

Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Filter zur Reinigung von Gas aus einem Holzvergaser zu schaffen, welcher das Gas zuverlässig und kostengünstig reinigt, so dass das Produktgas in einem Verbrennungsmotor eingesetzt werden kann, ohne dass dieser über Gebühr beschädigt wird.From that The present invention is based on the object, to provide a filter for purifying gas from a wood gasifier, which the gas reliable and cost-effective cleans so that the product gas used in an internal combustion engine can be without this over fee damaged becomes.

Als technische Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Filter mit den Merkmalen des Anspruches 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Filters sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.When technical solution This object is achieved according to the invention a filter with the features of claim 1 proposed. Advantageous developments of this Filters are to be taken from the respective subclaims.

Ein nach dieser technischen Lehre ausgebildeter Filter zur Reinigung von Gas aus einem Holzvergaser hat den Vorteil, dass durch den Einsatz eines Filters mit hochtemperaturfesten Filterkerzen das aus den Holzvergaser austretende Gas unmittelbar gefiltert werden kann, auch wenn dieses Gas noch eine Betriebstemperatur von 300 °C und mehr besitzt.One according to this technical teaching trained filter for cleaning Gas from a wood gasifier has the advantage of being used a filter with high temperature resistant filter candles from the Wood gasifier escaping gas can be filtered directly, even if this gas still has an operating temperature of 300 ° C and more.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch den Einsatz von Filterkerzen eine sehr große Oberfläche geschaffen wird, über die einerseits eine gute Reinigung des Gases erfolgt und die andererseits aufgrund der großen Fläche nur ein relativ geringer Strömungswiderstand erzeugt, so dass der Filter ohne Einsatz eines weiteren Gebläses oder einer Saugvorrichtung auskommt. Letzteres reduziert die Herstellungskosten und erhöht die Energiebilanz des gesamten Vergasersystems.One Another advantage is that through the use of filter cartridges a very big one surface is created over on the one hand a good cleaning of the gas takes place and the other due the big area only a relatively low flow resistance generated so that the filter without the use of another blower or a suction device manages. The latter reduces the manufacturing costs and increased the energy balance of the entire carburetor system.

Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, in der Filterkerze eine feingewebte Filtermatte aus SiO2 zu verwenden. Diese SiO2 Filtermatte ist bis 1.300 °C hitzebeständig und filtert etwaige vorhandene Holzasche, Holzkohlenstaub oder Holzkohlengrus aus dem aus dem Vergaser kommenden Produktgas zuverlässig aus.It has proven to be advantageous to use a finely woven filter mat made of SiO 2 in the filter cartridge. This SiO 2 filter mat is heat resistant up to 1,300 ° C and reliably filters out any existing wood ash, charcoal dust or charcoal from the product gas coming out of the carburettor.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist an der Unterseite des Gehäuse unterhalb des Gaseintrittsöffnung ein kegelförmiges Unterteil vorgesehen. Dieses kegelförmige Unterteil wirkt dabei analog zu einem Zyklon. Dabei wird das einströmende Gas in eine kreisförmige Bewegung versetzt. so dass sich ein Teil der im Gas befindlichen Verunreinigungen am Boden des Unterteiles absetzt. Um die in dem kegelförmigen Unterteil gesammelten Verunreinigung entnehmen zu können, ist am tiefsten Punkt des Unterteils eine gasdicht verschließbare Entleerungsklappe vorgesehen.In a preferred embodiment is at the bottom of the case below the gas inlet opening a cone-shaped Lower part provided. This cone-shaped base acts here analogous to a cyclone. The incoming gas becomes a circular movement added. so that some of the impurities in the gas settles at the bottom of the lower part. To those in the cone-shaped lower part Being able to remove collected contamination is at the lowest point the lower part provided a gas-tight sealable emptying flap.

In einer anderen, bevorzugten Ausführungsform reicht in das Innere der Filterkerze eine mit Druckluft beaufschlagbare Lanze hinein. Mittels dieser Druckluft kann die Filterkerze von Zeit zu Zeit gereinigt werden.In another, preferred embodiment extends into the interior of the filter cartridge acted upon by compressed air Lance into it. By means of this compressed air, the filter cartridge of Be cleaned time after time.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse hochkant angeordnet und über drei oder vier Stützen abgestützt. Hierdurch ist eine optimale Nutzung des als Zyklon wirkenden Unterteils möglich.In a further preferred embodiment is the case arranged upright and over three or four supports supported. This is an optimal use of acting as a cyclone lower part possible.

Durch die freistehende Anordnung kann der Hochtemperaturfilter bei Bedarf auch gekippt werden, insbesondere wenn Wartungs- oder Reinigungsarbeiten erforderlich sind.By the freestanding arrangement can be the high temperature filter if required also be tilted, especially if maintenance or cleaning required are.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Filters ergeben sich aus der beigefügten Zeichnung und den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln oder in beliebigen Kombinationen miteinander verwendet werden. Die erwähnten Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter. Es zeigen:Further Advantages of the filter according to the invention emerge from the attached Drawing and the embodiments described below. Likewise, the The above-mentioned and the still further features according to the invention in each case be used individually or in any combination with each other. The mentioned embodiments are not meant to be exhaustive but rather have an exemplary character. Show it:

1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Hochtemperaturfilters; 1 a side view of a high-temperature filter according to the invention;

2 eine Draufsicht auf den Hochtemperaturfilter gemäß 1 ohne Deckel; 2 a plan view of the high-temperature filter according to 1 lidless;

3 eine Draufsicht auf das Gehäuse des Hochtemperaturfilters gemäß 1, ohne die Filterkerzen. 3 a plan view of the housing of the high-temperature filter according to 1 without the filter cartridges.

Das in einem Holzvergaser erzeugte Gas wird zur Verbrennung in einem Verbrennungsmotor genutzt, wobei unter anderem elektrischer Strom hergestellt wird. Damit das Gas im Verbrennungsmotor wirtschaftlich verarbeitet werden kann, müssen vorher im Gas befindliche Verunreinigungen wie zum Beispiel Holzasche, Holzkohlenstaub oder Holzkohlengrus entfernt werden und das Gas muss auf eine Solltemperatur von 60°C bis 70°C abgekühlt werden. Dieser Ablauf wird nachfolgend näher geschildert: Aus dem Vergaser kommt das Produktgas mit einer Temperatur von 1000°C bis 1200°C und wird direkt in einen hochtemperaturfesten Filter geleitet. In diesem Filter wird das Gas von Schmutzpartikeln, wie zum Beispiel Holzasche, Holzkohlenstaub oder Holzkohlengrus befreit. Dabei hat das Gas immer noch eine Temperatur von 300°C bis 800°C, je nach Massenfluss und anderen Parametern. Nachdem das Gas gefiltert ist, wird es in einem Wärmetauscher auf 60°C bis 70°C herabgekühlt, bevor es zur eigentlichen Verbrennung in den Verbrennungsmotor gelangt.The gas generated in a wood gasifier is used for combustion in an internal combustion engine, among other things, electric power is produced. In order for the gas in the internal combustion engine to be processed economically, any impurities previously present in the gas, such as wood ash, charcoal dust or charcoal grass, must be removed and the gas cooled to a target temperature of 60 ° C to 70 ° C. This process is described in more detail below: From the gasifier, the product gas comes at a temperature of 1000 ° C to 1200 ° C and is passed directly into a high-temperature resistant filter. In this filter, the gas is freed of dirt particles, such as wood ash, charcoal dust or charcoal. The gas still has a temperature of 300 ° C to 800 ° C, depending on the mass flow and other parameters. After the gas has been filtered, it is cooled in a heat exchanger to 60 ° C to 70 ° C, before it reaches the actual combustion in the internal combustion engine.

Der in 1 bis 3 dargestellte Filter wird zur Reinigung des heißen Produktgases eines Holzvergasers eingesetzt. Dieser Holzvergaser kann z. B. ein drucklos arbeitender Gleichstromvergaser sein, der autotherm arbeitet und nach dem Verfahren der vollkommenen Reduktion der Oxidationsprodukte arbeitet. Dabei fallen mit dem erzeugten Gas kontinuierlich Holzasche und/oder Holzkohlenstaub bzw. Holzkohlengrus an, welche vom Filter herausgefiltert werden sollen, auch wenn das aus dem Holzvergaser kommende Gas Temperaturen von 500°C bis 600°C und mehr aufweist.The in 1 to 3 shown filter is used to clean the hot product gas of a wood gasifier. This wood gasifier can z. Example, be a pressureless DC gasifier, which works autothermally and works by the process of complete reduction of the oxidation products. Wood ash and / or charcoal dust or charcoal dust accumulates continuously with the gas produced, which are to be filtered out by the filter, even if the gas coming from the wood gasifier has temperatures of 500 ° C. to 600 ° C. and more.

Dieser Filter besitzt ein im Wesentlichen vertikal angeordnetes Gehäuse 10, welches auf drei Stützen ruht. An der Unterseite des Gehäuses 10 ist ein kegelförmiges Unterteil 14 angeschlossen, deren spitze Seite nach unten zeigt. Am tiefsten Punkt des Unterteils 14 ist eine gasdicht verschließbare Entleerungsklappe 16 angeordnet. Am oberen Rand des Unterteils 14, also unter dem eigentlichen Gehäuse 10, ist eine Gaseintrittsöffnung vorgesehen, durch die das aus dem Holzvergaser kommende Gas in den Filter eintritt.This filter has a substantially vertically arranged housing 10 , which rests on three supports. At the bottom of the case 10 is a cone-shaped base 14 connected with the pointed side pointing downwards. At the lowest point of the lower part 14 is a gas-tight sealable emptying flap 16 arranged. At the upper edge of the lower part 14 that is under the actual housing 10 , A gas inlet opening is provided, through which the gas coming from the wood gasifier enters the filter.

In dem hochkant angeordneten Gehäuse 10 sind in dieser Ausführungsform insgesamt zwölf Filterkerzen 20 vorgesehen, welche über eine Halteplatte 22 in ihrer definierten Position gehalten werden. Dabei ist die Halterplatte 22 derart gasdicht ausgebildet, dass das Gas zwingend seinen Weg über die Filterkerzen 20 nehmen muss.In the upright arranged housing 10 In this embodiment, a total of twelve filter cartridges 20 provided, which via a holding plate 22 be kept in their defined position. Here is the holder plate 22 formed so gas-tight that the gas compelling his way through the filter cartridges 20 must take.

Die Filterkerzen 20 sind im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet, wobei die eigentliche Filtermatte aus einer feingewebten SiO2 Filzmatte besteht, welche eine Temperaturbelastung von bis etwa 1.300 °C standhält. An ihrer oberen Stirnseite sind die Filterkerzen 20 offen ausgebildet, wobei in diese Öffnung eine Lanze 24 ins Innere der Filterkerze 20 hineinreicht. Mittels dieser Lanze 24 kann Druckluft ins Innere der Filterkerze 20 geblasen werden, um diese zu reinigen.The filter candles 20 are substantially cylindrical, wherein the actual filter mat consists of a finely woven SiO 2 felt mat, which withstands a temperature load of up to about 1300 ° C. At its upper end are the filter cartridges 20 open, wherein in this opening a lance 24 inside the filter candle 20 extends. By means of this lance 24 can put compressed air inside the filter cartridge 20 be blown to clean it.

Oberhalb der Filterkerzen 20 ist eine Gasaustrittsöffnung 26 vorgesehen, aus der das gereinigte Gas zur Weiterleitung in den Wärmetauscher aus dem Filter austreten kann.Above the filter candles 20 is a gas outlet 26 provided, from which the purified gas can escape from the filter for forwarding in the heat exchanger.

An seiner Oberseite ist das Gehäuse 10 durch einen Deckel 28 gasdicht verschlossen.At its top is the housing 10 through a lid 28 sealed gas-tight.

Nachfolgend wird der Ablauf der Gasreinigung detailliert beschrieben: Das aus dem Vergaser kommende Produktgas gelangt mit einer Temperatur von ca. 500 °C bis 600 °C über die Gaseintrittsöffnung 18 in das Gehäuse 10 des Filters. In dem im Querschnitt runden Gehäuse 10 und insbesondere in dem kegelförmig ausgebildeten Unterteil 14, wird das eintretende Produktgas in eine Kreisbewegung gezwungen. Dabei fungiert das Unterteil 14 wie ein Zyklon, so dass sich hier bereits grobe Schmutzpartikel absetzen können.The process of gas purification is described in detail below: The product gas coming from the gasifier reaches the gas inlet at a temperature of approx. 500 ° C to 600 ° C 18 in the case 10 of the filter. In the round in cross-section housing 10 and in particular in the cone-shaped lower part 14 , the incoming product gas is forced into a circular motion. The lower part acts here 14 like a cyclone, so that even coarse dirt particles can settle here.

Aufgrund der Saugwirkung des sich an den Hochtemperaturfilter anschließenden Verbrennungsmotors wird das Produktgas im Wesentlichen nach oben geleitet und durch die feingewebten SiO2 Filzmatten der Filterkerzen 20 gezogen. Dabei bleiben im Gas befindliche Holzaschepartikel, Holzkohlenstaub oder Holzkohlengrus an der feingewebten SiO2 Filzmatte der Filterkerzen 20 hängen, so dass das Produktgas von hier an gereinigt ist. Über die Gasaustrittsöffnung 26 verlässt das Produktgas dann den Filter und wird einem Verbrennungsmotor zur Erzeugung von elektrischem Strom zugeführt.Due to the suction effect of the combustion engine adjoining the high-temperature filter, the product gas is conducted essentially upwards and through the finely woven SiO 2 felt mats of the filter cartridges 20 drawn. In the process, wood ash particles, charcoal dust or charcoal grub remain on the fine-woven SiO 2 felt mat of the filter cartridges 20 hang so that the product gas is purified from here. About the gas outlet 26 The product gas then leaves the filter and is supplied to an internal combustion engine for generating electric power.

Nach einer gewissen Zeit sind die Filterkerzen verschmutzt und müssen gereinigt werden. Hierzu wird die am unteren Ende des Unterteils 14 befindliche Entleerungsklappe 16 geöffnet, so dass die im Unterteil 14 gesammelten Schmutzpartikel herausfallen können. Anschließend wird über die in die Filterkerzen 20 hineinreichenden Lanzen 24 Druckluft aufgebracht, so dass sich in der SiO2 Filzmatte gesammelten Schmutzpartikel lösen und ebenfalls nach unten herunterfallen und so aus dem Filter herausgelangen. Nachdem die Reinigung beendet ist, wird die Entleerungsklappe 16 wieder geschlossen und die Gasreinigung kann fortgesetzt werden.After a while, the filter cartridges are dirty and need to be cleaned. This is done at the bottom of the base 14 located emptying flap 16 open, leaving the bottom part 14 collected dirt particles can fall out. Subsequently, over the into the filter candles 20 reaching in lances 24 Applied compressed air, so that in the SiO 2 felt mat collected dirt particles loose and also fall down and so get out of the filter. After the cleaning is finished, the emptying flap 16 closed again and the gas cleaning can be continued.

1010
Gehäusecasing
1212
StützenSupport
1414
Unterteillower part
1616
Entleerungsklappedischarge flap
1818
GaseintrittsöffnungGas inlet opening
2020
Filterkerzenfilter cartridges
2222
HalteplatteRetaining plate
2424
Lanzelance
2626
GasaustrittsöffnungGas outlet
2828
Deckelcover

Claims (7)

Filter zur Reinigung von Gasen aus einem Holzvergaser mit einem gasdichten Gehäuse (10) umfassend eine Gaseintrittsöffnung (18) und eine Gasaustrittsöffnung (26), wobei zwischen der Gaseintrittsöffnung (18) und der Gasaustrittsöffnung (26) eine Anzahl von hochtemperaturfesten Filterkerzen (20) vorgesehen sind.Filter for cleaning gases from one Wood gasifier with a gas-tight housing ( 10 ) comprising a gas inlet opening ( 18 ) and a gas outlet opening ( 26 ), wherein between the gas inlet opening ( 18 ) and the gas outlet opening ( 26 ) a number of high temperature resistant filter cartridges ( 20 ) are provided. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterkerze (20) eine fein gewebte SiO2-Filtermatte aufweist.Filter according to claim 1, characterized in that the filter cartridge ( 20 ) has a finely woven SiO 2 filter mat. Filter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich an einer Unterseite des Gehäuses (10) unterhalb der Gaseintrittsöffnung (18) ein kegelförmiges Unterteil (14) anschließt.Filter according to one of the preceding claims, characterized in that on an underside of the housing ( 10 ) below the gas inlet opening ( 18 ) a conical lower part ( 14 ). Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass am tiefsten Punkt des Unterteiles (14) eine gasdicht verschließbare Entleerungsklappe (16) vorgesehen ist.Filter according to claim 3, characterized in that at the lowest point of the lower part ( 14 ) a gas-tight sealable emptying flap ( 16 ) is provided. Filter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Filterkerze (20) eine mit Druckluft beaufschlagbare Lanze (24) hineinreicht.Filter according to one of the preceding claims, characterized in that in the filter candle ( 20 ) a pressurizable lance ( 24 ). Filter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) hochkant angeordnet ist.Filter according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 10 ) is arranged edgewise. Filter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) auf drei oder vier Stützen (12) steht.Filter according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 10 ) on three or four columns ( 12 ) stands.
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