DE2223979C3

DE2223979C3 - Dust separator with filter element, the surface of which is coated with adhesive

Info

Publication number: DE2223979C3
Application number: DE19722223979
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl.-Phys. Dr. 4630 Bochum Walkenhorst
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1972-05-17
Filing date: 1972-05-17
Publication date: 1979-03-29
Also published as: DE2223979B2; DE2223979A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Staubabscheider mit Filterelement, dessen Oberfläche mit Haftmittel belchichtet wird, und mit rohgasseitig angeordneter Zerstäubervorrichtung, die aus vor dem Filterelement angeordneten Düsen bestehtThe invention relates to a dust collector with a filter element, the surface of which is exposed to adhesive is, and with the crude gas side arranged atomizer, which from in front of the filter element arranged nozzles

Es sind bereits Staubabscheider mit Filterelement bekannt, dessen Oberfläche vor dem Beaufschlagen mit Staub zum besseren Haften der Staubteilchen mit einer Ölschicht als Haftvermittler versehen wird, wie dies z. B. in »Die Kraftfahrzeuge und ihre Instandhaltung« von Trzebiatowsky, VDI, 5. Auflage, Gießen 1955, Fachbuchverlag Dr. Pfannenberger und Co., beschrieben ist. Bei diesen Staubabscheidern ist es jedoch nachteilig, daß die ölbeschichtete Oberfläche vergleichsweise schnell mit Staubteilchen besetzt ist und deshalb häufig abgereinigt und wieder neu mit öl beschichtet werden muß. Außerdem nimmt die wirksame Oberfläche während eines Betriebszyklusses ständig ab, da ja die bereits mit Staubteilchen besetzten Flächen als Haftflächen entfallen, letztere also ständig kleiner werden, so daß auch die Abscheideleistung zurückgeht. Diese Staubabscheider sind also im wesentlichen nur für <lie Entstaubung von Rohgasen mit vergleichsv/eise geringer Staubbelastung geeignet.There are already known dust separators with a filter element, the surface of which before it is exposed to Dust is provided with an oil layer as an adhesion promoter for better adhesion of the dust particles, as z. B. in "The motor vehicles and their maintenance" by Trzebiatowsky, VDI, 5th edition, Giessen 1955, Specialized book publisher Dr. Pfannenberger and Co., is described. With these dust collectors it is However, it is disadvantageous that the oil-coated surface is covered with dust particles comparatively quickly and therefore often has to be cleaned and re-coated with oil. It also takes effective Surface constantly decreases during an operating cycle, since the surfaces already occupied with dust particles as adhesive surfaces are omitted, the latter becoming smaller and smaller, so that the separation efficiency also decreases. These dust separators are therefore essentially only for the dedusting of raw gases with a comparison suitable for low dust exposure.

Aus der GB-PS 1 55 221 ist es bereits bekannt, Filterelemente durch Saugwirkung zu benetzen. Dabei ist es nachteilig, daß saugfähiges Filtermaterial benötigt wird, das z, B. bei Geweben aus dünnen Fäden hinsichtlich der möglichen Sauglänge und der erzielba^ ren Materialfestigkeit und ^haltbarkeit konstruktive und wirtschaftliche Probleme aufgibtFrom GB-PS 1 55 221 it is already known to wet filter elements by suction. It is disadvantageous that absorbent filter material is required which, for example in the case of fabrics made of thin threads, gives rise to structural and economic problems with regard to the possible suction length and the material strength and durability that can be achieved

Schließlich ist aus der Re 18 328 zur US-PS 15 77 703 bereits ein Staubabscheider gemäß der eingangs genannten Gattung bekannt. Dabei ist die Anordnung von jeweils nur zwei Düsen vor bzw. hinter jedem Einzelfilterelement für eine gleichmäßige Beaufschlagung des Gesamtquerschnitts des Rohgaskanals nicht ausreichend, mindestens aber nicht optimal im Hinblick auf die Benetzung von kleineren lungengängigen, d. h. Lungenschädigungen begünstigenden, Staubteilchen, da nur eine einmalige Haitmittelzufuhr erfolgt Bei dem näher beschriebenen Zellenfilter ist zudem der Strömungswiderstand vergleichsweise sehr hoch, so daß keine ausreichend hohen Anströmgeschwindigkeiten erzielt werden, die für einen guten Abscheidewirkungs-Finally, from Re 18 328 for US-PS 15 77 703 already a dust collector according to the initially known genus. The arrangement of only two nozzles in front of or behind each one Single filter element for a uniform loading of the total cross-section of the raw gas duct is not sufficient, but at least not optimal with regard to the wetting of smaller respirable, d. H. Lung damage-promoting, dust particles, since only a one-time supply takes place In addition, the cell filter described in more detail, the flow resistance is comparatively very high, so that no sufficiently high flow velocities can be achieved, which are necessary for a good separation efficiency

grad insbesondere der kleineren, lungeiigängigen Teilchen notwendig ist, damit die Trägheitskräfte dieser Teilchen optimal für den Anhaftvorgang nutzbar gemacht werden können.degree especially of the smaller, inaccessible ones Particle is necessary so that the inertial forces of these particles can be optimally used for the adhesion process can be made.

Mit der fortschreitenden Mechanisierung des Strekkenvottriebs im Bergbau ist eine immer stärkere Gesteinszerkleinerung verbunden, so daß sich der Feinststaubgchalt άζτ Luft, z. B. im Bereich von Streckenvortriebsmaschinen mit bohrender oder fräsender Arbeitsweise, sehr stark erhöht hat Die in diesem Bereich bisher eingesetzten Staubabscheider sind, weil die gesamte staubhaltige Luft durchzusetzen ist und dabei insbesondere der sogenanrte lungengängige Feinststaub möglichst vollständig abgeschieden werden muß, sehr groß und sperrig, denn die möglichen Anströmgeschwindigkeiten liegen sehr niedrig. Wenn diese Staubabscheider in einer für die Praxis noch vertretbaren Größe hergestellt werden, ist ihre Abscheideleistung bezogen auf die Abscheidung des lungengängigen Feinststaubes im μπι-Bereich unzureichend; und wenn sie andererseits so ausgelegt werden, daß der lungengängige Feinststaub möglichst vollständig abgeschieden wird, sind sie so groß und sperrig, daß dafür neben den ebenfalls sehr großen und spe;rigen Vortriebsmaschinen in den meisten Fällen zu wenig Raum vorhanden istWith the progressive mechanization of the stretching drive in mining, more and more rock crushing is associated, so that the fine dust άζτ air, z. B. in the area of tunneling machines with drilling or milling operation, has increased very sharply The dust separators used in this area so far are very large and bulky, because the entire dust-laden air must be penetrated and in particular the so-called respirable fine dust must be separated as completely as possible, because the possible approach velocities are very low. If these dust separators are produced in a size that is still acceptable in practice, their separation performance based on the separation of the respirable fine dust in the μπι range is inadequate; and if, on the other hand, they are designed in such a way that the respirable fine dust is separated as completely as possible, they are so large and bulky that in most cases there is too little space for them in addition to the also very large and cumbersome tunneling machines

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der oben genannten bekannten Staubabscheider zu vermeiden und Staubabscheider der eingangs genannten Gattung für die Verwendung im Bergbau so weiterzuentwickeln, daß sie mit hoher Anströmgeschwindigkeit betrieben werden können, damit sie in den räumlich beengten, maschinell hergestellten Bergbaustrecken wenig Platz beanspruchen und daß damit auch sehr kleine Staubteilchen, z. B.The invention is accordingly based on the object of addressing the disadvantages of the above-mentioned known ones Avoid dust separators and dust separators of the type mentioned for use in To further develop mining in such a way that it can be operated at a high flow velocity, so that they take up little space in the spatially cramped, machine-made mining routes and that with it very small dust particles, e.g. B.

von Ιμίτι Größe, die in den maschinell hergestellten Bergbaustrecken durch die bohrende oder fräsende Arbeitsweise in großer Menge anfallen, möglichst vollständig und mit einem guten Wirkungsgrad abgeschieden werden, die sonst in die tiefen Atemwege eindringen und dadurch häufig Lungenschäden verursachen. of Ιμίτι size, which in the machine-made There are large quantities of mining routes due to drilling or milling, if possible which would otherwise be deposited in the deep respiratory tracts completely and with good efficiency penetrate and thereby often cause lung damage.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß unter Anwendung von Anströmgeschwindigkeiten von 10 m/s und mehr das Filtere'ement aus hintereinander angeordneten Gewebefilterplatten gebildet ist, deren Maschenweite und Fadenstärke in Durchflußrichtung stufenweise abnimmt, wobei die größte Maschen-Weite des Gewebes etwa 5 mm bei einer Faserstärke von etwa 0,5 mm und die kleinste Maschenweite etwa 0,5 mm bei einer Fäserstärke im μιτι-ΒβΓείοΙι betragen, und die Düsen senkrecht zu Und vor jeder Gewebefilter' platte gleichmäßig über den Gaskanalquerschnitt verteilt sind.According to the invention, this object is achieved in that, using approach velocities of 10 m / s and more the filter element is formed from fabric filter plates arranged one behind the other, whose mesh size and thread size gradually decrease in the direction of flow, with the largest mesh size of the fabric about 5 mm for a fiber thickness of about 0.5 mm and the smallest mesh size about 0.5 mm with a fiber thickness in the μιτι-ΒβΓείοΙι, and the nozzles perpendicular to and in front of each fabric filter plate evenly across the cross-section of the gas duct are distributed.

In dem Staubabscheider lassen sich sehr hohe Anströmgeschwindigkeiten verwirklichen und damit die den Staubteilchen innewohnenden Trägheitskräfte optimal ausnutzen, indem die Teilchen den Ausweichbewegungen des Trägermediums vor den Gewebefäden nicht folgen, sondern gegen diese stoßen und dort haften bleiben. Wegen der Anordnung mehrerer Gewebe unterschiedlicher Maschenweite hintereinander, stoßen nahezu alle Teilchen während des Durchflusses tinmal an irgendeiner Stelle an. Wegen der mehrfachen und optimal über den Querschnitt verteilten Haftmittelzugabe ist die Wahrscheinlichkeit der Benetzung auch der kleinsten Teilchen mit Haftmittel sehr groß. Es lassen sich erfahrungsgemäß Anströmgeschwindigkeiten von 10 m/s und mehr mit gutem Wirkungsgrad erzielen. Somit werden 10 bis lOOfach größere Geschwindigkeiten als bei anderen Filterelementen ermöglicht, so daß kleinere Staubabscheider gebaut werden können, wie sie in beengten Bergbaustrecken, die maschinell hergestellt werden, benötigt werden. Diese Staubabscheider sind in diesen maschinen hergestellten Bergbaustrecken, in denen besonders viel und besonders feiner Staub erzeugt wird, optimal zur Abscheidung des sogenannten lungengängigen Feinststaubes geeignet, der in die tiefen Atemwege der Bergleute eindringt und dort Lungenschäden verursacht.Very high flow velocities can be achieved in the dust separator and thus the optimally utilize the inertial forces inherent in the dust particles by causing the particles to avoid movements Do not follow the carrier medium in front of the fabric threads, but push against them and there stick. Because of the arrangement of several fabrics of different mesh sizes one behind the other, Almost all of the particles collide with one another a few times during the flow. Because the multiple and optimally distributed addition of adhesive over the cross-section is the probability the wetting of even the smallest particles with adhesive is very great. Experience shows that it can be Achieve flow velocities of 10 m / s and more with good efficiency. So 10 to Allows 100 times higher speeds than with other filter elements, so that smaller dust separators can be built as they are in narrow mining routes that are machine-made, are needed. These dust collectors are in these machine-made mining routes in which A particularly large amount of particularly fine dust is generated, ideal for separating what is known as respirable Fine dust that penetrates the miners' deep respiratory tract and causes lung damage there caused.

Es ist zwar an sich bereits aus der US-PS 25 08 618 bekannt. Filterelemente aus mehreren hintereinander angeordneten Gewebefilterplatten mit abgestufter Maschenweite zu bilden, wobei die Platte mit der größten Maschenweite und Fadenstärke rohgasseitig und die mit der kleinsten reingasseitig angeordnet ist Beim Gegenstand der US-PS 25 08 618, der einen in einem Schornstein untergebrachten Flugascheabschei- J5 der betrifft, ist reingasseitig, also über bzw. hinter dem Filterelement, eine mit Austrittsöffnungen versehene Rohrleitung für Dampf oder eine geeignete chemische Flüssigkeit als Haft- und Auswaschmittel für die Flugasche angeordnet, das demgemäß gegen die -to Strömungsnchtung der Feuerungsgase in das Filterelement gelangen muß. Dabei wird aber gerade der Vorteil des niedrigen Strömungswiderstandes solcher Filter eingebüßt und Auftriebsenergäe vernichtet. Der Abscheidewirkungsgrad insbesondere kleinerer, lungengängiger Stäube ist wegen der geringen Geschwindigkeit des Rohgases entsprechend niedrig. Bei großen Geschwindigkeiten würde zudem das Haftmittel »gegen den Strom« gar nicht in das Filterelement gelangen können bzw. nicht zum Zwecke des Abreinigens in das unterhalb- also rohgasseitig angeordnete Sammelgetäß abfließen können.It is already known per se from US Pat. No. 2,508,618. Filter elements from several in a row arranged fabric filter plates to form with graduated mesh size, the plate with the largest mesh size and thread size on the raw gas side and the one with the smallest on the clean gas side When the subject of US-PS 25 08 618, the one housed in a chimney fly ash separator J5 that concerns is on the clean gas side, i.e. above or behind the filter element, one provided with outlet openings Pipeline for steam or a suitable chemical liquid as an adhesive and washout agent for the Arranged fly ash, the accordingly against the -to flow direction of the combustion gases in the filter element must arrive. The advantage of such filters is the low flow resistance forfeited and destroyed buoyancy. The separation efficiency in particular smaller, respirable dust is because of the low speed of the raw gas is correspondingly low. At high speeds, the adhesive would also »against the current «cannot get into the filter element at all or not into the filter element for cleaning purposes collecting vessel arranged underneath, that is, on the raw gas side can flow away.

Der Haftvermittler kann eine Flüssigkeit, vorzugsweise eine solche mit niedrigem Dampfdruck, geringer Oberflächenspannung und passender Viskosität sein, die dem Rohgas feinverteilt aufgegeben wird.The adhesion promoter can be a liquid, preferably be those with low vapor pressure, low surface tension and suitable viscosity, the the raw gas is given up in finely divided form.

Als Haftvermittler empfiehlt es sich, hygienisch unbedenkliche öle, z. B. Olivenöl, Glyzerin oder andere, vorzugsweise hochmolekulare, Substanzen zu verwenden, wobei deren Wasserlöslichkeit häufig von Vorteil istAs a bonding agent, it is recommended to use hygienically harmless oils, e.g. B. olive oil, glycerine or others, preferably high molecular weight substances to be used, their water solubility often being advantageous is

Der flüssige Haftvermittler kann aber auch eine mit einem Netzmittel versetzte Salzlösung sein, wobei sich diese hauptsächlich für eine Umgebung mit einer relativen Luftfeuchte oberhalb 75% eignetThe liquid adhesion promoter can, however, also be a salt solution mixed with a wetting agent, whereby this is mainly suitable for an environment with a relative humidity above 75%

Der Haftvermittler kann aber auch ein in staubförmigem Zustand vorliegender Feststoff sein, der zerstäubt und dem P ongas zugesetzt wird.The adhesion promoter can, however, also be in powder form State of the existing solid that is atomized and added to the p ongas.

Die Erfindung wird nachfolgend .-.nhand der Zeichnung in einem Beispiel näher erläutei,_ Pie einzige Figur zeigt eine Teildarstellung eines Staubabscheiders mit mehreren hintereinander angeordneten Filterrahmen mit Gewebefilterplatten und diesen zugeordneten Zerstä-'bervorrichtungen.The invention is described below with the aid of the drawing explain in an example in more detail, _ Pie only figure shows a partial representation of a dust separator with several filter frames arranged one behind the other with fabric filter plates and atomizing devices assigned to them.

In der Figur ist ein Teil eines Staubabscheiders 1 dargestellt, der drei Filterrahmen 7 umfaßt die mit Gewebefilterplatten 20, 21, 22 bestückt sind. Im Rohgaskanal 3 ist im Beispiel jeweils eine Zerstäubervorrichtung vor jedem Filterrahmen untergebracht so daß alle Gewebeoberflächen mit etwa gleichviel Haftvermittlerflüssigkeit beaufschlagt v/erden. Die Zerstäubervorrichtungen bestehen aus mit Druckmedium beaufschlagbaren Düsen 6, die gleichmäßig über den Querschnitt verteilt angeordnet sind, so daß das ausgesprühte Haftmittel zusammen mit dem in Pfeilrichtung anströmenden Rohgas einen Nebel 30 bildet. Beim Durchgang dieses Nebels 30 durch die Gpwebefilterplatten 20, 21, 22, setzen sich die Tropfen des flüssigen Haftvermittlers und die Staubteilchen auf dem G webe der Filterplatten 20, 21, 22 ab, während das Reingas über einen Reingaskanal 4 abgeführt wird. Die Filterplatten 20 weisen ein Gewebe mit großer Maschenweite, die Filterplatten 21 ein Gewebe mit mittlerer Maschenweite und die Filterplatten 22 ein Gewebe mit kleiner Maschenweite auf.In the figure, part of a dust separator 1 is shown, which includes three filter frames 7 with Fabric filter plates 20, 21, 22 are equipped. In the example, there is an atomizer device in each of the raw gas duct 3 housed in front of each filter frame so that all fabric surfaces with approximately the same Adhesion promoter liquid applied v / ground. The atomizing devices consist of a pressure medium actable nozzles 6, which are arranged distributed evenly over the cross section, so that the Sprayed adhesive forms a mist 30 together with the raw gas flowing in the direction of the arrow. When this mist 30 passes through the GPW filter plates 20, 21, 22, the drops of the liquid bonding agent and the dust particles settle on the Weave off the filter plates 20, 21, 22 while the clean gas is discharged via a clean gas duct 4. the Filter plates 20 have a fabric with a large mesh size, the filter plates 21 have a fabric medium mesh size and the filter plates 22 a fabric with a small mesh size.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Dust collector with filter element, the surface of which is coated with adhesive, and with Atomizer device arranged on the raw gas side, consisting of nozzles arranged in front of the filter element consists, characterized in that using approach velocities of 10 m / s and more the filter element made of fabric filter plates arranged one behind the other (20, 21, 22) is formed, the mesh size and thread size of which gradually decreases in the direction of flow, the largest mesh size of the fabric being about 5 mm with a fiber thickness of about 0.5 mm and the smallest mesh size about 0.5 mm with a fiber thickness in the μπι range, and the nozzles (6) perpendicular to and in front of each fabric filter plate (20,21,22) evenly over the Gas duct cross-section are distributed.

2. Dust separator according to claim 1, characterized in that the adhesion promoter is a liquid with low vapor pressure and low surface tension

3. Dust separator according to claims 1 and 2, characterized in that the adhesion promoter is a is hygienically harmless oil, preferably olive oil or glycerine

4. Dust separator according to claims 1 and 2, characterized in that the adhesion promoter is a saline solution with a wetting agent

5. Dust separator according to claims 1 and 2, characterized in that the adhesion promoter is a is a solid present in a dusty state.