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Staubgasfilter mit pulsierender Gegenstromspülung Die Erfindung bezieht
sich auf ein Staubgasfilter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Zur Regenerierung des Filtermaterials von Taschenfiltern oder Schlauchfiltern
durch Gegenstromspülung besteht das Bestreben, mit einem Minimum an Spülluft den
an den äußeren Filterflächen haftenden bleibenden Staub zu lösen und nach unten
abzuführen, Dabei ist es notwendig, die Gegenstromspülung so auszubilden, daß sie
unabhängig von zeitweise wechselndem Staubverhalten, z.B.
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als Folge schwankendem Feuchtigkeitsgehaltes, den angestrebten Regenerierungseffekt
erzielen läßt, ohne zu einem ungewollten Staubdurchtritt nach Beendigung eines Spülluftsoßes
bei Rückführung des Filtermaterials in die Normallage zu führen. Als Spülluft kann
unter höherem Druck stehende Preßluft, durch die man krfätige und kurzzeitige Preßluftstöße
mit Injektorwirkung auf das Reingas in die Filterelementeschicken kann, oder aber
auch Spülluft dienen, die mit Hilfe eines Ventilators bereitgestellt und über eine
verfahrbare Schlitzdüse pulsierend im Gegenstrom zum Staubgas in die Filterelemente
gedrückt wird.
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Durch derartige pulsierende, kräftige Spülluftstöße erfolgt zur Ablösung
des anhaftenden Staubes ein Aufblähen der Filterflächen nach außen, welches nach
jedem Spülluftstoß rückgängig zu machen ist und.zwar dadurch, daß das Innere der
Filtertaschen direkt oder über eine Schlitzdüse an die z.B. unter Unterdruck stehende
Reingasseite des Taschenfilters angeschlossen wird.
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Durch diesen Anschluß werden die Filterflächen der Filterelemente
in die Ausgangslage zurückgeführt und schlagen dabei gegen die innerhalb der Filterelemente
vorhandenen Distanzhaltungselemente, z.B. in Form von Distanzmatten bzw. Stützkörben.
Dieses Zurückschnellen des Filtermaterials gegen die Distanzhaltungselemente ist
umso heftiger, je höher der Filterwiderstand ist und führt dazu, daß noch im Filtermaterial
vorhandener Feinstaub durch den Aufschlag in das Reingas gelangt, was nicht erwünscht
ist, da man heute von filternden Abscheidern einen äußerst geringen Reststaubgehalt
im Reingas fordert, der im Dauerbetrieb z.B. nicht über 50 mg/Nm3 liegen darf oder
sogar unter Umständen weit darunter liegen muß. Man war bisher nur in der Lage,
durch Preßluft oder Gebläsespülluft kräftige, kurzzeitige Spülluftstöße auf die
Filterflächen auszuüben, ohne daß eine Steuerung für das Rücksaugen der Filterflächen
erfolgt, d.h. es wurde das Zurückschlagen der Filterflächen in Abhängigkeit vom
Filterwiderstand in Kauf genommen, was im übrigen auch zu zusätzlichen Beanspruchungen
des Filtermaterials führt.
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Diese Nachteile können bei den heute gebräuchlichen Abreinigungsverfahren
nur beseitigt werden, wenn man durch eine aufwendige, automatische Regelvorrichtung
das Zurückführen des Filtermaterials in Abhängigkeit vom Filterwiderstand ständig
so beeinflußt, daß das Filtermaterial immer sanft auf die Distanzhaltungsvorrichtungen
auftrifft.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, nach jedem kräftigen
und in der Zeitdauer frei wählbaren Spülluftstoß ein sanftes Zurücksaugen der aufgeblähten
Filterflächen gegen die Abstandselemente mit einem Minimum an konstruktivem Aufwand
zu erzielen.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem Taschenfilter nach
dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurchgelöst,daß der Querschnitt der Spülluftleitung
zur Schlitzdüse und der kleinere Verbindungsquerschnitt (Rücksaugkanal) zwischen
Schlitzdüse und Reingasseite zur sanften Zurückführung der durch Gegenstromspülluftstöße
aufgeblähten Filterflächen in unabhängig voneinander einstellbaren, unterschiedlich
lang wählbaren Zeitintervallen durch einen Klappenverschluß abwechselnd verschließbar
und zu öffnen sind.
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Wesentlich für die Erfindung ist dementsprechend, daß der Verbindungsquerschnitt
bzw. Rücksaugkanal zwischen Schlitzdüse-und Reingasseite verhältnismäßig klein gegenüber
dem Querschnitt der
Spülluftleitung gemacht wird, womit die in die
Filtertasche beim Spülluftstoß eingeströmte Spülluft gedrosselt unter dem Unterdruck
der Reingasseite abströmt, dafür aber die Zeit der Abströmung bzw. die Rückführung
des Filtermaterials nach jedem Spülluftstoß für jedes Filterelement genügend lang
gewählt werden kann. Da andererseits mit kräftigen, im Verhältnis kurzzeitigen Spülluftstößen
gearbeitet werden muß, muß die Vorrichtung zur Erzeugung der Filterflächenpulsation
so ausgeführt werden, daß sie die freie Wahl der Zeiten für die Spüllufteinwirkung
und der Rücksaugung der Filterflächen unterschiedlich und zugleich unabhängig voneinander
zuläßt.
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Man geht dabei besonders vorteilhaft so vor, daß in der Spülluft leitung
eine schwenkbare Verschlußklappe mittig oder etwa mittig gelagert ist, durch einen
Elektromagneten oder Drehmagneten aus der sich automatisch einstellen Offenlage
in die Schließlage verschwenkbar ist und einen Verschluß trägt, der den in die Spülluftleitung
unterhalb der Schwenkachse mündenden Rücksaugkanal bei geöffneter Versch#lußklappe
schließt. Dadurch ist es lediglich erforderlich, den Magneten oder Drehmagneten
nach jedem Spülluft stoß zum Schließen der Spülluftleitung mittels der Schwenkklappe
zu betätigen, und zwar über die Zeit der gedämpften Rückführung der aufgeblähten
Filterflächen, während sich die Schwenkklappe anschließend durch gesteuerten Abschaltzeitpunkt
des Magneten für den nächsten Spülluftstoß automatisch in die Offenstellung verschwenkt
und dabei den Rückführungskanal schließt.
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Durch die Erfindung ist es erstmalig ermöglicht, mit einfachsten Mitteln
die Zeit der Spülluftstöße und der Rückführung der aufgeblähten Filterflächen unabhängig
voneinander einzustellen und damit zu vermeiden, daß im Filtermaterial befindlicher
bzw. eingedrungener Feinstaub bei der Filterflächenrückführung ausgeklopft wird
und in das Reingas gelangt.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert, in
der Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt sind. Es zeigen: Figur 1 einen
senkrechten Querschnitt durch ein Taschenfilter während eines Gegenstromspülluftstoßes,
Figur la einen Ausschnitt des Teiles a der Figur 1 bei abgeschalteter Gegenstromspülung,
Figur 2 einen waagerechten Teilschnitt nach Linie II-II der Figur 1, Figur 3 einen
senkrechten Querschnitt durch ein Schlauchfilter während der Gegenstromspülung einer
Schlauchreihe, Figur 4 einen senkrechten Querschnitt durch ein anderes Beispiel
eines Schlauchfilters, Figur 5 einen waagerechten Schnitt durch Linie V-V der Figur
4.
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Das Taschenfilter nach dem Zeichnungsbeispiel Figur 1 und 2 besteht
aus einem Gehäuse 1, welches durch eine Schlitzwand 2 in Entstaubungsraum
3
mit unterem Staubsammeltrichter 4, Austragschnecke 5 und Staubgaszufuhr 6 und in
einen Reingasraum 7 mit Reingasabnahme 8 durch ein Sauggebläse unterteilt ist. Im
Entstaubungsraum 3 sind parallele, von außen nach innen mit Staubgas beaufschlagte
Filtertaschen 9 mit der offenen Seite in Überdeckung je mit einem Schlitz der Schlitzwand
2 an der Schlitzwand befestigt.
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Im Reingasraum 7 ist eine periodisch über die Schlitze der Schlitzwand2
hin- und herverfahrbare Schlitzdüse 1o vorgesehen, die bei Überdeckung des Düsenschlitzes
mit einem Schlitz der Schlitzwand jeweils kurzzeitig stehenbleibt. Diese Schlitzdüse
1o ist über eine eine Lippendichtung i1 durchgreifende Spülluftleitung 12 an einen
Spüllüfter 13 angeschlossen.
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Gemäß der Erfindung ist das Innere der Spülluftschlitzdüse 10 bzw.
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die Spülluftleitung 12 über einen Rücksaugkanal 14 mit einem gegenüber
der Spülluftleitung 12 verhältnismäßig kleinen Querschnitt mit dem Reingasraum 7
verbunden. Der Querschnitt des Kanals 14 istz.B.
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wenigstens nur halb so groß wie der Querschnitt der Spülgasleitung
12.
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Oberhalb der Mündung des Rücksaugkanals 14 in die Spülluftleitung
12 ist in der Spülluftleitung eine Schwenkklappe 15 mittig oder etwa mittig gelagert,
die einen Verschluß 16 trägt, der die Mündung des Kanals 14 verschließt, sobald
die Schwenkklappe 14 die Offenlage nach Figur 1 einnimmt.
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Die Schwenkklappe 15 arbeitet z.B. über eine Hebelanordnung mit einem
Elektromagneten oder mit einem Drehmagneten zusammen, der über ein Steuergerät nach
einer einstellbaren Zeit angeschaltet und über eine einstellbare Zeit, die der Rückführungszeit
der Filterflächen entspricht, angeschaltet bleibt.
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Sowie die Abreinigungsperiode der Filtertaschen 9 einsetzt, wird die
Schlitzdüse 1o von einem Schlitz zum nächsten über alle Schlitze und dann zurück
verfahren. Dabei befindet sich die Schwenkklappe 15 zunächst in der Schließlage
nach Figur 1a, in der der Querschnitt der Spülluftleitung 12 abgesperrt ist. Nach
Erreichen der überdeckung des Düsenschlitzes mit einem Schlitz der Schlitzwand wird
der Elektromagnet abgeschaltet und die Schwenkklappe 15 stellt sich durch entsprechend
gewählte Gewichts- und Druckverteilung automatisch in die Offenstellung nach Figur
1, in der die Mündung des Rücksaugkanals 14 durch den Verschluß 16 der Klappe 15
verschlossen ist.
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Durch den Spüllüfter 13 wird dabei ein plötzlicher Spülluftstoß über
die Düse lo in das Innere der Filtertaschen ausgeübt, deren Filterflächen sich nach
außen aufblähen, wie gestrichelt in*Figur 2 angedeutet ist. Nach dem kurzzeitigen
Spülluftstoß, z.B.nach einer Sekunde zieht der Elektromagnet, durch ein Steuergerät
betätigt, die Schwenkklappe 15 in die Schließlage nach Figur la, womit der Spülluftstoß
beendet ist und womit die Mündung des Rücksaugkanals 14 freigegeben wird. Da dieser
Kanal 14 eine verhältnismäßig kleinen
Querschnitt aufweist, werden
die aufgeblähten Filtertaschenflächen gedämpft in die Ruhelage zurückgesaugt und
kommen sanft gegen die inneren Abstandselemente 9a der Filtertaschen zur Anlage.
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Die Zeit der Rücksaugung ist dabei je nach Querschnitt des Rücksaugkanals
und der zu erwartenden minimalen und maximalen Filterwiderstände zu wählen und wird
normalerweise größer sein, als die Zeit für die Zuführung des Spülluftstoßes. Die
vorerwähnten Vorgänge wiederholen sich für ein einzelnes Filterelement ggf. mehrmals,
je nach Abreinigungsverhalten des abzuscheidenden Staubes, so daß die Filterelemente
durch einen oder mehrere aufeinanderfolgende Spülluftstöße abgereinigt werden und
das Filtermaterial nach einem Spülluftstoß jedesmal sanft in die Ruhelage zurückkehrt.
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Nach dem letzten Spülluftstoß für jede Filtertasche wird die Schwenkklappe
15 durch eine Kontaktsteuerung mittels des Magneten wieder in die Schließstellung
nach Figur 1a verschwenkt, so daß die Schlitzdüse drucklos wird bzw. unter Unterdruck
steht, womit sich die sonst beim Spülluftstoß gegen die Schlitzwand legenden Dichtungen
am Düsenschlitz von der Schlitzwand abheben und beim Verfahren der Düse zum nächsten
Schlitz nicht an der Schlitzwand schleifen. Dadurch wird für das Verfahren der Schlitzdüse
von einem zum nächsten Schlitz nur ein geringer Kraufaufwand erforderlich.
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Durch die Erfindung ist es möglich, mit einfachsten Mitteln' kräftige
kurzzeitige Spülluftstöße auf das abzureinigende Filterelement
auszuüben
und nach jedem Spülluftstop, unabhängig vom sich einstellenden Filterwiderstand,
ein sanftes und vollständiges Zurücksaugen des Filtermaterials zu erreichen, da
die Zeit für die Spüllufteinwirkung und die Rücksaugung der Filterflächen unterschiedlich
und zugleich unabhängig voneinander frei gewählt werden können.
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Die erfindungsgemäße Lösung zur Steuerung der Zeiten für die Spülluftstöße
und das Zurücksaugen der aufgeblähten Filterflächen ist naturgemäß auch bei Schlauchfiltern
anwendbar, wie sich aus den Ausführungen nach Figur 3,4 und 5 ergibt, so daß die
Teile 11,12, 13,14,15,16 die gleichen sind wie in Figur 1 und 2. Weiter sind in
Figur 3 bis 5 sonstige gleiche oder entsprechend gleiche Teile mit den gleichen
Bezugszeichen wie in Figur 1 und 2 versehen.
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Bei dem Beispiel Figur 3 sind im Entstaubungsraum 3 in überdeckung
mit Durchbrechungen 2b (siehe Figur 5) einer waagerechten, der Schlitzwand 2 entsprechenden
Decke 2a des Entstaubungsraumes 3 Filterschläuche 9 mit inneren Stützkörben 9a aufgehängt,
und zwar mehrere Schläuche in einer senkrecht zur Längsrichtung des Filters stehenden
Reihe. Solche Schlauchreihen sind parallel zueinander hintereinander vorgesehen.
Die Schlitzdüse 1o ist dabei waagerecht zum Stutzen 12 des Spüllüfters 13 abgewinkelt
und läuft mit diesem waagerechten abgewinkelten Teil über die Durchbrechungsreihen
der Decke 2a vor und zurück. Bei überdeckung der Düse 1o mit jeder Durchbrechungsreihe
erfolgt die Abreinigung der Filterschläuche
durch pulsierende
Gegenstromspülung in der zu Figur 1 und 2 beschriebenen Weise, und auch dabei ist
die Düse 1o beidseitig mit Flanschen versehen, die die beiden benachbarten Durchbrechungsreihen
2b der Decke 2a abdecken.
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Nach der Ausführung Figur 4 und 5 ist das Schlauchfilter nach Figur
3 etwas abgeändert, und zwar ist dort der Reingasraum 7 oberhalb der Decke 2a durch
Trennwände 17 zwischen den Reihen der Durchbrechungen 2b unterteilt, wobei die Teilräume
zum anschließenden Reingasraum 7a unmittelbar oder über eine Schlitzwand 2 offen
sind. An diesen offenen Enden läuft die Spülgasdüse 1o vor und zurück entlang, wobei
wieder die erfindungsgemäße pulsierende Gegenstromspülung für jede Schlauchreihe
zur Anwendung kommt, die zu Figur 1 und 2 beschrieben ist.
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Es ist auch möglich, an Stelle der Spülluft eines Spüllüfters mit
Preßluft aus einer Preßluftquelle zu arbeiten. Dabei wird zum Öffnen und Schließen
der schwenkbaren Verschlußklappe eine von Preßluft betätigte Verstellvorrichtung,
z.B. Preßluftzylinder mit Kolbenstange, und zugleich während der öffnungszeit der
Klappe ein Preßluftstoß für die Gegenstromspülung benutzt. Mit dieser Lösung ist
es auch möglich, für beide Schwenkbewegungen der Verschlußklappe eine Preßluftbetätigung
vorzusehen.