DE2540003A1

DE2540003A1 - Verfahren zur abloesung eines filterkuchens, insbesondere fuer heissgasfiltration, und filterapparat

Info

Publication number: DE2540003A1
Application number: DE19752540003
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl Ing Dr Ing David
Original assignee: SCHULER FILTERTECH WILHELM
Current assignee: SCHULER FILTERTECH WILHELM
Priority date: 1975-09-09
Filing date: 1975-09-09
Publication date: 1977-03-10
Also published as: DE2540003B2; DE2540003C3

Description

Verfahren zur Ablösung eines Filterkuchens, insbesondere für Heißgasfiltration, und Filterapparat Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur diskontinuierlichen Ablösung eines an die Trübseitseite eines Filtermittels angelagerten Filterkuchens durch Beaufschlagung des Filtermittels von der Reinseite her, nsbesondere für Heißgasfiltration, und einen Filterapparat zur Druchführung des Verfahens.
Bei Gas- oder Flüssigkeits-Filterapparaten setzen sich die aus dem zu reinigenden Medium auszufilternden Bestandteile hauptsächlich an der unreinen Seite des Filtermittels ab.
Hach einem gewissen 3etricbszeit ist die Filtration durch den angelagerten Filterkuchen weitgehend behindert. Es ist bekannt, diesen Filterkuchen beispielsweise durch Abspritzen oder Abblasen von dom Filtermittel abzulösen. Bei Gasfilterl läßt sich der Filterkuchen dadurch vom Filtermittel beseitigen, daß Druckluft entgegen der Filtrationsrichtung durch das Filtermittel geblasen wird. Soll dieses Verfahren zur Heißgasfiltration verwendet werden, dann ist es notwendig, das gesamte durch das Eiltermittel zu blasende Druckluftvolumen aufzuheizen, da sonst im Filtermittel ein schädlicher Temperaturschock auftritt. Vorrichtungen, mit denen eine Heißgasfiltration durchgeführt worden kann, sind bakannt. Sie arbeiten mit einem Kompresser, Gebläse, Wärmetanscher, Rohrleitungen und Ventilen.
Sie erfordern demnach einen gerätetechnisch großen Aufwand.
aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren genannter Art vorzuschlagen, das eine wirkungsvolle Ablösung daß Filterkuchens gewährleistet, ohne daß große Luftvolumina gefordert und erhitzt werden müssen, und das keine aufwendige Vorichtung voraussetzt.
Erfindungsgemaß' wird die genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß auf der Reinseite des Filtermittels wenigstens eine schlagartig in ihrem Volumen vergrößerbare Ladung bereitgestellt wird, daß die Ladung zur Ablösung des Filter kuchens freigegeben wird, daß durch die Freigabe der Ladung ein Druckstoß erzeugt wird, der auf das gefilterta Medium auf der Rein seite des Filters einwirkt und sich auf au Filtermittel und den Filterkuchen fortpflanzt. Der Drilekstoß hat ur Folger daß der Filterkuchen vorn Filtermittel abfällt. Es können hierfür verschiedene physikalische Vorgänge verantwortlich gemacht werden, die alle im gleichen Sinne wirken. Zum einen wird durch den Druckstoß die Strömungsrichtung des mediums kurzfristig umgekehrt. Weiterhin wird eine Druckwelle erzeugt, die - gegebenenfalls unterstützt durch Reflektionen der Druckwelle an dem Filtermittel - zu einer Erschütterung des Filtermittels führt. Außerdem wirkt die Druckwelle nach Durchwandern des Filtermittels direkt auf den Filterkuchen ein.
Die explosionsartige Wirkungsweise der ladung läßt sich, insbesondere bei niedriger Temperatur des zu filternden Gases, beispielsweise mit Schießpulver oder Treibstoff erreichen. Bei einem Verfahren zur Filtrierung von Heißgasen wird vorzugsweise als Ladung eine im Vergleich zum Volumen des an die Reinseite angrenzenden Raumes kleine Flüssigkeitsmenge eingesetzt, die in Ausgestaltung der ERfindung vor der Freigabe zur Erhöung der Wirkung auch auf ihre Verdampfungstemperatur erwärmt und unter Druck gesetzt werden kann. Die Preigabo der Ladung erfolgt hierbei dadurch, daß die FiUssigkeit in den an die Reinseite angrenzenden Raum eingedüst wird. I)a im Filter normalerweise kein Überdruck vorliegt1 dehnt sich die eingedüste Ladung schlagartig auf das Vielfache ihres Volumens aus, Zur Filtrierung von Heißgas mit einer Temperatur von mehreren 100°C wird vorzugsweise als Ladung Wasser eingesetzt, dessen Temperatur bei oder unter der Heißgastemperatur liegt und dessen Druck über dem Druck des Heißgases im Filterapparat liegt. Beispielsweise beträgt die Heißgastemperatur 900°C und der Wasserdruck 5 atü (etwa 5;89 bar).
Der sich durch die Erfindung ergebende Fortschritt besteht darein, daß durch die Ladung eine Druckwelle erzeugt wird und die Ladung im Filterapparat selbst untergebracht ist und somit ctnerseits eine Vereinfachung hinsichtlich des Bauaufwands und der Bedienbarkeit gegeben ist und andererseits eine sichere Ablösung des Filterkuchens durch eine gleichmäßige Ausbreitung der Druckwelle gewährleistet ist.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel erläutert. Es wird angenommen, daß eine Filteranlage Rauchgas mit einer Temperatur von 50000 filtricrt und Wasser mit einem Druck von 5 atü etwa 5,89 bar) zur VerfUgung steht. Als Filtermittel ist ein keramischer Werkstoff vorgesehen. Im reinseitigen Raum des Pilterms ist ein Siederohr angeordnet, in dem sich das Wasser befindet. Nach ausreichend langer Zeit nimmt das Wasser die femperatur des filtrierten Rauchgasen wie Im folgenden ist angenommen, daß daß Wasser nur seine Sättigungstemperatur bei 5 atü, Blso 15800, erreicht. Unter diesen Bedingungen hat Wasser ein spezifisches Volumen von 0,01 m3/kg und Dampf 0,32 Es wird nun eine kleine Wassermenge in den reinseitigen Filterraum eingedüst, in dem ein Druck von ca. o atü (0,98 bar, besteht.
Hierdurch verdampft das Wasser schlagartig. Es erfolgt eine Volumenvergrößerung des Wassers auf 1,92 m3/kg (bei 0 atü und 158°C). Dies bedeutet eine Volumenvergrößerung um den Faktor 1920. Die nötige Verdampfungswärme wird dem Gas und den umgebenden Wänden entnommen.
Die durch eine Aufheizung des Dampfes verursachte weitere Volumonvergrößerung ist in dem obengenannten Faktor nicht berücksichtigt. Sie unterstützt die gewünschte Wirkung.
Durch die schlagartige Volumenvergrößerung der eingedüsten Wassermenge entsteht in dem reinseitigen Raum eine Druckwelle, die sich auf das Filtermitel fortpflanzt und zu einer Absprengung des Filterkuchens führt. Die für die Erzeugung einer ausreichend starken Druckwelle erforderliche Wassermenge hängt von den jeweiligen Temperaturverhältnissen und den Wärmeinhalt der den reinseitigen Raum umgebenden Wandung und des Gases ab.
Darüber hinaus muß das Volumen des reinseitigen Raumes des Elltergeräts und dessen Bauweise berücksichtigt werden.
In der nachfolgenden Beschreibung ist Ciii er der Zeichnung schematisch dargestellter Filterapparat zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.
Durch eine Zuleitung 1 strömt. zu filterndes Gas in eine träb seitige Filterkammer 2. Das Gas durchströmt robrförmige, einseitig geschlossene Filterelemente 3. an deren Oberfläche sich Festpartikel des zu filternden Gases absetzen. Das Gas gelangt gereinigt in eine reinseitige Filterkammer 4 und verläßt diese durch eine Auslaßleitung 50 Außerhalb der Filterkammern 2 und 4 ist ein Druckkessel 6 angeordnet, der über ein Absperrventil 7 und oine DRsa 8 mit der reinseitigen Filterkammer 4 verbunden ist. Vor der Düse 8 ist in der reinseitigen Filterkammer 4 eine Prallplatte 9 angeordnet.
In den Druckkessel 6 ist eine im Vergleich zum Volumen der reinseitigen Filterkammer 4 kleine Wassermenge eingefüllt.
Sollen die Filterelemente 3 gereinigt werden, dann wird das Absperrventil 7 geöffnet und die Wassermenge mittels Druckluft durch die Düse 8 in die reinseitige Filterkammer 4 eingedüst. Die Wassermenge verdampft schlagartig in der heißen Filterkammer 4. An der heißen Prallplatte verdampfen möglicherreise auftreffende Wassertropfen.
Um zu vermeiden, daß das Wasser vorzeitig in der Düse verdampft, was zu einem Gegendruck gegen de das Wasser verdüsende Druckluft führen würde, ist die Düse dem Filterapparat gegenüber thermisch isoliert und so angeordnet, daß sie nur weni in den heißen Filterraum 4 hineinragt. Zusätzlich kann die Düse auch gekühlt werden.
Durch die schlagartige Volumenvergrößerung beim Eindüsen des Wassers lösen sich in der beschriebenen Weise die Festpartikel von den Filterelementen 3 und fallen zu einem Auslaß 10, durch den sie abgezogen werden können.
Bei dem beschriebenen Filterapparat ist weiterhin günstig, daß das Absperrventil 7 außerhalb der Filterkammern angeordnet ist.
Es ist dabei einfach zu bedienen und keinen hohen Temperaturen ausgesetzt.
Um die Ausbildung der Druckwelle zu unterstützen, kann der reinseitige Raum verkleinert und/oder der trübseitige Ravm vergrößert werden, Durch die Verkleinerung des reinseitigen Raumes bzw. die Vergrößerung des trübseitigen Raumes kann sich die Druckwelle schnell ausbilden und nicht in falscher Richtung verpuffen. Im trübseitigen Raum bildet sich kein Gegendruck aus, der der das Filtermittel beaufschlagende Druckwelle entscheidend entgegenwirkt. Un dies zu erreichen, kann auch ein Vakuum im trübseitigen Raum erzeugt werden.
Die Ausbildung der Druckwelle läßt sich auch dadurch begünsteigen, daß vor der Freigabe der Ladung ein den reinseitigen Raumj abschließendes Absperrorgan geschlossen wird und/oder ein Auslaßorgan des trübseitigen Raumes geöffnet wird. Bei dem in der Figur dargestellten Filterapparat kann hierfür der Auslaß 10 geöffnet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sch nicht nur bei der Heißgasfiltration, sondern auch bei der Filtration von Gasen niedriger Temperatur einsetzen. Es wird dann Schießpulver oder eine ähnliche Ladung verwendet. Darüber hinaus eignet sich das erfindungsgema'ße Verfahren auch für die Flüssigkeitsfiltration.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur diskontinuierlichen Ablösung eines an die Trübseite eines Filtermittels angelagerten Filterkuchens, durch Beaufschlaung des PiUennittela von der Reinseite her, insbesondere für Heißgasfiltration, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß auf der Reinseite des Filtermittels wenigstens eine schlagartig in ihrem Volumen vergrößerbare Ladung bereitgestellt wird, daß die Ladung zur Ablösung des Filterkuchens freigegeben wird, daß durch die Freigabe der Ladung ein Druckstoß auf das gefilterte Medium auf der Reinseite des Filtermittels einwirkt und sich auf das P termittel und den Filterkuchen fortpflanzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Ladung eine im Vergleich zum Volumen des an die Reinseite angrenzenden Raumes kleine Flüssigkeitsmenge eingesetzt wird.

3. Verfahren nach einer1 der vorhergehenden Anspruche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung vor der Freigabe auf ihre Verdampfungstemperatur erwärmt und/oder unter Druck gesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabe der Ladung durch Eindüsen der Flüssigkeit in den an die PFeinseite angrenzenden Raum erfolgt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß d2.e Ladung von Wasser gebildet ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Filtrierung von Heißgas mit einer Temperatur von mehreren 100°C, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Temperatur der Flüssigkeit bei oder unter der Heißgastemperatur liegt, und daß der track der P1sigkeit über dem Druck des Heißgases liegt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung von einem IF-sungsmittel gebildet ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Ladung von einem Treibstoff gebildet ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung ans Schießpulver besteht.

10. Verfahren nach Anspruch 7, s oder 9, dadurch gekennzoichnet, daß die Freigabe der Ladung dreh Selbstentzündung erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 7, 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n nzeichnet, daß die Freigabe der Ladung durch ein Zündmittel erfolgt.

12. Verfahren nac,h einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterdruck vor der Freigabe der Ladung in dem an die Trübseite angrenzenden Raum gegenüber dem in dem an die Reinseite angranzenden Raum herrschenden Druck verkleinert wird.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadruch gekennzeichnet, daß der an die Trübseite angrenzende Raum gßert wird.em an die Reinseite angrenzenden Raum vergrößert wird.

14. Verfahren nacn einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Freigabe der Ladung ein Absperrorgan des an die Reinseite angrenzenden Raums geschlossen wird.

15. Verfahren flach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Freigabe der Ladung ein Auslaßorgan des an die Trübseite angrenzenden Raumes geöffnet wird.

16. Filterapparat zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche t - 8 und 10 * 15 mit einer reinseitigen und einer trübseitigen durch Filterelemente getrennten Filterkammer, dadurch gekennzechnet, daß der Filterapparat einen Driickkessel (6) für die Ladung aufweist, der über ein Absperrventil (7) und eine Düse (8) mit der reinseitigen Filterkainmer (4) verbunden ist.

17. Filterapparat nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Ilruckkessel (6) außerhalb der Filterkammern (2, 4) angeordnet ist.

18. Filterapparat nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (7) außerhalb der Pllterkaxmnem (2, 4) angeordnet ist.

19. Filterapparat nach einem der vorhergchenden Ansprüche 16 - 18, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Düse in der reinseitigen Filterkammer (4> eine Prallplatte (9) angeordnet ist.

20. Filterapparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 - 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Diese (8) dem Filterapparat gegenüber thermisch isoliert ist.

21* Filterapparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 - 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (8) gekühlt ist