DE2552298B2

DE2552298B2 - Process for separating and removing dust from a packed bed filter

Info

Publication number: DE2552298B2
Application number: DE19752552298
Authority: DE
Inventors: Norio Arashi; Yukio Hishinuma
Original assignee: Babcock Hitachi KK; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1974-11-22
Filing date: 1975-11-21
Publication date: 1978-05-11
Also published as: JPS5159777A; DE2552298A1; DE2552298C3; JPS5748970B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abtrennen und Abführen von Staub von den Füllkörpern eines mit staubhaltigen Gasen beaufschlagten Schüttschichtfilters nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. The invention relates to a method for separating and removing dust from the packing elements of a gas exposed to dust Packed bed filter according to the preamble of claim 1.

Bei älteren Staubfilteranlagen mit sogenannten Schüttschichtfiltern wird der nach vorbestimmten Betriebszeiten in der Schüttgutschicht angesammelte Staub durch Abschalten des Filters aus dem Gasstrom und Reinigen der gesamten Füllkörpermenge in einer gesonderten Anlage durchgeführt. Neben dem erheblichen Arbeitsaufwand sind bei derartigen Anlagen zur kontinuierlichen Staubabscheidung aus einem Gasstrom jeweils mehrere parallel geschaltete Schüttgutfilter notwendig, um einen kontinuierlichen Filterbetrieb sicherzustellen.In older dust filter systems with so-called bulk-bed filters, the Operating times in the bulk material layer accumulated dust by switching off the filter from the gas flow and cleaning of the entire amount of packing carried out in a separate plant. Besides the substantial In systems of this type, the amount of work involved in continuously separating dust from a gas stream Several bulk material filters connected in parallel are necessary for continuous filter operation to ensure.

Es ist bereits auch ein Schüttschichtfilter zur Staubabscheidung aus Gasströmen bekannt (DE-PS 3 42 402), bei dem die in einem Schacht als lose Schüttung befindlichen Füllkörper entweder kontinuierlich oder absatzweise am Boden der Schüttschicht durch einen Drehrost und konzentrisch angeordnete Ringe ausgetragen und durch einen anschließenden Reinigungsvorgang in einer Trommel vom angelagerten Staub gereinigt werden. Die gereinigten Füllkörper gelangen durch einen geeigneten Förderer und einen Eintrag von oben wieder in das Schüttgut. Das zu reinigende Gas und die Füllkörper bewegen sich im Gegenstrom. Der zwischen den einzelnen Füllkörpern in der Schicht in teilagglomerierter Form angesammelte und an den Füllkörpern angelagerte Staub wird zusammen mit den Füllkörpern durch Schwerkraftwirkung ausgetragen und erst anschließend in einer gesonderten Einrichtung — Drehtrommel — von den Füllkörpern abgeschieden. Bei periodischer Verfahrensführung, d. h. bei Abziehen der Füllkörper-Teilmengen nach bestimmten Betriebszeiten, erfolgt die Steuerung des Reinigungsablaufes durch Überwachen des Druckverlustes in der Schüttgutschicht. Neben der notwendigen gesonderten Reinigungseinrichtung zum Abtrennen des Staubes von den Füllkörpern hat dieser bekannte Gasreiniger den betriebstechnischen Nachteil, daß durch die beim Abziehen der Teilmenge in der Filterschicht auftretenden Relativbewegungen der Füllkörper freigesetzten Staubpartikel vom Gasstrom mitgerissen werden und in die Atmosphäre gelangen. Dies führt zu den bekannten, periodisch auftretenden Verunreinigungen der Umgebungsluft durch derartige Filteranlagen.A packed bed filter for separating dust from gas streams is also known (DE-PS 3 42 402), in which the filler bodies located in a shaft as loose bedding are either continuous or intermittently at the bottom of the bulk layer through a rotating grate and concentrically arranged rings discharged and removed by a subsequent cleaning process in a drum Dust to be cleaned. The cleaned packing pass through a suitable conveyor and a Entry back into the bulk material from above. The gas to be cleaned and the packing move in the Countercurrent. The accumulated between the individual packing in the layer in partially agglomerated form and dust attached to the fillers is moved together with the fillers by the action of gravity discharged and only then in a separate device - rotary drum - from the Filing bodies deposited. In the case of periodic procedure, i. H. when subtracting the packings After certain operating times, the cleaning process is controlled by monitoring the pressure loss in the bulk material layer. In addition to the necessary separate cleaning device for separation the dust from the packing, this known gas cleaner has the operational disadvantage that due to the relative movements of the filler bodies that occur in the filter layer when the partial amount is withdrawn released dust particles are carried away by the gas flow and enter the atmosphere. This leads to the known, periodically occurring contamination of the ambient air by such Filter systems.

ίο Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Abtrennen und Abführen von Staub von den Füllkörpern eines Schüttgutfilters anzugeben, bei dem keine zusätzlichen Arbeiten notwendig sind und das auch während der Staubabtrennung von den Füllkörpern eine ausreichende Gasreinigung gewährleistet.ίο The object of the invention is to provide a method for Specify the separation and removal of dust from the packing elements of a bulk material filter in which none Additional work is necessary, including during the separation of dust from the packing sufficient gas cleaning is guaranteed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Dabei erfolgt das Abtrennen des Staubes durch die auf das Abziehen einer Teilmenge zurückzuführenden Relativbewegungen der Füllkörper innerhalb der Schüttgutschicht und die Staubabführung unmittelbar aus dieser Schüttgutschicht während des normalen Gas-Reinigungsbetriebes. Der Austrag der Teilmenge der Füllkörper dient zur Erzielung dieser Relativbewegungen, die sich über die gesamte Schichthöhe fortsetzen und den durch Anhaften agglomerierten Staub aus dem bei ruhendem Bett gebildeten vergleichsweise festen Verbund mit den Füllkörpern lösen. Aufgrund seiner nunmehr größeren Körnung kann der vom Gasstrom aus der Schüttgutschicht abgeförderte Staub in einem einfachen Abscheider, z. B. einem Multizyklon, aus dem Gas abgeschieden werden, ohne daß größere Mengen von Feinststaub mit in die Atmosphäre gelangen.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of the main claim. The dust is separated off by the dust that can be traced back to the removal of a partial amount Relative movements of the packing elements within the bulk material layer and the dust removal directly from this bulk material layer during normal gas cleaning operation. The discharge of the subset the filling body is used to achieve these relative movements, which extend over the entire height of the layer and the dust agglomerated by adherence from the dust formed when the bed is at rest for comparison loosen solid bond with the packing. Due to its larger grain size, the dust removed from the bulk material layer by the gas flow in a simple separator, e.g. B. a Multicyclone, from which gas can be separated without introducing large amounts of fine dust into the Atmosphere.

-55 Die Steuerung des periodischen Austrage der Teilmengen kann — ähnlich wie bei dem bekannten Gasreiniger nach der DE-PS 3142 402 - durch Überwachung des Druckverlustes in der Filterschicht oder aber mit Vorteil durch Voreinstellen einer von-55 The control of the periodic discharge of the Partial quantities can - similar to the known gas cleaner according to DE-PS 3142 402 - through Monitoring of the pressure loss in the filter layer or, with advantage, by presetting one of

■Ό Betriebsparametern bestimmten Taktfolge vorgenommen werden.■ Ό operating parameters made specific cycle sequence will.

Im folgenden werden als Ausführungsbeispiele verschiedene Schüttschichtfilter zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigtIn the following, various bulk bed filters for carrying out the Method according to the invention described with reference to the drawing. It shows

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Schüttschichtfilters, F i g. 1 a schematic representation of a packed bed filter,

Fig.2 ein Diagramm der Bewegungen der Schüttschicht im Filter beim Abziehen der Füllkörper als Funktion der Höhe der Schüttschicht,2 shows a diagram of the movements of the bulk layer in the filter when the filler bodies are removed as Function of the height of the bulk layer,

F i g. 3 schematisch die Fließbewegungen der Füllkörper in der Schüttschicht beim Abziehen einer Teilmenge- F i g. 3 schematically the flow movements of the packing in the bulk layer when a partial amount is withdrawn

Fig.4 ein Diagramm der Druckverluste des Gasstroms als Funktion der Betriebszeit bei der Filterausführung nach F i g. 1,4 shows a diagram of the pressure losses in the gas flow as a function of the operating time for the filter design according to FIG. 1,

Fig.5 und 6 zwei andere Filterausführungen in schematischer Darstellung.
Der in F i g. 1 dargestellte Schüttschichtfilter bestehtFig. 5 and 6 two other filter designs in a schematic representation.
The in F i g. 1 shown bulk bed filter consists

bo aus einem Filtergehäuse 1, einem Gaskanal 2, einem Gasabzug 3 und aus einem ortsfesten, mit Füllkörpern gefüllten Filterkasten 4, der seitlich von je einer Jalousiewand 5 begrenzt wird und an seinem unteren Ende einen Trichter 6 mit einem Absperrfilter aufweist.bo from a filter housing 1, a gas duct 2, a Gas vent 3 and from a stationary, filled with packing filter box 4, the side of each one Blind wall 5 is limited and has a funnel 6 with a shut-off filter at its lower end.

¹^ Eine Pumpe 8 fördert die periodisch abgezogenen Füllkörper durch eine Förderleitung 9 mittels durch eine Leitung 10 zugeführter Druckluft in einen Zyklon U. Der möglicherweise noch vorhandene Reststaub wird in ¹ ^ A pump 8 conveys the periodically withdrawn fillers through a delivery line 9 by means of compressed air supplied through a line 10 into a cyclone U. The residual dust that may still be present is in

einen nachgeschalteten Zyklon 12 aus der Luft abgeschieden. An der Eintragsseite des Filterkastens ist ein Sperrschieber 13 vorgesehen. Die Strömungsrichtung der Gase ist durch Pfeile 14 und die Bewegungsrichtung der Füllkörper durch einen Pfeil 15 gekennzeichnet Zwischen der in F i g. 1 linker« Einströmseite des verunreinigten Gases und der rechten Abströmseite für das gereinigte Gas ist eine Leitung 16 zum Messen des Druckverlustes sowie ein Meßwertumformer 17 eingeschaltet Ein Schütthöhenfühler 18 im Zykon 11 ist mit einem Meßwertumformer 19 gekoppelt. Der Gasabzug 3 ist über einen Kanal 20 mit einem Multizyklon 21 verbunden, von dem ein Abzug in die Atmosphäre führt Im oberen Teil des Filterkastens 1 ist ein weiterer Schütthöhenfühler 23 angeordnet, der mit einem Meßwertumformer 24 gekoppelt ist.a downstream cyclone 12 separated from the air. On the entry side of the filter box is a locking slide 13 is provided. The direction of flow of the gases is indicated by arrows 14 and the direction of movement the filler body indicated by an arrow 15 between the in F i g. 1 left «inlet side the polluted gas and the right downstream side for the cleaned gas is a line 16 for measuring the pressure loss and a transducer 17 switched on. A bed height sensor 18 in the Zykon 11 is coupled to a transducer 19. The gas vent 3 is via a channel 20 with a Multicyclone 21 connected, from which a vent into the atmosphere is in the upper part of the filter box 1 a further bulk height sensor 23 is arranged, which is coupled to a transducer 24.

Wenn die Rauchgase in Richtung des Pfeiles 14 den Filterkasten durchströmen, wird der im Rauchgas enthaltene Staub von der aus Füllkörpern gebildeten Schüttgutschicht zurückerhalten. Dabei steigt der Strömungswiderstand und der Druckveriust des Gases in der Schüttgutschicht, was in der Meßleitung 16 festgestellt wird. Übersteigt der Strömungswiderstand einen vorbestimmten Wert, dann öffnet der Sperrschieber 7 durch einen Impuls des Meßwertumformers 17, und eine Teilmenge an Füllkörpern fällt durch den Sperrschieber 7 hindurch.When the flue gases flow through the filter box in the direction of arrow 14, it becomes in the flue gas received dust back from the bulk material layer formed from packing. The increases Flow resistance and the pressure loss of the gas in the bulk material layer, which occurs in the measuring line 16 is detected. If the flow resistance exceeds a predetermined value, the gate valve opens 7 by a pulse of the transducer 17, and a subset of packing falls through the Lock slide 7 through.

In F i g. 2 sind die unteren Grenzwerte der senkrechten Abwärtsbewegung der Schüttschicht als Funktion der Schüttschichthöhe aufgetragen. Diese Grenzwerte kennzeichnen die bei unterschiedlichen Schüttschichthöhen jeweils abzuziehenden Teilmengen, bei denen noch ausreichende Relativbewegungen der Füllkörper über die gesamte Schichthöhe stattfinden. Eine senkrechte Verlagerung der Schüttschicht von höchstens 200 mm genügt, um ausreichend große Relativbewegungen der Füllkörper über die gesamte Schichthöhe zu erzielen. Die Verlagerung der Schüttschicht wird durch den im oberen Teil des Filterkastens angeordneten Schütthöhenfühler 23 erfaßt und bei einer Absenkung der Schüttschicht um etwa 200 mm als Signal zum Schließen des Sperrschiebers 7 dem Meßumformer 24 zugeführt Beim Nachrutschen der Schüttschicht entstehen Relativbewegungen der Füllkörper innerhalb der Schicht, die auf die unterschiedliche Größe der Nachrutschbewegung im mittleren Teil und am Rand der Schüttschicht zurückzuführen sind (Fig.3). Diese Relativbewegungen zwischen den Füllkörper bewirken, daß der in der Schicht angesammelte und an den Füllkörpern angelagerte Staub freigesetzt wird und sich im normalen Filterbetrieb leicht herausbringen läßt Das Gas strömt dabei durch den Gasabzug 3 und den Kanal 20 in den Multizyklon 21. Der zwischen den Füllkörpern angesammelte Staub ist durch seine Ablagerung agglomeriert und kann daher im Multizyklon 21 vom Gasstrom auf einfache Weise getrennt werden, so daß das Gas durch den Abzug 22 gereinigt in die Atmosphäre austritt.In Fig. 2 are the lower limit values of the vertical downward movement of the bulk layer as a function applied to the bed height. These limit values characterize the different heights of the bulk bed Sub-quantities to be withdrawn in each case, in which there is still sufficient relative movement of the filler bodies take place over the entire layer height. A vertical displacement of the bulk layer of at most 200 mm is sufficient to allow sufficiently large relative movements of the filler bodies over the entire height of the layer achieve. The shift of the bulk layer is arranged by the in the upper part of the filter box Bulk level sensor 23 detected and when the bulk layer is lowered by about 200 mm as a signal to Closing the gate valve 7 is fed to the transducer 24 when the bulk layer slips Relative movements of the packing within the layer, which on the different size of the Slipping movement in the middle part and at the edge of the bulk layer are due (Fig. 3). These Relative movements between the filler bodies cause the accumulated in the layer and to the Dust deposited in the packing is released and can be easily removed during normal filter operation Gas flows through the gas vent 3 and the channel 20 into the multicyclone 21. The one between the fillers accumulated dust is agglomerated by its deposition and can therefore be dated in the multicyclone 21 Gas flow can be separated in a simple manner, so that the gas is purified through the vent 22 into the Atmosphere.

Die durch den Sperrschieber 7 in die Pumpe 8 abgezogenen Teilmengen werden pneumatisch durch die Förderleitung 9 in den Zyklon 11 gefördert und von der Luft getrennt am Boden des Zyklons 11 gesammelt. Die Menge der abgeschiedenen Füllkörper wird durch den Schütthöhenfühler 18 überwacht und durch öffnen des Absperrschiebers 13 über den Meßwertumformer 19 gesteuert Die im Zyklon 11 abgeschiedene Luft strömt in den Zyklon 12 und nach Abscheiden des letzten Reststaut in die Atmosphäre.The partial quantities drawn off into the pump 8 by the slide valve 7 are pneumatically carried through the delivery line 9 promoted in the cyclone 11 and from the air is collected separately at the bottom of the cyclone 11. The amount of the separated packing material is monitored by the fill level sensor 18 and opened by opening it of the gate valve 13 is controlled by the transducer 19. The air separated in the cyclone 11 flows into the cyclone 12 and, after the last remaining dam has been deposited, into the atmosphere.

F i g. 4 zeigt den Rückgang des Druckverlustes durch die taktweisen Relativbewegunge.ii der Füllkörper nach einer normalen Betriebszeit von 500 Stunden. Die gestrichelte Linie gibt den Druckverlust ohne die Relativbewegung der Füllkörper an. Der Druckverlust fällt bei diesen Relativbewegungen auf seinen Anl'angswert zurück und steigt wieder normal an. Bei der Ausführung nach F i g. 11 ändert sich der Druckverlust während des gesamten Filterbetriebes im Bereich von 30 bis 50 mm Hg.F i g. 4 shows the decrease in pressure loss due to the cyclical relative movements. Ii of the packing a normal operating time of 500 hours. The dashed line gives the pressure loss without the Relative movement of the packing. The pressure loss falls to its initial value with these relative movements back and increases normally again. In the embodiment according to FIG. 11 changes the pressure loss during the entire filter operation in the range of 30 to 50 mm Hg.

Bei der Ausführung nach F i g. 5 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen. Statt eines Schütthöhenfühlers 23 und des Meßwertumformers 24 nach F i g. 1 ist ein Taktgeber 25 vorgesehen. Bei einer vorgegebenen Filtergestalt bestimmt sich die abzuführende Teilmenge und damit die Größe der Relativbewegungen der Füllkörper nach der Taktfolge der Betätigungsperioden des Sperrschiebers, die vom Taktgeber 25 bestimmt werden. Sobald der Druckverlust einen vorbestimmten Wert übersteigt, wird der Sperrschieber 7 durch einen Impuls des Meßwertumformers 17 geöffnet und nach einer vorbestimmten Zeitdauer durch einen Impuls des Taktgebers 25 geschlossen. Die Steuereinrichtung für den Sperrschieber 7 wird dadurch einfacher und die Schütthöhe der Filterschicht nicht gesondert erfaßt, so daß entspre-In the embodiment according to FIG. 5, the same parts are provided with the same reference numerals as in FIG. Instead of a bed height sensor 23 and the transducer 24 according to FIG. 1 a clock 25 is provided. With a given filter shape, the subset to be discharged and thus the size of the Relative movements of the packing according to the cycle of the operating periods of the locking slide, which from Clock 25 can be determined. As soon as the pressure loss exceeds a predetermined value, the Lock slide 7 opened by a pulse of the transducer 17 and after a predetermined Duration closed by a pulse from the clock 25. The control device for the gate valve 7 is thereby easier and the bed height of the filter layer is not recorded separately, so that corresponding

chende Meß- oder Übertragungsfehler nicht entstehen können.Corresponding measurement or transmission errors cannot arise.

Auch bei der Ausführung nach Fig.6 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Statt der Meßleitung 16 zum Erfassen der Druckverluste und des Meßwertumformers 17 gemäß Fi g. 1 ist ein Taktgeber 26 vorgesehen. Diese Staubfilterausführung ist für Gasströme mit konstantem Staubanteil ausgelegt, so daß eine abzuschützende Beziehung zwischen dem Verlustanstieg und der Betriebszeit besteht. Nach einer vorbestimmten Betriebszeit betätigt der Taktgeber 26 den Sperrschieber 7. Die Steuerung dieses Sperrschiebers 7 ist somit gegenüber der Ausführung nach F i g. 1 vereinfacht, da der Druckverlust innerhalb einer Betriebsperiode nicht überwacht werden muß und entsprechende Fehler vermieden werden.In the embodiment according to FIG. 6, too, the same parts are provided with the same reference numerals. Instead of the Measuring line 16 for detecting the pressure losses and the transducer 17 according to Fi g. 1 is a clock 26 provided. This dust filter version is designed for gas flows with a constant dust content, see above that there is a relationship to be protected between the increase in loss and the operating time. After a predetermined operating time, the clock 26 actuates the locking slide 7. The control of this locking slide 7 is thus compared to the embodiment according to FIG. 1, since the pressure loss is within a Operating period does not have to be monitored and corresponding errors are avoided.

Die beiden Ausführungen nach den Fig.5 und 6 können miteinander kombiniert werden. Dabei erfolgt das öffnen und Schließen des Sperrschiebers 7 dann allein durch Taktgeber.The two versions according to FIGS. 5 and 6 can be combined with one another. This takes place the opening and closing of the locking slide 7 then solely by clock.

Bei den beschriebenen Ausführungen wird die Teilmenge an Füllkörpern aus dem ortsfesten Filterkasten 4 durch einen zentralen Trichter abgezogen. Statt dieses Trichters 6 kann auch jede geeignete Einrichtung verwendet werden, solange der Füllkörper durch die Schwerkraft bewegt und dadurch eine Relativbewegung zwischen den Füllkörpern erzeugt wird.In the embodiments described, the partial amount of packing is taken from the stationary filter box 4 withdrawn through a central funnel. Instead of this funnel 6, any suitable device can also be used can be used as long as the filler body is moved by gravity and thus a relative movement is generated between the packing.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, kann der Staub durch die absatzweisen Relativbewegungen von den Füllkörpern getrennt und aus der Schüttgutschicht ausgeschieden werden, ohne daß der Filterbetrieb unterbrochen und zusätzliche Arbeiten ausgeführt werden müßten.As can be seen from the above description, the dust can move through the intermittent relative movements separated from the packing and separated from the bulk material layer without the filter operation interrupted and additional work would have to be carried out.

Die beschriebenen Steuereinrichtungen ermöglichen im normalen Filterbetrieb eine selbständige AbtrennungThe control devices described enable independent separation in normal filter operation

hi und Abführung des Staubes.hi and removal of the dust.

Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Method of separating and removing dust from the packing of a dust-containing Gases acted upon bulk bed filter, in which at predetermined time intervals a lower subset the packing is removed by gravity at the bottom of the packed bed filter, in which the Partly agglomerated dust from the bulk material layer that has accumulated between the packing elements Bulky bed filter discharged, released and separated by relative movements of the packing is, and in which the withdrawn portion of the packing from above the bulk layer again is supplied, characterized in that the partially agglomerated dust by the Subtracting the partial amount between the fillers in the bulk layer generated relative movements is separated from the fillers and separated from the flow of the dust-cleaned gas.

2. The method according to claim 1, characterized in that the subset withdrawn in each case corresponds to a settling movement of the bulk layer of a maximum of 200 mm