DE2554287A1 - Verfahren und vorrichtung zum reinigen eines filter- oder katalysatorbettes - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum reinigen eines filter- oder katalysatorbettesInfo
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Description
DR.-ING. EUGEN MAIER DR.-ING. ECKHARD WOLF
PATENTANWÄLTE
A 11 1.12.1975 i - kt
The Anaconda Company Time and Life Building 1271 Avenue of the Americas
.New York, N.Y. / USA
Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen eines Filter- oder Katalysatorbettes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen eines mit trockener Kontaktmasse gefüllten
Filterbettes, insbesondere eines Filter- und Katalysatorbettes.
Bei der Herstellung von Schwefelsäure ist es beispielsweise üblich, Verunreinigungen wie Staub u.dgl. aus den
gasförmigen Ausgangs- oder Zwischenprodukten durch Filtrieren abzuscheiden. Gewöhnlich erfolgt die Filtration durch Hin-
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durchleiten der Gase durch ein Filterbett, das als Filtermaterial eine trockene Kontaktmasse enthält, bzw. durch
eine Horde, die mit einer Katalysatormasse als Filtermaterial beschichtet ist. Während des Betriebs eines
solchen Filter- bzw. Katalysatormaterial enthaltenden Bettes verstopft sich dieses allmählich mit den aus den
Gasen abgeschiedenen Verunreinigungen, was eine Abnahme der Filterleistung zur Folge hat, so daß das Filterbett
von Zeit zu Zeit einer Reinigung unterworfen werden muß, um aus den zu behandelnden Gasen wieder Verunreinigungen
abscheiden zu können.
Bei einem bekannten Verfahren zum Reinigen des Filterbettes wird das Kontaktmaterial und eine Schicht aus
siliziumhaltigem Material, das einen Teil des Filterbettes bildet, von der Horde abgenommen, anschließend gesiebt
und dann wieder auf die Horde zurückgebracht. Bei starker Verunreinigung infolge längeren Gebrauchs wird das Kontaktmaterial
und das siliziumhaltige Material durch frisches Material ersetzt. Dies geschieht gelegentlich
von Hand, was jedoch zeitraubend und kostspielig ist. Man kann sich zu diesem Zweck auch eines Wartungsdienstes
bedienen, wobei zwar effektiv Zeit eingespart werden kann, jedoch immer noch Zeitverluste und Kosten in Kauf genommen
werden müssen. So braucht man beispielsweise für ein Filterbett mit 27,368 Ltr. Inhalt eine Gruppe von
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acht Mann, um den Inhalt des Bettes abzunehmen und zu sieben. Hinzu kommt eine Ausfallzeit der betreffenden
Anlage von etwa 70 Stunden.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Reinigungsmethoden, bei welchen das Filter- und Kontaktmaterial gesiebt wird,
besteht darin, daß gewöhnlich mindestens 5% der gesamten Filtermasse aufgrund des Abriebs beim Sieben verloren geht.
Allen diesen bekannten Verfahren haften somit erhebliche, durch Betriebsunterbrechungen, Materialverlust und Kosten
verursachte Nachteile an.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu entwickeln, mittels derer die Reinigung des Filteroder
Katalysatorbettes mit geringem Zeit- und Personalaufwand und ohne Materialverlust durchgeführt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung ein Verfahren vorgeschlagen, bei welchem die Verunreinigungen
mittels Saugluft durch ein etwa horizontal über dem Bett angeordnetes Siebgitter nach oben abgesaugt werden und
der Saugvorgang nach vorheriger Lockerung des körnigen Filtermaterials wiederholt wird, wobei zum Zweck der
Lockerung des Filtermaterials das Siebgitter gegebenenfalls
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von dem Filterbett abgehoben wird.
Die Wirksamkeit dieses Verfahrens kann dadurch erhöht werden, daß das Filterbett bereits vor dem ersten Absaugen
aufgelockert wird, was zweckmäßigerweise mittels eines Rechens erfolgt, der vor dem ersten Absaugen in einer
ersten Richtung und vor dem zweiten Absaugen in einer zweiten, zur ersten etwa quer verlaufenden Richtung über
das Filter bewegt wird.
Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Lösung der vorstehenden Aufgabe weist ein unmittelbar auf der im wesentlichen horizontalen
Oberfläche des Filterbettes anhebbar oder abnehmbar ausgebildetes, oder auch im Abstand von dieser Oberfläche
angeordnetes Siebgitter, eine in geringem Abstand über dem Siebgitter verschiebbar angeordnete Absaugeinrichtung sowie einen in der Arbeitsstellung mit seinen
Zinken von oben in das Filterbett eingreifenden, in mindestens einer Richtung horizontal verschiebbaren Rechen
od.dgl. auf.
Um die staubförmigen Verunreinigungen besser absaugen zu können, ist es zweckmäßig, wenn der Rechen in zwei zueinander etwa quer verlaufenden Richtungen über das Filterbzw.
Katalysatorbett verschiebbar angeordnet ist.
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Auf ein Abheben des Siebgitters vor dem Auflockern des
Filter— bzw. Katalysatormaterxals kann verzichtet werden, wenn das Siebgitter im Abstand über der Bettoberfläche
und der Rechen in dem zwischen der Bettoberfläche und dem Siebgitter gebildeten Zwischenraum angeordnet ist.
Gemäß der Erfindung weist die Vorrichtung somit eine Saugeinrichtung, ein Siebgitter und einen Rechen od. dgl.
auf. Die Öffnungen des Siebgitters sind kleiner als die Korngröße der die obere Filterschicht bildenden Partikel
Beim Schwefelsaurekontaktprozeß bilden diese Partikel die Silizium bzw. Kieselsäure enthaltende Schicht, die
die darunterliegende, Kontaktkatalysatoren enthaltende Filterschicht bedecken. Das Siebgitter befindet sich über
der Oberfläche der siliziumhaltigen Schicht und verhindert, daß Teilchen dieser Schicht in die Vakuumleitung gesaugt
werden. Die Saugeinrichtung ist zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß sie über die ganze Fläche des Siebgitters
verfahren werden kann, so daß die im Filter abgelagerten staubförmigen Verunreinigungen über diese ganze Fläche
durch das Siebgitter abgesaugt werden. Nach Beendigung des ersten Absaugvorganges wird das Siebgitter von seinem
Platz über der siliziumhaltigen Schicht abgenommen. Hiernach wird der Rechen so in das Bett eingetaucht, daß seine
nach unten weisenden Zinken durch die oberste siliziumhaltige Schicht hindurch zumindest in den oberen Teil der
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darunterliegenden, Kontaktkatalysatoren enthaltenden Schicht eingreifen. Sodann wird der Rechen in einer ersten
Richtung verschoben, wobei eventuelle Oberflachenverkrustungen aufgebrochen werden und ein größerer Zutritt
zu den noch verbliebenen Verunreinigungen geschaffen wird. Anschließend wird das Siebgitter wieder an den vorgesehenen
Platz über der siliziumhaltigen Schicht gebracht und die Saugeinrichtung wird von Neuem über die gesamte
Oberfläche des Gitters gefahren, um noch weitere Verunreinigungen durch die Öffnungen des Siebgitters aus dem
Bett abzusaugen. Nach Beendigung dieses Verfahrensschrittes kann das Siebgitter wieder abgenommen werden,
um ein weiteres Lockern des Bettes mit Hilfe des Rechens vornehmen zu können. Bei diesem Vorgang, bei welchem der
Rechen mit seinen Zinken in etwa gleicher Tiefe wie zuvor
durch die siliziumhaltige Schicht in die Katalysatorschicht
eingreift, wird der Rechen jedoch in einer anderen, zur ersten Verschieberichtung- zweckmäßig quer verlaufenden
Richtung über das Bett verschoben. Auch hierbei werden eventuelle weitere Oberflachenverkrustungen aufgebrochen
und damit bessere Voraussetzungen für das Absaugen der verbliebenen Verunreinigungen geschaffen. Nach diesem Lockerungsvorgang wird das Siebgitter erneut an seinen Platz über der
siliziumhaltigen Schicht zurückgebracht, damit die Saugeinrichtung nochmals über die gesamte Oberfläche verschoben
werden kann, um die zuvor noch freigelegten Verunreinigungen absaugen zu können.
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ORIGINAL INSPECTED
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In der Zeichnung ist ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Weise
dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch ein Filterbett während des Absaugens;
Fig. 2 das Filterbett mit eingetauchtem Auflockerungsrechen ϊ
Fig. 3 eine Darstellung entsprechend Fig. 2 mit einem gegenüber dieser Darstellung in anderer Richtung
bewegten Rechen.
Der in der Zeichnung ausschnittsweise dargestellte Behälter 10 ist Teil eines Kontaktofens, wie er bei der
Schwefelsäureherstellung verwendet wird. Der Behälter
ist durch Außenwände 12 begrenzt, die einen vertikalen Kanal 14 umschließen, durch welchen die zu behandelnden
Gase strömen. Der Behälter 10 nimmt ein trockene Kontaktmassen enthaltendes Filterbett 16 auf.
Das Filterbett 16 einer Schwefelsäureanlage enthält eine aus Katalysatormasse bestehende Schicht 18 und eine
Schicht 20 aus siliziumhaltigem Material od. dgl. über
einer Horde 22.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält die Katalysatormasse ein körniges Material, das im wesentlichen
aus Kügelchen 24 aus Vanadiumoxid od. dgl. besteht. Die Kiigelchen 24 sind in geeigneter Weise über der Horde
verteilt. Als siliziumhaltiges Material der Schicht wird Quarzkies 26 verwendet, der im wesentlichen die
ganze Oberfläche der Katalysatormasse 18 bedeckt und eine im wesentlichen ebene Oberfläche 28 aufweist. Die
Dicke der siliziumhaltigen Schicht 20 und der die Katalysatormasse enthaltenden Schicht 18 entspricht der üblichen
Norm. Die Horde 22 weist den üblichen Aufbau auf und ist an den Behälterwänden 12 befestigt. Die Durchmesser
dieser Horde erlauben den freien Durchtritt der zu behandelnden Gase, verhindern jedoch ein Durchfallen der
Kügelchen 24.
Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist das im wesentlichen ebene, mit Durchlässen 32 versehene Siebgitter 30 so
ausgebildet und angeordnet, daß es das Filterbett 16 in seiner ganzen Ausdehnung bedeckt und genau in das
Innere des Behälters 10 hineinpaßt. Es liegt oberhalb der Oberfläche 28 der Schicht 20 und ist mit Durchlässen
versehen, die einen im wesentlichen vieleckigen Querschnitt aufweisen und so bemessen sind, daß die Vanadiumoxid-Kügelchen
24 und der Quarzkies 26 vom Gasstrom nicht durch die Durchlässe 32 hindurchgesaugt werden. Durch das
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Abdecken der Oberfläche 28 mittels des Siebgitters 30 bleibt die Dicke der Siliziumschicht 20 beim Absaugen der
Verunreinigungen im wesentlichen konstant. Wenn das Siebgitter 30, wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, auch im allgemeinen auf der Oberfläche 28 unmittelbar
aufliegt, so kann es aber auch in einem senkrechten Abstand über dieser Oberfläche angeordnet werden,
wobei jedoch gewährleistet sein muß, daß auf das Filterbett 16 noch eine ausreichende Saugkraft ausgeübt wird.
Die Saugeinrichtung 34 weist einen Schlauch 36 auf, der, wie in Fig. 1 mit gestrichelten Linien angedeutet, mit
einem Verschiebemechanismus 38 für die Unterdruckquelle
verbunden ist. Der Schlauch 36 kann mittels des Verschiebemechanismus 38 so bewegt werden, daß sein Mundstück
die gesamte Fläche des Siebgitters 30 bestreicht und dabei die Verunreinigungen des Filterbettes durch
das Siebgitter abgesaugt werden.
Wie aus den Figuren 2 und 3 zu ersehen ist, besteht die Lockerungseinrichtung 40 aus einer Antriebsvorrichtung 42,
zwei vertikalen Haltestangen 44, einer im wesentlichen horizontal verlaufenden Schiene 46, die mit einer Mehrzahl
von Spitzen 50 aufweisenden Zinken 48 bestückt ist. Die Antriebsvorrichtung 42 ist so mit den beiden Haltestangen
verbunden, daß der durch die Schiene 46 und die Zinken
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gebildete Rechen in verschiedenen, vorzugsweise in zwei zueinander rechtwinkligen Bewegungsrichtungen verschoben
werden kann.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, greifen die Zinken 48 des Rechens so in das Filterbett 16 ein, daß sie durch
die siliziumhaltige Schicht 20 hindurchgreifen und mit ihren Spitzen 50 zumindest in den oberen Teil der die
Katalysatormasse enthaltenden Schicht 18 eingreifen. Eine Eindringtiefe der Spitzen 50 in die Schicht 18 von mindestens
etwa 5 cm hat sich als ausreichend erwiesen, um eine genügende Auflockerung der Filtermasse zu bewirken,
wenn der Rechen parallel zu den Wänden 12 über deren gesamte Länge bewegt wird und die Zinken 48 das Filterbett
durchkämmen und dabei eine das Absaugen der Verunreinigungen erleichternde Auflockerung des Filterbettes bewirken./im
folgenden sollen die einzelnen Verfahrensschritte bei der Durchführung der Reinigung des Filterbettes näher erläutert
werden.
Das Siebgitter 30 liegt zunächst, wie in Fig. 1 gezeigt, auf der Oberfläche 28 des Filterbettes auf. Der Schlauch
ist in senkrechter Lage über dem Siebgitter gehalten und wird mittels des Verschiebemechanismus 38 über die gesamte
Fläche des Siebgitters geführt, wobei der größte Teil der Verunreinigungen aus dem Filterbett abgesaugt wird.
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Nach Beendigung dieses Absaugvorganges wird das Siebgitter von der Oberfläche 28 abgenommen, um, wie in den Figuren
2 und 3 gezeigt ist, die Zinken 48 mit ihren Spitzen 50 in die Schichten des Filterbettes bis zu der oben angegebenen
Tiefe einführen zu können. Hierauf wird der Rechen mit Hilfe der Antriebsvorrichtung 42 in einer ersten, in
der Darstellung gemäß Fig. 2 zur Zeichenebene senkrechten Richtung entlang dem Filterbett geführt. Während dieser
Bewegung werden von den das Filterbett durchkämmenden Zinken des Rechens eventuelle Oberflachenverkrustungen
aufgebrochen und Staubteilchen, die sich an den Vanadiumoxid-Kügelchen
24 und dem Quarzkies 26 angelagert haben, von diesen gelöst. Hierbei werden gleichzeitig bis zur
Oberfläche 28 reichende Kanäle gebildet, die das Absaugen der Verunreinigungen aus dem Inneren des Filterbettes erleichtern.
Anschließend wird das Siebgitter 32 wieder auf die Oberfläche 28 aufgelegt und durch das Filterbett mittels der
Absaugvorrichtung in der vorbeschriebenen Weise erneut Gas hindurchgesaugt, wobei die durch die vorangegangene
Auflockerung des Filterbettes freigelegten weiteren Verunreinigungen
durch das Siebgitter abgesaugt werden.
Hierauf wird der Rechen erneut in das Filterbett eingeführt, nachdem zuvor das Siebgitter abgenommen wurde.
ΛίΛΜΑΧ^,ί-ιΑΛΓ* — 12 —
A 11 859 1.12.1975 - 12 - i - kt
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird der Rechen hierbei in eine gegenüber der in Fig. 2 dargestellten Lage um 90°
geschwenkte Lage gebracht und in Richtung des in Fig. 3 eingezeichneten Pfeils über das Filterbett geführt.
Hierbei werden von den Rechenzinken weitere Oberflächenverkrustungen aufgebrochen, weitere Verunreinigungen gelöst
und weitere größere Kanäle gebildet, durch die die zusätzlich abgelösten und freigelegten Verunreinigungen
leicht abgesaugt werden können. Gleichzeitig dient diese zweite Bearbeitung des Filterbettes mit dem in einer um
90° verschiedenen Richtung bewegten Rechen dazu, das Filterbett einzuebnen. Nachdem das Siebgitter wieder aufgelegt
wurde, kann ein neuer Absaugvorgang eingeleitet werden, durch den noch weitere Verunreinigungen abgesaugt
werden. Die einzelnen Verfahrensschritte können beliebig oft wiederholt werden.
Bei dem im Vorstehenden beschriebenen Verfahren wird das Siebgitter jeweils vor der Auflockerung des Filterbettes
mit dem Rechen von der Oberfläche des Filterbettes abgenommen. Es ist jedoch auch möglich, das Siebgitter anzuheben
und in einem senkrechten Abstand über der Oberfläche des Filterbettes zu halten und die Auflockerung des Filterbettes
mittels des zwischen dem Siebgitter und der Oberfläche des Filterbettes über das Filterbett geführten Rechens zu
bewerkstelligen, sodaß das Siebgitter beim gesamten
önrto'it /ηίοΊ "~ 13 —
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Reinigungsvorgang von der Vorrichtung nicht abgenommen zu werden braucht.
Das erfindungsgemäße Verfahren wurde beim Reinigen eines Filterbettes einer Anlage zur Durchführung des Schwefelsäurekontaktprozesses
angewendet und hierbei festgestellt, daß von dem 26,368 Ltr. betragenden Inhalt des Filterbettes
keine Filtermasse verloren ging und gegenüber der Durchführung bekannter Reinigungsverfahren nur die Hälfte an
Arbeitskräften benötigt wurde. Die notwendige Betriebsunterbrechung war wesentlich kürzer als bei der von einem
Wartungsdienst durchgeführten Reinigung, was abgesehen von den Kosten des Wartungsdienstes für insgesamt 400 Arbeitsstunden
eine wesentliche Kostenersparnis bedeutet.
Hieraus ist ersichtlich, daß dem erfindungsgemaßen Verfahren unter dem Gesichtspunkt seiner einfachen Durchführbarkeit,
des erzielten besseren Reinigungsgrades, der Materialersparnis und der Kostensenkung eine erhebliche
wirtschaftliche Bedeutung zukommt.
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Claims (7)
- 255428?IfA 11 859 1.12.1975 i - ktPatentansprücheΘ zum Reinigen
Verfahren/eines mit trockener Kontaktmasse gefüllten Filterbettes, insbesondere eines Filter- und Katalysatorbettes , dadurch gekennzeichnet, daß die Verunreinigungen mittels Saugluft durch ein im wesentlichen horizontal über dem Filterbett angeordnetes Siebgitter hindurch nach oben abgesaugt werden und der Saugvorgang nach vorheriger Lockerung des körnigen Filtermaterials wiederholt wird, wobei zum Zweck der Lockerung des Filtermaterials das Siebgitter gegebenenfalls von dem Filterbett abgehoben wird. - 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Filterbett vor dem Absaugen der Verunreinigungen aufgelockert wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 2,* dadurch gekennzeichnet , daß das Auflockern mittels eines Rechens erfolgt, der vor dem ersten Absaugvorgang in einer ersten Richtung und vor dem zweiten Absaugvorgang in einer zweiten, zur ersten Richtung im wesentlichen quer verlaufenden Richtung über das Filterbett bewegt wird.609825/0887 - 2 -A 11 859 1.12.1975 - ? - i - ktis
- 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung ein unmittelbar auf der im wesentlichen horizontalen Oberfläche (28) der obersten Schicht (20) des Filterbettes (16) aufliegendes, anhebbar oder abnehmbar ausgebildetes, oder auch im senkrechten Abstand von dieser Oberfläche (28) angeordnetes Siebgitter (30), eine in geringem Abstand über dem Siebgitter (30) verschiebbar angeordnete Absaugeinrichtung (34) sowie einen in der Arbeitsstellung mit seinen Zinken (48) von oben in das Filterbett (16) eingreifenden, in mindestens einer Richtung horizontal bewegbaren Rechen (44,46,48) aufweist.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Lockerungseinrichtung (40) mit einem Antrieb (42), der den Rechen (44,46,48) wahlweise in zwei zueinander im wesentlichen quer verlaufenden Richtungen bewegt.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Rechen (44,46,48) in dem Raum zwischen der Oberfläche (28) des Filterbettes (16) und dem im Abstand von dieser Oberfläche (28) gehaltenen Siebgitter (30) bewegbar ist.25/0687A 11 859 1.12.1975 i - kt
- 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6 für ein eine aus Vanadiumoxid-Kügelchen bestehende Katalysatorschicht und eine über dieser befindliche, aus Quarzkies bestehende Schicht aufweisendes Filterbett, dadurch gekennzeichnet , daß die Rechenanordnung (40) so ausgebildet ist, daß die Rechenzinken (48) in der Arbeitsstellung des Rechens durch die obere Filterschicht (20) hindurchgreifen und mit ihren Spitzen (50) zumindest in den oberen Teil der darunterliegenden Katalysatorschicht (18) eingreifen.609825/0611'
Applications Claiming Priority (1)
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| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |