DE2738118B2 - Filternder Abscheider mit Staubriickführung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen filternden Abscheider, insbesondere Taschen- oder Schlauchfilter mit unterer, nach oben zu den Filterelementen gerichteter Zufuhr von Rauchgas mit Staubteilchen großer Adhäsionskraft, wobei durch dieses Rauchgas der bei der periodischen Abreinigung der Filterflächen absinkende Staub den Filterflächen zur Agglomeration wieder zugeführt wird und ein Teil des agglomerierten Staubes, der dem Staubanteil im ankommenden Rauchgas entspricht und nicht mehr durch das Rauchgas zu den Filterflächen mitgenommen werden kann, während der periodischen Abreinigung der Filterelemente ausgetragen wird.

Durch einen filternden Abscheider der vorerwähnten Art ist es möglich, eine Agglomeration des im Rauchgas enthaltenen Feinststaubes im Schwebezustand und unmittelbar vor den eigentlichen Filterflächen zu erreichen, so daß dadurch eine Rauchgasdurchlässigkeit der Staubschicht auf den Filterflächen bewahrt bleibt, durch die ein zu hoch werdender Filterwiderstand vermieden wird. Insbesondere wird dadurch eine übliche Abreinigung der Filterflächen durch Gegenstromspülung und/oder Rüttelung ermöglicht.

Das vorerwähnte Verfahren hat sich in der Praxis bewährt, so lange die Adhäsionskräfte der Feinstäube im Rauchgas infolge großer Oberfläche zu ihrer geringen Masse ein gewisses Maß nicht überschreiten. Als Folge zu großer Adhäsionskräfte solcher Feinstäube aus bestimmten Rauchgasen aus Schmelzöfen oder dergleichen bleiben, die aneinander sowie an und in den Filterflächen sich anlagernden Staubteilchen trotz einer Agglomeration durch Staubrückführung bei Anwendung üblicher Abreinigungsverfahren haften bzw. bleiben häufig als kleine Klumpen an den einzelnen Fasern der Filterflächen hängen, was zu einem irreversiblen Zusetzen des Filters mit ständiger Verringerung der Filtergeschwindigkeiien und stark ansteigendem Filterwiderstand führen kann, was veranlaßt, daß die Filteranlage auf eine wirtschaftlich nicht mehr vertretbare Anlagengröße erweitert werden müßte.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, filternde Abscheider, wie Taschen oder Schlauchfilter mit periodischer Abreinigung der Filterflächen durch Gegenstromspülung und/oder Rüttelung und Anwendung einer Rückführung des bei den periodischen Abreinigungen niedersinkenden Staubes zu den Filterflächen mittels des Rauchgasstromes auch dann einsetzen zu können, wenn Rauchgase mit Feinstaub sehr großer Adhäsionskraft abzureinigen sind und dabei im filternden Abscheider große Staubmengen aufrechterhalten werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß bei dem eingangs erwähnten filternden Abscheider innerhalb des Abscheiders unterhalb der Filterelemente ein einen Teil der nach unten projizierten Fläche der Filterelemente einnehmender, vom

Rauchgas durchströmter, aus perforierten Wandungen gebildeter und mit vom Rauchgas umströmten Körpern gefüllter Behälter als Speicherbereich angeordnet ist, in welchem durch mindestens zeitweise erfolgende Krafteinwirkung der an den Körpern haftende und zwischen ihnen sich sammelnde Staub freigesetzt wird und der bei der periodischen Abreinigung der Filterelemente in den Behälterbereich eintretende Grobstaub soweit zerkleinert wird, daß er vom Rauchgas zu den Filterelementen wieder mitgerissen wird.

Es ist zwar aus der DE-AS 12 65 554 bekannt, ein sogenanntes Kiesbettfilter in eine Staubgasströmung zu schalten, bei dem in einem federnd abgestützten Behälter auf einem Siebboden eine kömige Filtermittelschicht vorgesehea ist, die zur Abreinigung des Staubgases von unten nach oben durchströmt wird und deren körnige Filterschicht unter Abschalten des Staubgasstroines von oben nach unten zur Reinigung von Spülluft durchströmt und dabei unter Rüttelbewegung versetzt wird, um die Körperschicht von anhaftendem Staub zu befreien.

Diesem Bekannten gegenüber handelt es sich nach der Erfindung um einen filternden Abscheider nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, und es wird durch die Lösung nach der Erfindung die Tendenz von Staubteilchen großer Adhäsionskraft, sich an und zwischen Körpern der Trommelfüllung anzulagern, ausgenutzt, wobei die dabei vorübergehend an den und zw.sehen den Körpern gespeichert haftenbleibenden, mindestens teilweise agglomerierten Staubteile ihre Adhäsionskraft durch eine Art von Alterung ganz oder mindestens teilweise verlieren. Die dann periodisch durch eine mechanische Krafteinwirkung von den Körpern freigesetzten, gespeicherten Staubpartikel gelangen voragglomeriert und gealtert mit dem Rauchgas zu den Filterelementen, von deren Flächen sie periodisch durch Abreinigung gelöst und mit dem Rauchgas wieder zu den Filterflächen zurückgeführt und weiter agglomeriert werden. Durch die Zwischenspeicherung der Staubteilchen und die während der Abreinigungsperioden der Filterelemente vorzunehmende Staubrückführung zu den Filterelementen werden die agglomerierten Staubteilchen in einen Zustand versetzt, der eine einwandfreie Ablösung von den Filterflächen in üblicher Weise durch Gegenstromspülung und/oder Rüttelung zuläßt.

Durch die Art bestimmter Stäube in Rauchgasen tritt der Fall ein, daß die agglomerierten Teile an den Filterflächen des Abscheiders sehr feste und schwere Teilchen bilden, die nicht mehr durch das Rauchgas zurück zu den Filterflächen mitgerissen werden können und durch den Rauchgasschleier hindurch absinken und ausgetragen werden. Dadurch kann der Fall eintreten, daß im Filter nicht mehr genügende Mengen an Staub zurückgehalten werden, um eine weitgehende Agglomeration des Feinstaubes im Filter und an den Filterflächen herbeizuführen. Aus diesem Grund nimmt der mit Körpern gefüllte Behälter unterhalb der Filterelemente einen Teil der nach unten projizieren Fläche der Filterelemente ein und fängt einen wesentlichen Teil dieser festen und schweren Staubteilchen ein, die durch die perforierten Wandungen in den Behälter eindringen und in ihm während der zeitweise erfolgenden Krafteinwirkung auf die Körper des Behälters durch die Körper wieder zerkleinert bzw. gewissermaßen gemahlen werden und in einen Zustand gelangen, durch den die gemahlenen Staubteilchen mit dem Rauchgas wieder zu den Filterflächen zurückgeführt werden können.

Sobald sich der filternde Abscheider im eingefahrenen Betriebszustand befindet, wird ein Teil des bei der periodischen Abreinigung der Filterflächen absinken-■ den Staubes in Richtung auf den mit Körpern gefüllten Behälter geführt, in welchem die etwa erforderliche Zerkleinerung der festen und schweren Staubteilchen erfolgt, während ein anderer Teil dieser festen und schweren Staubteilchen neben dem Behälter absinkt ·" und ausgetragen wird, wobei der gesamte Anteil der neben dem Behälter absinkenden Staubmenge der Staubmenge entspricht, die im ankommenden Rauchgas enthalten ist

Der filternde Abscheider wird zu Anfang des ''· Betriebes mit Agglomerationskernen in Form von Staub, z. B. Kalkstaub, beschickt, der vorteilhaft dem mit Körpern gefüllten Behälter zugeführt wird. Nach bestimmter Zeit, in der sich die Menge des im Abscheider befindlichen Staubes durch die Staubrück- -" führung bis auf ein Maximum, abhängig von der Geschwindigkeit des Rauchgases vergrößert, wird ein Gleichgewichtszustand oder der eingefahrene Betriebszustand erreicht, bei dem ein Teil des bei der periodischen Abreinigung der Filterelemente niedersin- -'"· kenden, agglomerierten Staubes nicht mehr vom Rauchgas zurück zu den Filterelementen mitgerissen werden kann und dann ausgetragen wird und dabei der Staubmenge entspricht, die im ankommenden Staubgas enthalten ist.

'" Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen filternden Abscheider mit waagerechten Filterschläuchen und der erfindungsgemäßen Ausbildung eines '"' Speicherbereiches,

Fig.2 einen Teilquerschnitt einer abgeänderten schematisch dargestellten Ausbildung des Speicherbereiches nach der Erfindung,

Fig. 3 eine Teilaufsicht, gesehen von der Linie 1!MII i" der F i g. 2,

Fig.4 einen schematischen, der Fig. 1 entsprechenden Querschnitt mit mehreren hintereinander geschalteten Staubspeicherbereichen.

In den Zeichnungen, in denen gleiche Teile mit

'"' gleichem Bezugszeichen versehen sind, ist für einen filternden Abscheider als Beispiel ein Schlauchfilter verwendet worden, in dessen Gehäuse 1 waagerechte Filterschläuche 2 an einer Lochwand 3 in Überdeckung der Löcher mit den offenen Seiten der in einen

>^cl Reingasraum 4 mündenden Schläuche befestigt sind.

Der Reingasraum 4, in welchem in bekannter, nicht dargestellter Weise eine hin- und herwandernde Spülgasdüse die Filterschläuche 2 periodisch im Gegenstrom abreinigt, ist über eine Leitung 5 an ein

'<"» Sauggebläse angeschlossen.

Dem mit einer Austragschnecke 6 versehenen unteren Staubsammeltrichter 7 wird das Rauchgas aus einem Verteilerkanal 8 über Anschlüsse 9 zugei'ührt.

Gemäß der Erfindung mündet der Anschluß 9 oder

^wl münden die Anschlüsse 9 in einen oder mehreren hintereinander liegenden, als Staubspeicherbereich dienende Behälter, die nach F i g. 1 aus einer periodisch drehend antreibbaren Sieb- oder Lochtrommel 10 mit einer Füllung aus schweren Körpern 11, z.B. Kugeln

'■'' oder anderen regelmäßigen oder unregelmäßigen Körpern aus Stahl, Keramik, Stein oder anderem schweren Material bestehen. Vorteilhaft besitzen diese Körper 11 eine Hauptabmessung zwischen 5 bis etwa

30 mm.

Der Speicherbereich 10, 11 ist nach oben nicht abgedeckt und wird von dem Rauchgas durchströmt, wobei sich die im Rauchgas enthaltenen Staubteilchen großer Adhäsionskraft an den Körpern 11 und zwischen > den Körpern speichernd anlagern. Dadurch altert und agglomeriert der Staub im Speicherbereich 10, 11 zumindest teilweise und verliert dadurch ganz oder mindestens teilweise seine Adhäsionskraft.

Sowie der Strömungswiderstand des Speicherberei- in ches 10,11 durch den sich in ihm ansammelnden Staub einen vorgegebenen Maximalwert erreicht, wird die Trommel 10 zeitweise in drehende Bewegung versetzt, so daß der an und zwischen den Körpern 11 angelagerte agglomerierte Staub durch die sich fallend reibenden r. Körper 11 freigesetzt wird und nun vom durchströmenden Rauchgas nach oben zu den Filterelementen 2 mitgenommen wird. Sobald der Durchströmwiderstand des Speicherbereiches anschließend einen vorgegebenen minimalen Wert erreicht, wird die Umdrehung der :o Trommel 10 abgeschaltet, so daß sich in ihr an den Körpern 11 erneut Staubteilchen aus dem Rauchgas festhaftend anlagern und zwischen den Körpern sammeln.

Das An- und Abschalten der Trommel erfolgt .*-, vorteilhaft automatisch durch ein Differenzdruck-Meßgerät, durch das der Druck vor und hinter dem Speicherbereich 10,11 gemessen wird und bei Erreichen der vorgegebenen Maximal-Differenz einen Kontakt zum Anschalten und bei Erreichen der vorgegebenen Minimal-Difft:renz einen Kontakt zum Abschalten des Antriebes betätigt.

Zu Beginn des Fiiterbetriebes mit Staubrückführung, zu welchem Zeitpunkt sich noch kein oder nur geringfügig agglomerierter Staub im Filter befindet, r> wird ein agglomerierter Staub oder ein Fremdstaub, z. B. Kalkstaub, dem Speicherbereich 10, 11 oder dem filternden Abscheider zugeführt, wobei dieser Staub Agglomerationskerne für den Feinststaub großer Adhäsionskraft des Rauchgases bildet. w

Der agglomerierte, von den Körpern 10 durch deren reibende Bewegung gelöste Staub wird den Filterelementen 2 mit dem Rauchgas nach oben mitgerissen zugeführt. Die Filterelemente 2 werden periodisch, z. B. durch Gegenstromspülung und/oder Rüttelung abgerei- ι > nigt, so daß der gelöste Staub versucht, nach unten abzusinken, jedoch von dem strömenden Rauchgas erfaßt und den Filterelementen wieder zugeführt wird, so daß eine ständig steigende weitere Agglomeration des Staubes zusammen mit dem voraggiomerierten w Staub aus dem Speicherbereich 10, 11 erfolgt, bis der vorerwähnte Gleichgewichtszustand bzw. ein eingefahrener Betriebszustand erreicht ist, bei dem das Rauchgas nicht mehr in der Lage ist weitere agglomerierte gröbere Staubteilchen zu den Filterele- v, menten mitzureißen, so daß dann bei der Abreinigung der Filterelemente ein Teil des groß und schwer genug agglomerierten, von den Filterflächen gelösten Staubes durch den Rauchgasschleier hindurch nach unten absinkt, und zwar neben dem Speicherbereich 10,11, so t>o daß dieser Staub ausgetragen werden kann. Diese Staubmenge ist gleich der Staubmenge, die im abzureinigenden Rauchgas enthalten ist, und dieser Zustand stellt sich automatisch ein.

Der andere Teil des bei der Abreinigung der Filterelemente niedersinkenden, agglomerierten Staubes sinkt in Richtung nach unten zum Speicherbereich 10,11 ab. Wenn nun in vielen Fällen die agglomerierten Staubteilchen großer Adhäsionskraft an den Flächen der Filterelemente zu sehr festen und schweren Teilchen agglomerieren, dringen diese Teilchen gegen die Rauchgasströmung im Bereich des Speicherbereiches in die Trommel 10 ein und werden durch die periodische Drehbewegung und die sich dabei reibenden Körper 11 wieder zerkleinert bzw. gemahlen, so daß sie dadurch vom Rauchgas wieder mitgerissen und den Filterelementen zugeführt werden können.

Neben der von dem Speicherbereich eingenommenen Fläche wird ein Teil der festen und schweren Staubteile nach unten absinken und wird ausgetragen. Damit dieser letztere Anteil, der zu einer Verringerung der gewünschten Staubmengen im Abscheider führen könnte, was die Agglomeration der Staubteilchen an den Filterflächen verringert, in gewünschter Weise gering gehalten wird, ist die vom Speicherbereich 10,11 eingenommene Fläche durch nach oben und außen gerichtete, schwenkbare und feststellbare Fangflächen 12 vergrößert. Damit wird der zur Schnecke niedersinkende Anteil der überschweren Staubteile verringert, aber ein Austragen der Staubmenge beibehalten, die der Staubmenge im abzureinigenden Rauchgas entspricht.

Der Speicherbereich i0, 11 kann auch durch trogförmige Behälter 13 mit Loch- oder Siebwandungen für Boden und Decke! ersetzt werden, wie in F i g. 2 und 3 angedeutet ist. Dieser Behälter 13 wird wieder mit schweren Körpern 14 gefüllt, die periodisch durch ein Rührwerk in Bewegung versetzt werden, um den sich ansammelnden bzw. gespeicherten Staub freizusetzen, wobei das Rührwerk z. B. aus umlaufenden Ketten oder aus einem Rechen 15 besteht, der z. B. durch einen Kurbelantrieb 16 hin- und herbewegt wird, so daß es dadurch wieder möglich ist, die Körper 14 in reibende Bewegung zu versetzen und dadurch den an und zwischen den Körpern 14 angelagerten Staub periodisch durch äußere Krafteinwirkung freizusetzen, damit er vom Rauchgas zu den Filterelementen mitgerissen werden kann. Die Wirkungsweise ist hier die gleiche wie zu F i g. 1 beschrieben ist.

Sollen heiße Rauchgase mittels eines zu F i g. 1 beschriebenen filternden Abscheiders 1 bis 4 abgereinigt werden, so muß das Rauchgas auf eine für das Material der Filterelemente verträgliche Temperatur herabgekühlt werden. Hierzu hat man dem Abscheider 1 bisher einen Verdampfungskühler vorgeschaltet. Demgegenüber wird nach der Erfindung so vorgegangen, daß dem der Fig. 1 oder 2 entsprechenden Speicherbereich 10, 11 bzw. 13, 14, 15 in der Rauchgasieilung mindestens ein Speicherbereich, ζ. Β zwei weitere gleiche Speicherbereiche hintereinander vorgeschaltet sind, von denen mindestens einem über eine Wasserleitung 16 bzw. 17 und Düsen 18,19 Wasser zugeführt wird, welches durch die hohe Rauchgastemperatur verdampft und dadurch die Rauchgastemperatur auf das für das Material der Filterelemente im Abscheider 1 verträgliche Maß herabsetzt Da u. U. die Temperatur zu weit herabgesetzt wird, und um eine Steuerung dieser Temperatur zu erreichen, wird das heiße Rauchgas teilweise unter Umgehung eines oder beider Speicherbereiche 10a, 11a und 106, 116 der Rauchgasleätung 9 vor dem Speicherbereich 10, 11 durch eine Bypassleitung 20 über eine Klappe 21 regelbar zugeführt und mit dem gekühlten Rauchgas se gemischt daß die erforderliche Rauchgastemperatur im filternden Abscheider erreicht wird. Zusätzlich kann auch Ober einen Anschluß 22 mit Regelklappe 23 Außenluft der Rauchgasleitung 9 vor dem Speicherbe-

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reich 10,11 zugeführt werden. 9 zu schalten, um sehr große Rauchgasmengen

Die Speicherbereiche JOa, 1 ta und 106, lli> besitzen aufzuteilen und dadurch die Verweilzeit der sich in den

die gleiche Funktion und einen periodischen Antrieb wie Speicherbereichen anlagernden Staubmengen besser in

der Speicherbereich 10,11. der Hand zu haben, da hierdurch die Verringerung der

In gegebenen Fällen ist es auch möglich, mehrere 5 großen Adhäsionskräfte der Staubteilchen und die

Speicherbereiche 10, 11 parallel in die Rauchgasleitung Agglomeration begünstigt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Filternder Abscheider, insbesondere Taschenoder Schlauchfilter, mit unterer, nach oben zu den Filterelementen gerichteter Zufuhr von Rauchgas mit Staubteilchen großer Adhäsionskraft, wobei durch dieses Rauchgas der bei der periodischen Abreinigung der Filterflächen absinkende Staub den Filterflächen zur Agglomeration wieder zugeführt wird und ein Teil des agglomerierten Staubes, der dem Staubanteil im ankommenden Staubgas entspricht und nicht mehr durch das Rauchgas zu den Filterflächen mitgenommen werden kann, während der periodischen Abreinigung der Filterelemente ausgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Abscheiders (1) unterhalb der Filterelemente (2) ein einen Teil der nach unten projizieren Fläche der Filterelemente einnehmender, vom Rauchgas durchströmter, aus perforierten Wandungen gebildeter und mit vom Rauchgas umströmten Körpern (11,14) gefüllter Behälter (10, 13) als Speicherbereich angeordnet ist, in welchem durch mindest zeitweise erfolgende Krafteinwirkung der an den Körpern haftende und zwischen ihnen sich sammelnde Staub freigesetzt wird und der bei der periodischen Abreinigung der Filterelemente (2) in den Behälterbereich eintretende Grobstaub soweit zerkleinert wird, daß er vom Rauchgas zu den Filterelementen wieder mitgerissen wird.

2. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im eingefahrenen Betriebszustand ein Teil des bei der Abreinigung der Filterelemente (2) absinkenden Staubes in Richtung auf den Behälter (10, 13) geführt ist, während ein anderer Teil absinkend neben dem Behälter ausgetragen wird und in seiner Menge der Staubmenge entspricht, die im ankommenden Rauchgas enthalten ist.

3. Abscheider nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Behälter (10, 13) nach oben und außen geneigte Fangflächen (H) zugeordnet sind.

4. Abscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangflächen (12) schwenkbar und feststellbar sind.

5. Abscheider nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Behälter (10, 13) bei Abreinigung heißer Rauchgase in der Rauchgasleitung (9) mindestens ein weiterer durchströmbarer, mit periodisch durch Krafteinwirkung bewegbaren Körpern (11a, 116; gefüllter Behälter (10a, 106,1 vorgeschaltet ist, dem Wasser zur Verdampfungskühlung zugeführt wird und der von einer regelbaren Bypassleitung (20) der Rauchgasleitung (9) überbrückt ist.

6. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der als Speicherbereich dienende Behälter (10, 10a, 106; aus einer periodisch verdrehbaren Sieb- oder Lochtrommel mit einer Füllung aus schweren Körpern (11, 11a, 116; regelmäßiger oder unregelmäßiger Form besteht.

7. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der als Speicherbereich dienende Behälter aus einem länglichen Trog (13) mit perforierten Wandungen und einer Füllung aus schweren Körpern regelmäßiger und unregelmäßiger Form besteht, die periodisch durch ein Rührwerk (15) in Bewegung gesetzt werden.

8. Abscheider nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Krafteinwirkung auf die Körperfüllung (11, 14) durch ein auf einen vorgegebenen maximalen und einen vorgegebenen minimalen Strömungswiderstand ansprechendes, kontaktgebendes Differenzdruck-Meßgerät an- und ausgeschaltet wird.