DE2738119C3

DE2738119C3 - Schlauch- oder Taschenfilter

Info

Publication number: DE2738119C3
Application number: DE2738119A
Authority: DE
Inventors: Adolf Dipl.-Ing. 3060 Stadthagen Margraf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-08-24
Filing date: 1977-08-24
Publication date: 1985-08-29
Also published as: US4156599A; DE2738119A1; DE2738119B2

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Schlauch- oder Taschenfilter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Durch die Feinheit von meistens durch Sublimation entstandenen Staubpartikelchen, insbesondere aus Rauchgasen einiger Schmelzanlagen wird die Abtrennung dieser feinsten Staubteilchen in filternden Abscheidern, wie Taschen- oder Schlauchfilter, dadurch erheblich erschwert, daß diese Teilchen bei großer Oberfläche im Verhältnis zu ihrer geringen Masse besonders große Adhäsionskräfte besitzen und sich beim Zusammenstoßen mit einem anderen festen Gegenstand an diesem festhaftend anlagern. Diese Anlagerung von Staubteilchen aneinander und vor allen an den Fasern von Filtertaschen oder Filterschläuchen führt infolge der großen Adhäsionskräfte dazu, daß die Staubteilchen sich nicht mehr im ausreichenden Maße durch bekannte Regenerierungsvorgänge, wie Gegenstromspülung, Rüttelung oder dergleichen, von den Filterflächen lösen bzw. nur teilweise lösen lassen. Damit wird der Filterwiderstand selbst bei geringen Filtriergeschwindigkeiten so weit zwangsläufig erhöht, daß die Filteranlage häufig auf eine wirtschaftlich nicht mehr vertretbare Anlagengröße erweitert werden müßte. Um das durch die große Adhäsionskraft des Feinstaubes eintretende Haftenbleiben an den Filterflächen zu vermeiden, ist ein Abreinigen der Filterflächen durch Gegenstromspülung und/oder Rüttelung nach einem älteren Vorschlag (DE-PS 21 13 062) dadurch möglich gemacht worden, daß der bei der periodischen Abreinigung von den Filterflächen gelöste Staub den Filterflächen mit dem Staubgas mehrfach erneut zugeführt wird, damit eine Agglomeration der Staubteilchen im Schwebezustand und unmittelbar vor der eigentlichen Filterfläche eintritt und dadurch eine Gasdurchlässigkeit der Staubschicht auf den Filterflächen bewahrt bleibt, durch die ein zu hoch werdender Filterwiderstand vermieden wird. Dieses Verfahren hat sich bewährt, solange die Adhäsionskräfte der Feinstäube ein gewisses Maß nicht überschreiten. Als Folge zu großer Adhäsionskräfte bleiben die aneinander sowie an in den Filterflächen sich einlagernden Staubteilchen trotz üblicher Abreinigungsverfahren haften bzw. bleiben häufig als kleine Klumpen an den einzelnen Fasern hängen, was dann trotz Einrichtung einer Staubrückführung zu einem irreversiblen Zusetzen des Filters mit entsprechender Verringerung der Filtriergeschwindigkeiten und stark ansteigendem Filterwiderstand führen kann.

Nach dem Stand der Technik ist es weiter aus der FR-OS 22 90 940 bekannt, ein Staubgas ein Filter aus einer körnigen Filterschicht durchströmen zu lassen, wobei das Material der Filterschicht den Staub aus dem Gas zurückhält und das Gas gereinigt über einen Ventilator ins Freie strömt. Sowie die Filterschicht einen zu großen Strömungswiderstand durch sich ansammelnden Staub bildet, wird ein Ventil umgeschaltet und durch den Ventilator wird Außenluft als Spülluft unter Rühren des Filtermaterials im Gegenstrom durch die Filterschicht geschickt, die dann den losgelösten Staub mitnimmt, der anschließend in einem Zyklon ausgeschieden wird.

Die Filterung des Staubgases muß also während der Abreinigung der Filterschicht abgeschaltet bzw. unterbrochen werden. Ähnliche Filter ergeben sich auch aus der DE-AS 23 45 344 und der DE-OS 21 17 088.

Es ist weiter aus der DD-PS 8 850 ein Naßreiniger zum Entstauben von Luft oder Gasen bekannt, der aus einer umlaufend angetriebenen Trommel mit Ringen als Füllkörper besteht, die in einem von unten nach oben durchströmten Gehäuse gelagert ist und von der zu entstaubenden Luft oder dem zu entstaubenden Gas von unten nach oben durchströmt wird, wobei diese umlaufende Trommel von oben mit einer Netzflüssigkeit berieselt wird, so daß die sich in der drehenden Trommel an den Ringen ansammelnden Staubteilchen durch die Netzflüssigkeit aus der Trommel nach unten

mitgenommen werden, wo diese mit Staub gesättigte Flüssigkeit abgenommen wird.

Aus der US-PS 35 03 184 ist es bekannt, Gase, die sich in elektrolytischen Zellen für die Herstellung von Aluminium entwickeln, von Floriden und Partikeln zu deren Wiederverwendung zu befreien. Dies geschieht dadurch, daß auf einem durchströmbaren Siebboden ein Bett aus Tonerde aufgebracht wird, welches von den; Gasen aus den Zellen zur Bildung einer wandernden Wirbelschicht von unten nach oben durchströmt wird, wobei die Floride und Partikel an die feinverteilte Tonerde adhäsiv gebunden werden. Es wird durch diese Maßnahme das Zusammentreffen von Tonerdeteilchen mit zu absorbierenden oder reagierenden Floriden und Partikeln vergrößert. Etwaige, aus dem Wirbelbett durch die Gasströmung mitgerissene Partikel werden durch FiJlerschläuche aus dem Gas ausgeschieden und durch Gegenstromspülung in das Wirbelbett zurückgebracht, bis sie mit dem wandernden Wirbelbett und den anhaftenden Floriden ausgetragen werden.

Es ist auch bekannt (DE-AS 11 55 307), zwischen den Umfangswandungen zweier ineinander gelagerter Siebtrommeln Körper wie Kies oder Kugeln einzufüllen, die bei ruhenden Trommeln von einem abzureinigenden Gas durchströmt werden, welches über den Innenraum der inneren, im oberen Teil vollwandigen Trommel abgenommen wird, wobei der an den Körpern haftenbleibende Staub nach Abschalten der Gaszufuhr durch Drehung der Trommeln von den Körpern gelöst und über die Lochung der äußeren Siebtrommel nach unten absinkend abgenommen wird.

Es ist weiter bekannt (US-PS 20 41 553), in einem durch Stirnwände abgeschlossenen und senkrecht zur Achse unterteilten Zylindermantel eine Welle mit radialen Siebwänden umlaufen zu lassen, zwischen welch letzteren und einer Teilungswand Körper, wie z. B. Kugeln, eingefüllt sind, die vom Rohgas durchströmt werden und die von oben mit Wasser zum Wegspülen der an den Kugeln haftenbleibenden Partikel beschickt werden, wobei das praktisch naß abgereinigte Gas durch den unteren Teil der Teilungswandung abströmen kann.

Gegenüber dem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, filternde Abscheider, wie Taschen- oder Schlauchfilter, mit periodischer Abreinigung der Filterflächen durch Gegenstromspülung und/oder Rüttelung auch dann einsetzen zu können, wenn Staubgase oder Rauchgase mit Feinststaub sehr großer Adhäsionskraft abzureinigen sind.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung im wesentlichen durch die kennzeichnenden Merkmale des so Patentanspruches 1 gelöst.

Diese Merkmale bilden eine besonders einfache Lösung, denn die umströmten Körper, wie Kugeln, Ringe oder sontige Körper regelmäßiger oder unregelmäßiger Form, an denen und zwischen denen die feinsten Staubpartikel aus dem Rauchgas gespeichert haftenbleiben, lassen sich mindestens zeitweise durch Drehung der Trommel und durch die damit erfolgende gegenseitige Reibung der fallenden Körper ohne weiteres lösen, um sie freizusetzen, so daß sie durch das Rauchgas mitgeris- eo sen werden. Es wird dabei die Tendenz der Staubpartikel großer Adhäsionskraft, sich an und zwischen den Körpern speichernd anzulagern, ausgenutzt und durch Zusatz von Agglomerationskernen wird die Anlagerung und Agglomeration der Staubpartikel begünstigt, wobei die agglomerierenden Staubteile durch eine Art von Alterung ihre Adhäsionskraft ganz oder mindestens teilweise verlieren. Die durch das Drehen freigesetzten Staubpartikel gelangen sodann mit dem Rauchgas in den filternden Abscheider, wo sie sich an den Filterflächen absetzen und nunmehr durch die Zwischenspeicherung gealtert und voragglomeriert periodisch durch Gegenstromspülung und/oder Rüttelung von den Filterflächen zu deren Abreinigung gelöst werden können. Es wird also nach der Erfindung eine vorübergehende Speicherung zumindest eines Teiles der Staubpartikel großer Adhäsionskraft an den oder zwischen den Körpern vorgenommen und dann der gespeicherte, gealterte und agglomerierte Staub durch eine Krafteinwirkung freigesetzt und erst dann mit dem Rauchgas in den filternden Abscheider geleitet, wobei ein Teil dieses freigesetzten Staubes im Bereich der Körper auch nach außen ausgetragen werden kann.

Nach der Erfindung kann weiter so vorgegangen werden, daß dem von den Körpern gebildeten Speicherbereich wahlweise einzeln oder in Kombination folgendes zugesetzt wird,

a) Staub als Agglomerationskerne, für die Staubpartikel großer Adhäsion,

b) Additive zur Bindung von chemischen Schadgasen oder zur trockenen Neutralisation von Säuren,

c) Wasser zur Verdampfungskühlung heißer Rauchgase,

d) chemisch aktive Gase zur Bildung von im Gasrauch gewünschten Verbindungen.

Das Ein- und Aussetzen des Trommelantriebes wird vorteilhaft in Abhängigkeit von vorgegebenen Werten des Strömungswiderstandes des von den Körpern gebildeten Speicherbereiches gesteuert, so daß bei Ansteigen des Widerstandes auf ein vorgegebenes Maximum das Anschalten der Krafteinwirkung und bei Abfallen des Widerstandes auf ein vorgegebenes Minimum das Abschalten der Krafteinwirkung erfolgt.

Weiter kann es vorteilhaft sein, mehrere von Körpern gebildete Speicherbereiche parallel oder in Reihe zu schalten, womit es möglich ist, große Rauchgasmengen aufzuteilen und dadurch den Zeitfaktor für die Speicherung besser beherrschen zu können, oder in einem oder mehreren Speicherbereichen eine Kühlung von heißen Rauchgasen durch Zufuhr von Wasser oder auch wäßrigen Lösungen herbeizuführen. Dabei kann auch einer oder können auch mehrere Speicherbereiche durch einen Nebenschluß der heißen Rauchgase überbrückt werden, um z. B. die gekühlten Rauchgase in der Temperatur durch Mischung wieder auf eine für den Abscheider verträgliche Temperatur anzuheben, bevor der letzte Speicherbereich vom Rauchgas durchströmt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert, in der mehrere Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt sind. Es zeigt

F i g. 1 ein Schema einer filternden Abscheideranlage mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum vorübergehenden Speichern von Feinststaub großer Adhäsionskraft,

Fig. la ein Schema einer abgeänderten Anordnung des Speicherbereiches,

Fig.Ib ein Schema mit in der Rauchgasleitung hintereinandergeschalteten Speicherbereichen,

F ig. 2 einen Schnitt des erfindungsgemäßen Speicherbereiches nach Fi g. 1 in der Gaszuleitung zum Filter im vergrößerten'Maßstab.

Nach Fig.i wird ein Rauchgas mit Feinststaubteilchen großer Adhäsionskraft, z. B. aus einem Schmelzofen 1 über eine Staubgasleitung 2 einem filternden Abscheider, z. B. Taschen- oder Schlauchfilter 3 von

oben oder, wie nur gestrichelt angedeutet, von unten zugeführt und durch ein Sauggebläse wird das Reingas auf der Reingasseite 3a abgenommen. Die Filterelemente 5 sind in bekannter Weise durch Gegenstromspülung und/oder Rüttelung abzureinigen.

Gemäß einem besonders einfachen und wirtschaftlichen Beispiel nach F i g. 1 und 2 ist vor dem Abscheider 3 vorteilhaft in einer Erweiterung der Staubgasleitung 2 ein Staubspeicherbereich aus einer mindestens zeitweise in drehende Bewegung versetzbaren Sieb- oder Lochtrommel 6 gelagert, die mit regelmäßigen oder unregelmäßigen Körpern 7 nahezu oder ganz gefüllt ist, wobei die Körper 7 z.B. Kugeln aus Stahl, Keramik, Stein oder sonstigen ähnlichen Materialien bestehen.

Die robust auszuführende Loch- oder Siebtrommel 6 mit der Kugelfüllung 7, deren Kugeln ζ B. eine Hauptabmessung von 5 bis etwa 30 mm besitzen, wird von dem Rauchgas durchströmt, wobei der Widerstand durch die Abmessungen der Trommel und der Kugeln so klein wie möglich gehalten werden kann. Beim Durchströmen des Rauchgases lagern sich Feinststaubteilchen als Folge ihrer großen Adhäsionskraft an den Kugeln und zwischen den Kugeln an, agglomerieren zu größeren Staubteilchen. Sobald nach bestimmter Zeit der Durchströmungswiderstand von Trommel und Füllung auf ein maximal vorgegebenes Maß angestiegen ist, wobei in dieser Zeit auch ein Altern der Staubteilchen mit geringerer Adhäsionskraft einsetzt, wird die Trommel 6 in Umdrehung versetzt, so daß die Kugeln 7 fallend oder sich bewegend aneinander reiben und dadurch den an ihnen angelagerten Staub lösen, der dann in agglomerierter und gealterter Form dem Filter 3 mit dem Staubgas zugeführt wird, wo er sich an den Filterflächen absetzt und durch seinen Zustand in bekannter Weise periodisch leicht abreinigen läßt. Nach der Abreinigung der Füllkörper sinkt der Widerstand der Vorrichtung 6, 7 auf ein vorgegebenes Minimaimaß ab und es wird der Antrieb der Trommel 6 abgeschaltet, so daß sich wieder Feinstaub an den Kugeln anlagern kann.

Man kann auch so vorgehen, daß unterhalb der Trommel 7, wie in F i g. 1 angedeutet, ein Staubfangtrichter 8 mit einer Austragschleuse vorgesehen wird, so daß während der periodischen drehenden Bewegung der Trommel mindestens ein Teil des von den Kugeln gelösten Staubes aus der Lochtrommel in den Fangtrichter 8 absinkt, wodurch ggfs. unerwünschte Staubablagerungen verhindert werden können.

Das An- und Abschalten des Trommelantriebes erfolgt vorteilhaft automatisch durch ein symbolisch in Form eines U-Rohres dargestelltes Differenzdruckmeßgerät 9, durch das bei Erreichen des Maximalwiderstandes zip max das Anschalten und bei Erreichen des Minimalwiderstandes Δρ min das Abschalten des Trommelantriebes erfolgt.

Es ist naturgemäß möglich, die Vorrichtung 6, 7 unmittelbar im Einlaß des Filters, z.B. oberhalb des Filtergehäuses oder unmittelbar im Filtergehäuse vorzusehen, um zu einer Einheit mit dem Filter zu kommen. Es ist weiter möglich, anstelle von Kugeln 7 beliebig anders geformte, genügend schwere Körper zu verwenden.

Enthält das Rauchgas Schadgase oder Säuren, so kann der Trommel 6 eine als Trichter angedeutete Vorrichtung 6a zugeordnet werden, durch die der Trommel direkt oder der Rauchgasleitung 2 vor der Trommel Additive zur Bindung der Schadgase oder zur trockenen Neutralisation der Säuren zugesetzt werden.

Nach dem Schema F i g. la ist die Trommel 7 bzw. der Speicherbereich 7 oberhalb des Filtergehäuses 3 in der Rauchgasleitung 2 angeordnet, so daß dann die von den Körpern 7 periodisch durch Krafteinwirkung gelösten und mindestens teilweise agglomerierten Staubteilchen mit dem Rauchgas fallend in das Filter 3 gelangen.

Man kann auch so vorgehen, daß mehrere Speicherbereiche parallel in die Rauchgasleitung geschaltet werden, um dadurch eine Aufteilung des Rauchgasstromes und dadurch eine bessere Beherrschung des Zeitfaktors, d. h_n der Speicherzeit der Staubteilchen zu erreichen.

Man kann aber auch nach dem Schema der F i g. Ib mindestens zwei Speicherbereiche der beschriebenen Art hintereinander in der Rauchgasleitung 2 anordnen, und zwar vorteilhaft dann, wenn heiße Rauchgase abzureinigen und auf die für das Filter 3 verträgliche Temperatur herabzukühlen sind. In diesem Fall wird anstelle eines üblichen Kühlers dem zuerst durchströmten Speicherbereich 7a oder mehreren zuerst nacheinander durchströmten Speicherbereichen 7a über eine Leitung Tb und Düsen Kühlwasser zugeführt, um die Rauchgastemperatur durch Verdampfung des Wassers herabzusetzen. Damit man es in der Hand hat, die endgültige Temperatur des in den filternden Abscheider 3 eintretenden Rauchgases einzuregeln, kann eine Bypaßleitung 2a für einen Teil der heißen Rauchgase dem folgenden oder letzten Speicherbereich 7 durch eine einstellbare Klappe regelbar zugeführt werden, so daß die gekühlten Rauchgase mit heißen Rauchgasen gemischt evtl. auch mit Zusatz von Außenluft gemischt werden, um die verträgliche Temperatur für den filternden Abscheider 3 zu erreichen. Anstelle von Wasser können unter Umständen auch wäßrige Lösungen zur Anwendung kommen, um chemische Bindungen mit Schadgasen oder Säuren zu erzielen.

Schließlich ist es auch in bekannter Weise möglich, den innerhalb des Abscheiders 3 bei den periodischen Abreinigungen der Filterflächen gelösten und niedersinkenden Staub den Filterflächen im Kreislauf mit dem Rauchgas wieder zuzuführen, um im Abscheider 3 eine zusätzliche Agglomeration der im Speicherbereich voragglomerierten Staubteilchen herbeizuführen, ohne daß der Filterwiderstand erhöht wird und mit dem Ziel, die Abreinigung der Filterflächen, z. B. durch Gegenstromspülung und/oder Rüttelung noch weiter zu begünstigen.

Weiter kann dem Speicherbereich 7 oder der Rauchgasleitung 2 vor dem Speicherbereich Staub als

so Agglomerationskerne für die Staubteilchen großer Adhäsionskraft zugeführt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung mit einem Schlauch- oder Taschenfilter zur Filterung von Rauchgasen, insbesondere von Rauchgasen mit feinsten Staubteilchen großer Adhäsionskraft, bei der die Schläuche oder Taschen durch Gegenstrom und/oder Rüttelung periodisch nacheinander abgereinigt werden und bei der das zu filternde Rauchgas einen dem Schlauch- oder Taschenfilter vorgeschalteten, Teilchen eines bestimmten Materials enthaltenden Behälter durchströmt, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Schlauch- oder Taschenfilter vorgeschaltete Behälter aus einer Loch- oder Siebtrommel, der eine Vorrichtung zur Zufuhr von Staub als Agglomerationskerne zugeordnet ist, und die Teilchen aus regelmäßigen oder unregelmäßigen Körpern wie Kugeln, Ringen oder dergleichen eines schweren Materials mit einer Hauptabmessung von 5 bis 30 Millimeter bestehen, welche periodisch durch Trommeldrehung in gegenseitig reibende Bewegung versetzbar sind.

2. Schlauch- oder Taschenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihm mehrere parallel oder hintereinander geschaltete Trommeln (6) zugeordnet sind.

3. Schlauch- oder Taschenfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Teilmengen von heißen Rauchgasen im Nebenschluß zu wenigstens einer Trommel geführt sind.

4. Schlauch- oder Taschenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommel eine Vorrichtung (6a) zur Zufuhr von Additiven zur Bindung von Schadgasen oder zur Neutralisation von Säuren zugeordnet ist.

5. Schlauch- oder Taschenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine zu ihm führende, unterhalb der Trommel (6) durchbrochene Rauchgasleitung (2) mit einem eine Austragsschleuse aufweisenden Staubsammeltrichter versehen ist.

6. Schlauch- oder Taschenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abreinigung heißer Rauchgase bei Anordnung mehrerer Trommeln (6,7) hintereinander mindestens einer ersten (7 a) eine Vorrichtung (7 b) zur Zufuhr von Kühlwasser zugeordnet ist, und daß eine regelbare Bypaßleitung (2a) der heißen Rauchgase vor der letzten Trommel (7) in die Rauchgasleitung mündet.

7. Schlauch- oder Taschenfilter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommel (6,7) ein Differenzdruck-Meßgerät (9) zugeordnet ist, welches bei einem vorgegebenen maximalen Durchströmwiderstand der Trommel die Trommeldrehung einschaltet und bei Erreichen eines vorgegebenen Minimalwiderstandes abschaltet.