DE2743805A1

DE2743805A1 - Filternder abscheider, insbesondere taschen- oder schlauchfilter

Info

Publication number: DE2743805A1
Application number: DE19772743805
Authority: DE
Inventors: Adolf Dipl Ing Margraf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-09-29
Filing date: 1977-09-29
Publication date: 1979-04-05
Also published as: GB2006044A; DE2743805C3; FR2404457A1; DE2743805B2; US4203737A; GB2006044B; FR2404457B1

Description

Anmelder: Dipl.-Ing. Adolf Margraf, Am Schleplingsbach 46, 3060 Stadthagen-Wendthagen

Filternder Abscheider, insbesondere Taschen- oder Schlauchfilter

Die Erfindung bezieht sich auf einen filternden Abscheider, insbesondere Taschen- oder Schlauchfilter mit unterer, nach oben zu den Filterelonenten gerichteter Zufuhr von Rauchgas mit Staubteilchen insbesondere großer Adhäsionskraft in den Staubsammeltrichter des Filtergehäuses und mit die Filterelemente periodisch abreinigender Gegenstromspülung und/oder Rüttelung, wobei ein Teil des im Filter agglomerierten, niedersinkenden Staubes, der dem Staubanteil im ankommenden Rauchgas entspricht und nicht mehr durch das Rauchgas zu den Filterflächen wieder mitgenommen wird, aus dem Staubsammelraum ausgetragen wird.

Durch einen filternden Staubabscheider der vorerwähnten Art ist es möglich, durch die ständige Rückführung des bei der periodischen Abreinigung der Filterflächen niedersinkenden Staubes zu den Filterflächen ei_ne Agglomeration des im Rauchgas enthaltenen Feinstaubes im Schwebezustand und vor den Filterflächen der Filterelemente zu erreichen, die ständig wächst, bis das ankommende Rauchgas nicht mehr in der Lage ist, weitere Staubmengen den Filterflächen wieder zuzuführen, so daß gröbere agglomerierte Staubteile durch den Rauch-

9098U/0371

gasschleier nach unten in einen Staubsammeltrichter absinken und von dort durch eine Schnecke od.dgl,. ausgetragen werden. Dieser

Staubanteil entspricht dem Staubanteil des in das Filter einströmenden Rauchgases, Durch die eintretende Agglomeration des Feinstaubes bleibt die Rauchgasdurchlässigkeit der Staubschicht auf den Filterflächen bewahrt, bis die periodische Abreinigung der Filterflächen erforderlich wird, und vor allem ist dadurch die Möglichkeit gegeben, die Filterflächen durch Gegenstromspülung und/oder Rüttelung abzureinigen, da das Haftenbleiben von feinsten Staube teilchen an den Filterflächen durch die Agglomeration verhindert wird,

Das vorerwähnte Verfahren hat sich in der Praxis bewährt. Unter Umständen bleiben aber Feinststäube aus Rauchgasen, insbesondere solche größerer Adhäsionskraft die sich aneinander sowie an den FiI-terflächen anlagern, trotz einer Agglomeration durch Staubrückführung bei Anwendung üblicher Abreinigungsverfahren an den Filterflächen 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 Filtergeschwindigkeiten und stark ansteigendem Filterwiderstand führen kann, was veranlaßt, daß die Filteranlage auf eine wirtschaftlich nicht mehr vertretbare Anlagengröße erweitert werden müßte.

9098U/0371

— 5 —

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei filternden Abscheidern, wie Taschen- oder Schlauchfiltern, mit Rückführung des periodisch von den Filterflächen zu lösenden und den Filterflächen wieder zuzuführenden Staubes in Rauchgasen vor den Filterelementen vor— übergehend zu speichern, damit zu altern und vorzuagglomerieren und dabei die Speicherung gleichzeitig zum Austragen des jeweils bei der Abreinigung der Filterflächen überschüssigen, nicht mehr durch das Rauchgas zu den Filterelementen zurück mitzureißenden Staubteilchen verwenden zu können.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung darin, daß bei dem eingangs erwähnten filternden Abscheider der untere Teil des Staubsammeltrichters von einer längsverlaufenden, mit schweren Körpern gefüllten, drehbar gelagerten, im Oberteil freiliegenden Loch- oder Siebtrommel als Staubsammelspeicher eingenommen ist, der das Rauchgas zum Querdurchstromen der Trommel und des Inhaltes zugeführt wird und an deren Ende oder unter der eine Staubausfallöffnung des Sammeltrichters mit einer staubaustragenden Schleuse vorgesehen ist, die und die Trommel in Umdrehung versetzbar sind, sobald der Durchströmwiderstand der Trommel ein Maximum erreicht und die bei Erreichen eines Minimums stillgesetzt werden»

Dadurch wird die Tendenz von Staubteilchen insbesondere größerer Adhäsionskraft, sich an und zwischen den Körpern der Trommelfüllung anzulagern, ausgenutzt, wobei die dabei vorübergehend an den und zwischen den Körpern gespeichert haftenbleibenden, mindestens teilweise agglomerier^

9098U/0371

27A3805

ten Staubteile ihre Adhäsionskraft durch eine Art von Alterung ganz oder mindestens teilweise verlieren. Die dann periodisch durch Drehung der Trommel und relative Reibung der Füllkörper aneinander und mit dem Staub 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.

Sobald sich der filternde Abscheider im eingefahrenen Betriebszustand befindet, wird ein Teil des bei der periodischen Abreinigung der Filterflächen gelösten agglomerierten Staubes durch den nach oben gerichteten Rauchgasschleier hindurch nach unten in den Staubsammeltrichter absinken, setzt sich nach der Erfindung auf den oberen Umfang der Trommel ab und dringt teilweise in die Trommel ein (der eingefahrene Betriebszustand ist erreicht, sobald die Rauchgasströmung nicht mehr in der Lage ist, weitere Staubmengen zu den Filterflächen zurückzuleiten). Die Trommel wird nun in Abhängigkeit von ihrem Durchströmwiderstand, der sich durch den an und zwischen den Körpern der Füllung bis zu einem maximalen Wert erhöht, bei Erreichen dieses maximalen Wertes in Umdrehung versetzt

- 7 9098U/0371

oder dreht sich auch ständig.

Durch die dabei erfolgende Relativbewegung der Füllkörper, z.B. Kugeln, der Trommel zueinander und gegenüber dem eingelagerten Staub sowie durch das Aufwirbeln des zwischen den Kugeln eingelagerten Staubes als Folge der Durchströmung des gesamten Trommelbereiches wird der Staub auf und in der Trommel in einen fließfähigen Zustand gebracht und während der Trommeldrehung in diesem Zustand gehalten. Da sich nun nach der Erfindung am Ende oder unterhalb der Trommel an beliebiger Stelle ihrer Länge eine Ausfallöffnung des Staubsammeltrichters mit Austragschleuse befindet, wird der fließende Staub durch diese Ausfallöffnung teilweise abfließen und durch die Schleuse ausgetragen. Durch die Erfindung entfällt damit jegliche besondere Staubaustragvorrichtung, z.B. eine längsverlaufende Förderschnecke. Durch die Entnahme von Staub im Bereich der Ausfallöffnung bzw. eines Entnahmestutzens verteilt sich der Staub aus den üblichen Längenbereichen der Trommel immer wieder neu etwa gleichmäßig über die Trommellänge, so daß in Verbindung mit der Drehung der Trommel ständig ein Teil des Staubes zum Austragen gebracht werden kann, der der Staubmenge entsprechen soll, die im ankommenden Rauchgas enthalten ist. Der sonst durch die Trommeldrehung freigesetzte Staub wird voragglomeriert und gealtert den Filterelementen gemeinsam mit dem größten Teil des von den Filterflächen durch die Abreinigung gelösten Staubes den Filterelementen ständig wieder zugeführt.

9098U/0371

Die gleichmäßige oder etwa gleichmäßige Staubverteilung über die gesamte Länge des Rotors bzw. der Trommel wird auch dadurch zusätzlich unterstützt, daß das Filter bei der Abreinigung zu einer Vergleichmäßigung der Staubverteilung beiträgt. Würde nämlich ein Filterteil durch die Entnahme von Staub unterhalb des Kugelrotors bzw. Trommel zunächst weniger mit Altstaub beaufschlagt als andere Filterbereiche, so würde durch den unterschiedlichen Durchflußwiderstand des Filtermaterials eine Tendenz entstehen, zunächst diese Filterbereiche mit einer größeren Staubgasmenge zu beaufschlagen und dadurch auf das Gesamtbestaubungsniveau anzuheben. Bei der dann später periodisch erfolgenden Abreinigung fällt der Staub wieder gleichmäßig über die gesamte Rotorlänge nach unten.

Der einfachste Weg, den Staubaustrag genau auf die immer neu hinzukommende Staubmenge zu begrenzen, besteht dabei darin, daß man den Durchstromwiderstand des Kugelrotors bzw. der Kugeltrommel als Kriterium für seine Füllung mit Staub benutzt. Man kann dann den Kugelrotor jeweils soviel Drehbewegungen ausführen lassen, daß der Kugelrotordurchströmwiderstand annähernd konstant, d.h. zwischen zwei Werten, nämlich einem Maximalwert und einem Minimalwert liegt.

Es wird durch die Erfindung einerseits ein vorübergehendes Speichern und. Altern sowie ein Voragglomerieren des Staubes

mit anschließendem Lösen des Staubes von den Kugeln durch die mechanischen, auftretenden Reibungskräfte erreicht und gleichzeitig der Speicher, nämlich der Kugelrotor bzw. die Trommel mit Füllung

9098U/0371

- 9 - 274380S

als Vorrichtung zum Austragen einer Staubmenge benutzt, die bei der periodischen Abreinigung der Filterflächen nicht mehr durch ihre Agglomerationsgröße vom Rauchgasstrom zu den Filterelementen zurückgeführt werden kann.

Man hat im übrigen nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung noch eine zusätzliche Möglichkeit, den Staubaustrag bei Bedarf zu verstärken. Dies ist dann erforderlich, wenn bei sehr hohem Staubanfall eine dauernde Drehbewegung des Kugelrotors nicht mehr ausreicht. Durch eine Abschwächung oder Unterbindung der Rauchgaszuströmgeschwindigkeit in einem Längenbereich des Kugelrotors oberhalb der Staubausfallöffnung vermindert man hier die Zuströmgeschwindigkeit bzw. verhindert überhaupt die Zuströmung von Rauchgas oberhalb des Staubaustragstutzens, wodurch der Staub verstärkt, d.h. schneller ausgetragen werden kann. Man kann dann, nachdem der Staubaustrag durch die beschriebene Maßnahme verstärkt worden ist, wiederum über die Dauer der Drehbewegungen den Staubhaushalt innerhalb des gewünschten Bereiches konstant halten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der anliegenden Zeichnung dargestellt und wird nachstehend beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein

Schlauchfilter mit waagerechten Filterschläuchen,

Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt nach Linie II-II

der Fig. 1.

- 1O -

9098U/0371

Bei dem Ausführungsbeispiel ist ein Filtergehäuse 1 in einen Entstaubungsraum 2 und einen Reingasraum 3 mit Anschluß an ein Sauggebläse durch eine Schlitz- oder Lochwand 4 unterteilt. Der Entstaubungsraum 2 nimmt die übereinander und in parallelen Reihen angeordneten Filterschläuche 5 oder auch Filtertaschen auf, deren offene Seiten mit den Löchern oder Schlitzen in überdeckung an der Schlitzwand dicht befestigt sind. Im Reingasraum 3 ist eine Schlitzdüse 6 vorgesehen, die an einen Spüllüfter 7 angeschlossen ist und im Reingasraum 3 periodisch mit jeweils kurzzeitiger Uberdeckung des Düsenschlitzes mit einer lotrechten Lochreihe oder lotrechten Schlitzen der Trennwand 4 periodisch in Längsrichtung hin- und herverfahrbar ist, um die Filterelemente 5 nacheinander durch Gegenstromspülung, evtl. auch pulsierende Gegenstromspülung abzureinigen, wie es allgemein bekannt ist.

In dem sich unterhalb der Filterelemente 5 befindlichen bekannten Staubsammeltrichter 8 ist nun nach der Erfindung anstelle einer üblichen Förderschnecke eine längsverlaufende Sieb- oder Lochtrommel 9 bzw. ein Rotor drehbar gelagert, der mit schweren Körpern regelmäßiger oder unregelmäßiger Form, insbesondere Kugeln 10 aus Stahl, Keramik oder sonstigem schweren Material gefüllt ist. Dieser Trommel bzw. diesem Rotor wird das Rauchgas aus einem Kanal 11 seitlich oder von unten über die Länge des Rotors 9 über Anschlüsse z.B. abgeflachte Anschlüsse 12 so zugeführt, daß das Rauchgas mit den Staubteilchen den Rotor auf der ganzen.Länge quer durchströmt. Die Staubteilchen lagern sich durch ihre Adhäsionskraft an und zwischen

- 11 -

9098U/0371

den Kugeln 10 an und werden vorübergehend gespeichert und voragglomeriert.

Sobald der Kugelrotor 9, 10 durch einen Antrieb 13 in Umdrehung versetzt wird, wird der Staub durch die reibende Wirkung der Kugeln 10 gelöst und auch zerkleinert und wird nun durch daö durchströmende Rauchgas in den oberen Teil des Trichters 8 und dann nach oben zu den Filterelementen 5 mitgenommen, an denen er sich absetzt. Dieser voragglomerierte Staub wird periodisch durch die Gegenstromspülung von den Filterflächen gelöst und wird sofort wieder vom Rauchgas erfaßt und den Filterelementen wieder zugeführt, so daß sich bis zum eingefahrenen Betriebszustand eine große Staubmenge im Filter befindet und aufrechterhalten wird, die die weitere Agglomeration stark begünstigt. Beim Anfahren kann dem Rotor 9, 10 ein agglomerierter Staub oder Fremdstaub als Agglomerationskerne zugeführt werden.

Nach Erreichen des eingefahrenen Betriebszustandes kann das Rauchgas nicht mehr weiteren Staub zu den Filterflächen mitreißen, so daß gröbere Staubteilchen dann nach unten durch den Rauchgasschleier absinken und sich auf den Rotor absetzen oder auch in diesen eindringen.

Der Rotor 9, 10 wird dabei nach Erreichen eines maximalen Durchströmwiderstandes in Umdrehung versetzt, so daß der in ihm befindliche Staub von den Kugeln 10 gelöst und zerkleinert wird und damit

- 12 -

Ö098U/0371

durch das Rauchgas mitgenommen und zu den Filterflächen 5 geführt wird, bis ein Minimalwiderstand des Rotors erreicht ist, bei dem der Antrieb des Rotors abgeschaltet wird, um erneut Staub zu speichern.

Durch die Umdrehung.des Rotors und das durchströmende Rauchgas wird der Staub im Rotor und auf dem Rotor in wirbelnden fließenden Zustand versetzt, so daß der nach Erreichen des eingefahrenen Betriebszustandes überschüssige Staub durch eine Ausfallöffnung 14 unterhalb des Rotors 9, 10 abfließen kann und durch eine Schleuse 15 abgenommen wird. Damit ist jegliche sonstige Austragvorrichtung, z.B. eine Förderschnecke, im Staubsammelraum überflüssig.

Der Kugelrotor 9, 10 kann je nach Staubanfall ständig oder auch nur periodisch umlaufen und wird vorteilhaft durch ein Meßgerät, welches den Druck vor und hinter dem Rotor und damit den Durchströmwiderstand des Kugelrotors mißt, in Umdrehung versetzt oder abgeschaltet werden.

Die Wirkungsweise des Kugelrotors 9, 10 bzw. der mit Kugeln oder dergl. gefüllten Trommel wurde bereits in der Einleitung der Beschreibung eingehend auseinandergesetzt. Wie dort schon erwähnt wurde, kann bei sehr hohem Staubanfall eine dauernde Drehbewegung des Kugelrotors 9, 10 erfolgen und, wenn diese zum Austragen von überschüssigem Staub nicht ausreicht, kann eine Teillänge des Rotors im Bereich der Staubausfallöffnung 14 gegen die Rauchgaszufuhr 12

. - 13 -

9098U/0371

durch einen Schieber oder dergl. ganz oder teilweise abgesperrt werden, wodurch man es in der Hand hat, hier eine größere fließende Staubmenge aus dem drehenden Motor abfließen zu lassen, da in diesem Bereich die Rauchgasdurchströmung ganz oder teilweise verhindert wird, wobei sich aber immer wieder eine gleichmäßige Staubverteilung über die Länge des Rotors einstellt. Der fließende Staub kann auch an einem Ende des Kugelrotors abgenommen werden, wobei dann die Stirnfläche des Rotors perforiert auszubilden ist.

9098U/0371

Claims

Dr. Hugo Wilcken 01/ Q ΟΠΕ

Dipl.-1 ng. Thomas Wilcken C I H 3 Q U Dipl.-Chen-.. Dr. Wolfgang Laufer

24 UibtiCk, Brsite StraJe 62-S4 O 7 Qpn 1Q77

Anmelder;

Dipl.-Ing, Adolf Margraf, Am Schleplingsbach 46 3o6o Stadthagen Wendthagen

Ansprüche

> !.^Filternder Abscheider, insbesondere Taschen- oder Schlauchfil- -—' ter mit unterer, nach oben zu den Filterelementen gerichteter Zufuhr von Rauchgas mit Staubteilchen insbesondere großer Adhäsionskraft in den Staubsammeltrichter des Filtergehäuses und mit die Filterelemente periodisch abreinigender Gegenstromspülung und/oder Rüttelung, wobei ein Teil des im Filter agglomerierten, niedersinkenden Staubes, der dem Staubanteil im ankommenden Rauchgas entspricht und nicht mehr durch das Rauchgas zu den Filterflächen wieder mitgenommen wird, aus dem Staubsammelraum ausgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil des Staubsammeltrichters (8) von einer längsverlaufenden, mit schweren Körpern (1o) gefüllten, drehbar gelagerten, im Oberteil freiliegenden Loch- oder Siebtrommel (9) als Staubsammelspeicher eingenommen ist, der das Rauchgas zum Querdurchströmen der Trommel und des Inhaltes zugeführt wird, und an deren Ende oder unter der eine Staubausfallöffnung (14) des Staubsammeltrichters (8) mit einer staubaustragenden Schleuse (15) vorgesehen ist, die und die Trommel in Umdrehung versetzbar sind, sobald der Durchströmwiderstand der Trommel ein Maximum erreicht und die bei Errei-

9098U/0371

ORIGINAL INSPECTED

chen eines Minimums stillgesetzt werden.
2. Filternder Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgaszufuhr zur Trommel (9) im Bereich der Staubausfallöffnung (10) über einen Teil der Trommellange ganz oder teilweise absperrbar ist.
3. Filternder Abscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Loch- oder Siebtrommel (9) Kugeln (10) oder andere regelmäßige oder unregelmäßige Körper aus Stahl, Keramik, Stein oder anderem schweren Material als Füllung enthält.
4. Filternder Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (9)/ durch ein auf den Differenzdruck vor und hinter der Trommel ansprechendes Meßgerät gesteuert, bei Erreichen eines maximalen Durchströmwiderstandes automatisch in Umdrehung versetzt und bei Erreichen eines Minimaldurchströmwiderstandes stillgesetzt wird.

9098U/0371