DE2745066B2 - Granulatbettfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Granulatbett-Filter der im Oberbegriff des Anspruchs I angegebenen Gattung. Ein solcher Filter ist aus der US-PS 38 54 902 bekannt. Bei diesem bekannten Filter wird die Luft durch zwei Strahlen oder impulsformig durch einen Druck eingeführt, der zwischen 10,3 bar und 13,1 barschwankt. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein solcher Rückwaschgang keine Fluidisierung des Fillerbettmaterials zur Folge hat, sondern daß das gesamte Filterbett als Einheit etwa in Form eines unter Druck gesetzten Kolbens angehoben wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Granulatbett-Filter gemäß der US-PS 38 54 902 derart zu verbessern, daß auf wirtschaftliche Weise eine zuverlässige Fluidisierung des Filterbettes, bestehend aus granuliertem Material gewährleistet wird.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnlingteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Die hierbei vorgesehene Luftmcngc erfordert einen Luftdruck, der sehr viel niedriger ist als im bekannten Falle und etwa 5,42 bar beträgt. Durch die Erfindung wird ein Granulatbctt-Filter geschaffen, der in Verbindung mit hohen Temperaturen und schmutzigen Gasen benutzbar ist, welche feine Partikel ciniluliüi'i, die uUi lIi den Filier /.u eniienien sind.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 4.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt eines gebildeten Granulatbett-Filters;

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 gemäß F i g. 1.

In Fig. 1 ist der Granulatbettfilter IO rechteckig lu ausgebildet, er kann jedoch auch kreisförmig und/oder kreisringförmig ausgebildet sein.

In dem Gehäuse sind mehrere Filterkammern untergebracht. Mehrere Scheidewände 20, 22 und 24 sind parallel zur Vorderwand 12 angeordnet und dadurch wird eine Einlaßkammer 26 gebildet. Es wird schmutziges Gas in die Einlaßkammer 26 über eine mit Ventil versehene Einlaßleitung 27 eingeleitet.

Das Gehäuse ist mit einer Auslaßkammer 28 versehen. Die Auslaßkammer 28 wird auf einer Seite durch die Rückwand 14 und auf der anderen Seite durch Wände 30, 42 und 54 gebildet, die aufeinander ausgerichtet sind. Die Wand 30 ist parallel zu den Wänden 16 und 20 und wirkt mit diesen zusammen, um eine Filterkammer 32 gleichförmiger Breite zu bilden, die ein Filterbett aus Granulatmaterial 34 definiert, das von unten her durch ein Sieb 36 abgestützt ist. Das Sieb 36 wird zweckmäßigerweise von Flanschen der Wände 30 und 20 getragen. Ein Einlaßschirm liegt, wenn er vorgesehen ist, über einer Einlaßöffnung am oberen jo Ende der Wand 20 benachbart zum oberen Ende der Kammer 32. Demgemäß steht die Kammer 32 mit der Einlaßkammer 26 über dem Schirm 38 in Verbindung und mit der Auslaßkammer 28 über den Schirm 36.

Die Wand 20 ist mit einer Tafel 40 versehen, die am

ij oberen Ende einer Tafel 42 ansetzt. Die Wand 22 und die Tafeln bzw. Platten 40 und 42 definieren eine zweite Filterkammer 44 unter der Filterkammer 32 und auf diese ausgerichtet. Die Filterkammer 44 ist mit einem Einlaßsieb 46 in der Nähe des oberen Endes versehen, um eine Verbindung mit der Einlaßkammer 26 herzustellen. Die Kammer 44 enthält ein Filterbett aus Granulat 48, das von einem Sieb 50 gelragen wird. Das Sieb bzw. der Schirm 50 wird von Flanschen der Tafel 42 und der Wand 22 getragen. Die Kammer 44 steht mit

■ti der Auslaßkammer 28 über den Schirm 50 in Verbindung.

Eine Platte 52, die einstückig mit der Wand 22 hergestellt ist, bewirkt eine Verbindung mit der Platte 54. Die Platten 52 und 54 bilden zusammen mit der Wand 24 eine dritte Filterkammer 56. Die Filterkammer 56 liegt unter den Filterkammern 32 und 44 auf diese ausgerichtet.

Ein Schirm 58 in der Nähe des oberen Endes der

Kammer 56 stellt eine Verbindung zwischen der Kammer 56 und der Einlaßkammer 26 her. In der Kammer 56 befindet sich ein Filterbett aus Granulat 60, das von dem Schirm 62 abgestützt wird. Der Schirm 62 wird seinerseits von Flanschen der Wand 24 und der Platte 54 getragen. Die Kammer 56 steht mit der

W) Auslaßkammer 28 über einen Schirm 62 in Verbindung.

Eine Auslaßleitung 64 steht mit dem unteren Ende der Einlaßkammer 26 in Verbindung. Die Leitung 64 ist mit einem Ventil 66 ausgerüstet. Der Hoden der Kammer 26 kann nach der Leitung 64 hin abfallen. Über die Leitung (Vi 64 wird Schmutz abgezogen, der sich innerhalb der Kammer 26 angesammelt hat.

Eine Reingasauslaßleitung 68 sieht mit der Auslaßkammer 28 in Verbindung. Die Leitung 68 ist mit einem

Ventil 70 versehen. Eine Rückwaschleitung 72 steht mit der Auslaßkammer 28 in Verbindung. Die Leitung 72 ist mit im Abstand zueinander angeordneten Ventilen 74 76 versehen, zwischen denen eine DurchflußöffnunK 78 festen Querschnitts vorhanden ist. Fin einstellbarer Zeitgeber 75 steuert das Ventil 74.

Das Ventil 74 ist vorzugsweise ein schnell öffnendes Magnetventil. Das Ventil 76 ist vorzugsweise ein Druckregelvcntil, das einen konstanten Auslaßdruck aufrechterhält Demgemäß steht die Membran 82 am :o Ventil 76 mit einer Leitung 72 stromab des Ventils 76 über eine Leitung 80 in Verbindung. Die Leitung 80 kann mit einem Druckanzeigegerät 83 versehen sein. Unter Druck stehende Luft wird der Leitung 72 stromauf vom Ventil 76 durch eine geeignete Pumpe oder einen r> Kompressor zugeführt, der ein Einlaßfilter besitzt.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Höhe des von dem Granulat gebildeten Bettes in jeder Filterka>nmer 32,44 und 56 beträchtlich kleiner a/s die Höhe der Kammern. Das Verhältnis der Höhe des Filterbetts zur Höhe der >o entsprechenden Kammern liegt vorzugsweise in dem Bereich zwischen 10 bis 40%. Die optimale Höhe für das Filterbett beträgt 20 bis 25% der Höhe der Filterkammern.

Es hat sich gezeigt, daß innerhalb dieser Parameter >^r> die Filterbetten nicht wie ein Kolben während des Rückwaschvorganges auf und nieder bewegt werden und die Einlaßschirme 38, 36 und 58 nicht blockieren. Stattdessen werden die Filterbeiten in dem darüberliegenden Raum fluidisiert. in

Es hat sich gezeigt, daß die Schmutzseile der Schirme 38, 36 und 58, wenn sie vorhanden sind, eine minimale Öffnungsfläche erfordert, und zwar nicht nur um den Druckabfall während des Filtervorganges auf einem Minimalwert zu halten, sondern auch dazu eine )> genügende Entlüftung für die Rückwaschluft zu liefern, so daß jegliches Granulat, welches die Höhe des Schirms, der den Rückwaschvorgang einleitet, nicht durch die Geschwindigkeit des Rückwaschganges gegen den Schirm gehalten werden kann. Es hat sich w gezeigt, daß die Schinne 38, 46 und 58, wenn sie vorhanden sind, eine Öffnungsfläche von etwa 33% haben sollten und daß sie groß genug sein sollten, um über einer Einlaßöffnung von wenigstens 144 cm² pro 929 cm² Beüoberfläehc ihrer jeweiligen Filterbetten zu ■»■> liegen (wenigstens 30 Quadrat/oll pro Quadratfuß Beitoberfläche).

Es hat sich gezeigt, daß zur gleichmäßigen Verteilung der Rückwaschluft über die gesamte Querschniitsflächc jedes Filterbettes und ebenso zur Verteilung gleicher so Mengen nach jedem Filterbett, die parallel gleichzeitig einem Rückwaschvorgang unterworfen werden, der das Filterbett tragende Schirm einen gewissen irinimalen Widerstand für die Rückwaschluft bieten sollte. In anderen Worten ausgedrückt sollen die Schirme 36, 50 ^γλ und 62 nicht eine vorbestimmte maximale öffnungsfläche überschreiten. Im Hinblick auf Menge und Druck der Rückspülluft, die erfindiingsgcmäß benutzt wird, hat es sich gezeigt daß die Schirme bzw. Siebe 36, 50 und 62 einen genügend großen Widerstand liefern wenn sie wi eine Durehtrittsfläche von 35% besitzen und von unten her durch eine metallische Verstärkungsplatte abgestützt sind, die 290 Löcher von einem Durchmesser von 6 mm pro 929 cm- (ein Quadratfuß) Plattenfläche besitzt. |ede Vcrslärkungsplutlu trägt einen der Schirme hi 36,50,62, die ihrerseits das Filterbett aus Granulalmaterial 34,48,60 tragen.

Die Riickspülluft muß durch das Filterbett aus Granulat hindurchströmen, welches in genügender Menge fluidisiert ist, damit die aufgesammelten Partikel entfernt werden können. Bei jeder gegebenen Oberflächengeschwindigkeit durch ein fluidisiertes Bett ergibt sich eine maximale Menge von Teilchen, abhängig von Größe und Dichte, die von der Luft weggetragen werden können und es gibt eine maximale Menge von Teilchen, die das Filterbett in den Gasstrom übergeben kann. Letzteres hängt natürlich von der Konzentration der eingeschlossener Partikel ab, die in jedem Zeitabschnitt innerhalb des fluidisierten Bettes vorhanden sind. Es ist dieser Wettbewerbsmechanismus der Möglichkeit der Entfernung der innewohnenden Konzentrationen, der die Gleichgewichtskonzentration von Partikeln, beispielsweise Schmutz in dem Filterbett bestimmt.

Die praktischen Grenzwerte für den Druckabfall über dem Filterbett während des Filtervorganges und das Volumen der Spüldruckluh erfordern daß die SpMMtströmung eine solche Größe hat, daß 0,0566 m^J bis 0,1133 mi (2 bis 4 Kubikfuß) Luft pro Sekunde pro 0.0283 m² (pro Quadratfuß) Filteroberfläche während einer Zeitdauer von etwa 8 bis 10 Sekunden zur Verfügung steht und diese Zeitdauer wird durch einen einstellbaren Zeitgeber 75 bestimmt.

Die Rückspülluft muß augenblicklich zur Verfügung stehen und mit einer konstanten Rate fortdauern. Es hat sich daher gezeigt, daß es in hohem Maße erwünscht ist. daß die Rückspülluft durch die Öffnung 78 fließt bevor sie in die Kammer 28 eintritt. Es ist wichtig, daß im Gegensatz zur bekannten Praxis gemäß der genannten Patentschrift, wo die Rückspüllufi vorzugsweise unter einem Druck bis zu 14,1 kg/cm"¹ steht, nach der Erfindung die Rückspülluft unter einem Druck von nur 2,81 kg/cm² steht. Das Filtergranulat ist vorzugsweise ein inertes Material z. B. Sand, und es kann herkömmliches Filtermaterial benutzt werden. Hs können jedoch auch andere Filtermaterialien benutzt werden. /.. B. granulierte Holzkohle, um gasförmige Verunreinigungen z. B. Schwefeldioxid durch Absorption zu entfernen. In der Zeichnung sind nur zwei Füterkammern 32, 44 und 56 veranschaulicht. Es kann jedoch natürlich eine größere oder eine kleinere Zahl solcher Füterkammern benutzt werden.

Die Vorrichtung tO arbeitet über einem weilen Temperaturbereich. Die Einlaßleitung 27 braucht nicht mit der Quelle schmutzigen Gases verbunden sein, aber sie kann mit irgendeiner Quelle eines Gases verbunden sein, die Teilchen enthält die bis zu einem Bereich unter 1 μ herabreichen und aus dem Gas entfernt werden sollen. In gleicher Weise kann die Rückspülung durch irgendein Gas, z. B. durch Luft bewerkstelligt werden.

Während des Filtervorganges sind die Ventile 66, 74 und 76 geschlossen und die Ventile in den Leitungen 27 und 68 sind offen. Während der Rückspülung sind die Ventile in den Leitungen 27, 68 geschlossen und die Ventile 66, 74 und 76 sind offen. Mit Ausnahme der beschriebenen Unterschiede ist die Arbeitsweise der Filtervorrichtung 10 die gleiche wie bei dem Filter nach der genannten Patentschrift.

Unter gewissen Bedingungen sind die Einlaßschirme 38, 46 und 58 nicht erforderlich. So können diese l'üniußschirmc wegfallen, wenn die Kammer genügend hoch ist, so daß die Höhenlage, in der die Filterbeiten angeordnet sind wenn sie durch Rückstromgas lluidisiert werden, vollständig unter dem Pegel des I Interrandes der Einlaßöffnung liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Granulatbett-Filter mit einem Gehäuse, das einen Einlaß und einen Auslaß aufweist und wenigstens eine Filterkammer besitzt, die eine Einlaßöffnung in der Nähe des oberen Endes aufweist und mit dem Einlaß über die Öffnung in Verbindung steht und mit einem Schirm benachbart zum unteren Ende der Kammer, die mit dem Auslaß über den Schirm in Verbindung steht und mit einem Filterbett aus Granulatmaterial innerhalb der Kammer über der Höhenlage des Schirms, wobei der Raum über dem Filterbett frei ist, so daß das Filterbett in diesen Raum hineinfluidisiert werden kann, wobei mit Ventilen versehene Leitungen mit dem Auslaß in Verbindung stehen, um das Granulatmaterial beim Rückspulen in diesen Raum hinein zu fluidisieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidisierungsluft mit einem während des Rückspulens ständig gleichförmigem Druck in einer Menge zugeführt wird, die zwischen 56,6dmVsec und 113,3dmVsec für je 9,29 dm? Filterbettoberfläche liegt.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Ventilen versehenen Leitungen eine Leitung (72) aufweisen, die eine Ströniungsöffnung (78) mit festem Querschnitt zwischen einem ersten und einem zweiten Ventil (74, 76) in dieser Leitung (72) aufweist.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Filterbett aus Granulatmaterial besteht, welches eine Höhe zwischen 55 mm und 76 mm in jeder Filterkummer an deren unteren Ende aufweist.

4. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Einlaßschirm (84, 46, 58) über einer Einlaßöffnung liegt, deren Größe etwa 1,94 dm² Fläche pro 9,29 dm² Filterbettoberfläche beträgt.