DE2745066C3 - Granulatbettfilter - Google Patents

Description

Die F.rfindung betrifft einen Granulatbcit-Filtcr der im Oberbegriff des Anspruch-, I angegebenen Galtung. Hin solcher Filter ist aus der US-PS )8 54 902 bekannt. Bei diesem bekannten Filier wird die l.ufl durch zwei Strahlen oder impulsförmig durch einen Druck cingeführt, der /wischen 10.3 bar und 13.1 bar schwankt. Der Erfindung liegt die Krkennlnis zugrunde, daß ein solcher Rückwaschgang keine Fluidisicriing des Filterbettmaierials /ur Folge hat. sondern daß das gesamte Filterbett als F.inheit etwa in Form eines unter Druck gesetzten Kolbens angehoben wird.

Der F.rfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Granulatbcli-Filler gemäß der US-I¹S 38 54 902 derart zu verbessern, daß auf wirtschaftliche Weise eine zuverlässige Fluidisicriing des Filtcrbcllcs, bestehend aus granuliertem Material gewährleistet wird.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungteil des Anspruchs I angegebenen Merkmale. Die hierbei vorgesehene Luftmenge erfordert einen Luftdruck, der sehr viel niedriger ist als im bekannten Falle und etwa 5,42 bar betrag!. Durch die F.rfindung wird ein Granulatbctt-Filter geschaffen, der in Verbindung mit hohen Temperaturen und schmutzigen Gasen benutzbar ist, welche feine Partikel enthalten, die durch den Filier /u entfernen sind.

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

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

Fig. 1 einen Vertikalschnitt eines gebildeten Granulatbett-Filters;

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

In Fig. 1 ist der Granulatbettfilter 10 rechteckig in 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 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

Γι oberen Ende einer Tafel 42 ansetzt. Die Wand 22 und die Tafeln bzw. Platten 40 und 42 definieren eine zweite Filterkammer 44 unter der Filierkammer 32 und auf diese ausgerichtet. Die Filterkammer 44 ist mit einem Einlaßsieb 46 in der Nähe des oberen Endes versehen,

4(1 um eine Verbindung mit der Finlaßkammer 26 herzustellen. Die Kammer 44 cnihäl*. 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

r. der AuslaßkammiT 28 über den Schirm 50 in Verbindung.

Line 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

Vi Wand 24 eine dritte Filierkammer 56. Die Filterkammer 56 liegt unter den Filterkammern 32 und 44 auf diese ausgerichtet.

hin Schirm 58 in der Nähe des oberen Endes der Kammer 56 stellt eine Verbindung zwischen der

V) Kammer 56 und der Einlaßkammer 26 her. In der Kammer 56 befindet sich ein Filtcrbetl 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

mi Auslaßkammer 28 über einen Schirm 62 in Verbindung.

Kinc AuslaUleitung 64 steht mit dem Unteren Ende der Einlaßkammcr 26 in Verbindung. Die Leitung 64 ist mit einem Ventil 66 ausgerüstet. Der Boden der Kammer 26 kann nach der Leitung 64 hin abfallen. Über die Leitung

». 64 wird Schmutz abgezogen, der sich innerhalb der Kammer 26 angesammelt hat.

Eine Reingasauslaßleilung 68 steht mit der Auslaßkammer 28 in Verbindung. Die Leitung 68 ist mit einem

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

Das Ventil 74 ist vorzugsweise ein schnell öffnendes Magnetventil. Das Ventil 76 ist vorzugsweise ein Druckregelventil, das einen konstanten Auslaßdruck aufrechterhält. Demgemäß steht die Membran 82 am 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 Kompressor zugeführt, der ein Einlaßfilter besitzt.

Wie aus Fi g. 1 ersichtlich, ist die Höhe des von dem Granulat gebildeten Bettes in jeder Filterkammer 32,44 und 56 beträchtlich kleiner als die Höhe der Kammern. Das Verhältnis der Höhe des Filterbetis zur Höhe der μ entsprechenden Kammern liegt vorzugsweise in dem Bereich zwischen t0bis40%. Die optimale Höhe für das Filterbett beträgt 20 bis 25% der Höhe der Filterkammern.

Es hat sich gezeigt, daß innerhalb dieser Parameter 2ί 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 Filterbetten in dem darüberliegenden Raum fluidisiert. 3n

Es hat sich gezeigt, daß die Schmutzseite der Schirme 38, 36 und 58, wenn sie vorhanden sind, eine minimale Üffnungsfläche erfordert, und zwar nicht nur um den Druckabfall während des Filtervorganges adf 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 ScMrm gehalten werden kann. Es hat sich gezeigt, daß die Schirme 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 194 cm² pro 929 cm² Bettoberfläche ihrer jeweiligen Filterbetten zu liegen (wenigstens 30 Quadratzoll pro Quadratfuß Bettoberfläche).

Es hat sieh gezeigt, daß zur gleichmäßigen Verteilung der Rückwaschluft über die gesamte Querschnittsfläche jedes Filterbettes und ebenso zur Verteilung gleicher Mengen nach jedem Filterbett, die parallel gleichzeitig einem Rückwqschvorgang unterworfen werden, der das Filterbett tragende Schirm einen gewissen minimalen Widerstand für die Rückwaschluft bieten sollte. In anderen Worten ausgedrückt sollen die Schirme 36, 50 ">5 und 62 nicht eine vorbestimmte maximale Öffnungsfläche überschreiten. Im Hinblick auf Menge und Druck der Rückspülluft, die erfindungsgemäß benutzt wird, hat es sich gezeigt daß die Schirme bzw. Siebe .36,50 und 62 einen genügend großen Widerstand liefern wenn sie fao eine Durchtrittsfläche von 35% besitzen und von unten her durch eine metallische Verstärkungsplatte abgestützt sind, die 290 Löcher von einem Durchmesser von 6 mm pro 929 cm² (ein Quadratfuß) Plattenfläche besitzt. Jede Verstärkungsplatte trägt einen der Schirme 36,50,62, die ihrerseits das Filterbett aus Granulatmaterial 34,48,60 tragen.

Die Rückspülluft muß durch das Filterbett aus Granulat hindurchsirömen, 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 eingeschlossenen Partikel ab, die in jedem Zeitabschnitt innerhalb des fluidisierten Bettes vorhanden sind. Es ist dieser Weitbewerbsmechanismus 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 Spüldruckiuft erfordern daß die Spülluftströmung eine solche Größe hat, daß 0,056b m¹ bis 0,1133 m^J (2 bis 4 Kubikfuß) Luft μ-.., Sekunde pro 0,0283 m² (pro Quadratfuß) Filteroberlläcie während einer Zeitdauer von etwa 8 bis 10 Sekunden zur Verfügung steht und diese Zeitdauer wird durch einen einstellbaren Zeitgeber 75 bestimmt.

Die RC^kspülluft muß augenblicklich /ur 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 Rückspülluft vorzugsweise unter einem Druck bis zu 14.1 kg/cm- steht, nach der Erfindung die Rückspülluft unter einem Druck von nur 2,81 kg/cm² steht. Das Fiitergranulat ist vorzugsweise ein inertes Material z. B. Sand, und es kann herkömmliches Filtermaterial benutzt werden. Es können jedoch auch andere Filtermaterialicn benutzt werden, /.B. granulierte Holzkohle, um gasförmige Verunreinigung gen z. B. Schwefeldioxid durch Absorption /u entfernen. In der Zeichnung sind nur zwei Filterkaniniern 32, 44 und i>6 veranschaulicht. Es kann jedoch natürlich eine größere oder eine kleinere Zahl solcher Filterkammern benutzt werden.

Die Vorrichtung 10 arbeitet über einem weiten 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 I μ herabreichen und aus dem Gas entfernt werden sollen. In gleicher W^ise kann die Rückspülung durch irgendein Gas, z. B. durch Luft bewerkstelligt werden.

Während des Filtervorganges sind die Ventile 66, 74 unt! 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 Einlaßschirme wegfallen, wenn die Kammer genügend hoch ist, so daß die Höhenlage, in der die Filterbetten angeordnet sind wem sie durch Rückstromgas fluidisiert werden, vollständig unter dem Pegel des Unterrandes 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 Rückspülen in diesen Raum hinein zu fluidisieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidisierungsluft mit einem während des Rückspülpns ständig gleichförmigem Druck in einer Menge zugeführt wird, die zwischen 56.6dmVsec und Il3,3dm^!/sec 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 Strömungsöffnung (78) mit festem Querschnitt zwischen einem ersten und einem zweiten Ventil (74, 76) in dieser Leitung (72) aufweist.

3. Filter nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Filterbett aus Granulatmaterial bestent, welches eine Höhe zwischen 55 mm und 76 mm in jei'er FiIt /kammer an deren unteren Endeaufweisi.

4. Filter nach einem der Ar prüehe I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß jeder t"inlußschirm(84, 46, 58) über einer F.inlaßöffnung liegt, deren Größe etwa !.94 dm² Fläche pro 9.29 dm-' Filtcrbcttobcrfläche beträgt.