DE2801479B2 - Filter mit einem aus körnigem Material bestehenden Bett - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Filter mit einem aus körnigem Material bestehenden Bett, mit einem einen Einlaß und einen Auslaß aufweisenden Gehäuse, dessen Wände einen U-förmigen Kanal zwischen dem Einlaß und dem Auslaß bilden, und mit einem Bett aus Filtermaterial in dem Kanal.

Filter mit einem Bett aus körnigem Filtermaterial weisen zumindest ein Einlaßsieb oder Gitter und in manchen Fällen außerdem ein Halterungssieb für das Bett aus körnigem Material auf. Derartige Filter sind beispielsweise in den US-Patentschriften 34 10 055 und 98 882 beschrieben.

Wenn die Temperatur des gefilterten Gases hoch ist, beispielsweise oberhalb von 875⁰C liegt und/oder beispielsweise 1,4% Schwefelwasserstoff enthält, so verbieten die metallurgischen Anforderungen die Verwendung von aus Metal! bestehenden Bett-Haltesieben der perforierten Platten. Aus den gleichen Gründen kann kein Einlaßsieb verwendet werden.

Weiterhin ist ein Filter der eingangs genannten Art bekannt (DE-PS 1 97 318), bei dem Gase durch einen U-förmigen Kanal geleitet werden, in dem ein Bett aus hohlen gelochten Kugeln aus Filterstoff angeordnet ist. Dieses Filterbett weist an seinem Einlaßende einen größeren Querschnitt auf als am Auslaßende, so daß längs des Filterbettes eine Vergrößerung des Druckabfalls auf Grund der Länge des Filterweges durch die hohlen gelochten Kugeln aus Filterstoff auftritt. Da die Kugeln im Bereich des Auslaßendes des Filterbettes in der gleichen Höhenlage wie die Austrittsöffnung des Filters angeordnet sind, besteht weiterhin bei größeren Strömungsgeschwindigkeiten die Gefahr, daß diese ■j Kugeln aus dem Auslaßende herausgerissen werden. Die Reinigung dieses bekannten Filters erfolgt durch Entnahme der verunreinigten Kugeln aus dem Filterbett, wobei die Menge der Kugeln durch Zuführung neuer bzw. gereinigter Kugeln ergänzt wird. Weiterhin

ίο dürfen die zu reinigenden Gase auf Grund der Verwendung von Kugeln aus Filterstoff nur relativ niedrige Temperaturen aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Filter der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei

η hohen Temperaturen arbeiten kann und bei dem es möglich ist, das Filterbett durch Fluidisierung wenigstens eines Teils des körnigen Materials im Gegenstrom zu reinigen.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebene Erfindung gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Filters ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der erfindungsgemäße Filter benötigt kein Einlaßsieb und kein Tragsieb für das Filterbett und es ist gleichzeitig sichergestellt, daß das körnige Filterbett-Material, während des Betriebes oder während der Gegenstromreinigung des körnigen Materials nicht

ίο verlorengeht, wobei diese Gegenstromreinigung durch Fluidisieren erfolgen kann. Der erfindungsgemäße Filter weist weiterhin einen sehr einfachen Aufbau auf und ist auch für äußerst hohe Temperaturen geeignet und auf Grund der einfachen Reinigung ergeben sich geringe Betriebskosten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 eine vertikale Schnittansicht durch eine Ausführungsform des Filters;

F i g. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 nach F i g. 1;

F i g. 3 eine perspektivische teilweise weggeschnittene Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fi g. 4 eine Schnittansicht entlang d*;r Linie 4-4 nach Fig. 3.

In den Zeichnungen ist in F i g. 1 eine Ausführungsform des Filters mit einem Bett aus körnigem Material gezeigt, wobei diese Ausführungsform allgemein mit 10 bezeichnet ist.

Der Filter 10 weist ein Gehäuse 12 mit einer Einlaßverzweigung 14 und einer Auslaßverzweigung 16 auf. Die Einlaßverzweigung 14 ist von der Auslaßver-

Y) zweigung 16 durch eine Trennwand 18 getrennt. Es ist zu erkennen, daß die Trennwand 18 das Innere des Gehäuses 12 derart .uiUerteilt, daß die Einlaßverzweigung 14 eine wesentlich kleinere Querschnittsfläche aufweist als die Auslaßverzweigung 16.

Der Filter 10 schließt eine Anzahl von Filterkammern mit einem Einlaßende, das mit der Einlaßverzweigung 14 in Verbindung steht, und einem Auslaßende, das mit der Auslaßverzweigung 16 in Verbindung steht, ein. Die Wände des Gehäuses 10, die die Filterkammern umgrenzen, sind vorzugsweise vorgefertigt, so daß sie mit ihrem Einlaßende in einer Ausschnittöffnung in der Trennwand 18 befestigbar sind, in F i g. 1 weist das Gehäuse 12 Filterkammern 20 und 22 auf, die identisch

sind. Daher wird im folgenden lediglich die Fiiterkammer 22 ausführlich beschrieben

Die Fiiterkammer 22 ist im Querschnitt U-förmig, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist und weist eine gekrümmte obere Wand 24 und eine gekrümmte unter; Wand 26 auf, die durch Seitenwände 28 und 30 miteinander verbunden sind. Der Abstand zwischen den Seitenwänden 28 u.id 30 ist kleiner als die*Querabmessung des Gehäuses 12, wie dies aus F i g. 2 zu erkennen ist.

Eine Endwand 32 verbindet die Oberkante der iu Wände 24, 26, 28 und 30 am Einlaßende der Filterkammer 22. Eine Einlaßöffnung 34 ist in der unteren Wand 26 vorgesehen. Die Filterkammei 22 steht mit der AuslaÖverzweigung 16 über eine Auslaßöffnung 36 in Verbindung. Obwohl es bevorzugt i^f> wird, daß die Öffnung 36 in einer Höhenlage oberhalb der Höhenlage der öffnung 34 angeordnet ist, können diese beiden öffnungen im wesentlichen die gleiche Höhenlage aufweisen.

Der gebogene Teil und ein Teil der Schenkel der Filterkammer 22 ist mit einem Bett aus körnigem •λ Material 38 gefüllt. Das körnige Material 38 ist , vorzugsweise ein grobes Material, wie z. B. Alundum-Teilchen mit Querabmessungen von ungefähr 6 mm. An dem Einlaßende des körnigen Materials 38 ist eine dünne Schicht 40 aus feinkörnigem Material vorgesehen, wie es beispielsweise in den oben erwähnten Patentschriften beschrieben ist

Die Querschnittsfläche der Fiiterkammer 22 benachbart zur Auslaßöffnung 36 ist beträchtlich größer als die J0 Querschnittsfläche der Filterkammer 22 benachbart zur »Einlaßöffnung 34. Dies heißt mit anderen Worten, dat5 ,.. die oberen und unteren Wände 24, 26 benachbart zur Auslaßöffnung 36 divergieren. Der Zweck der vergrößerten Querschnittsfläche benachbart zur Auslaßöff- S5 nung 36 besteht in einer Verringerung der Oberflächeni^Gasgeschwindigkeit, so daß irgendeine Vergrößerung des Druckabfalls auf Grund der Länge des Filterweges durch die körnigen Materialien 38 und 40 kompensiert wird. Die Schicht aus körnigem Material 40 weist einen Abstand von der Höhenlage der Einlaßöffnung 34 auf, der ausreicht, damit die Schicht aus körnigem Material 40 in dem darüberliegenden Raum fluidisiert werden kann, ohne daß es aus der Öffnung 34 ausströmt. Wenn die Schicht aus körnigem Material 40 eine Dicke von « 76 mm aufweist, so weist ihre obere Oberfläche einen Abstand von der Unterkante der öffnung 34 auf, der ungefähr ! 78 mm beträgt.

Die Grenzfläche zwischen dem grobkörnigen Material 38 und der Schicht 40 aus feinkörnigem Material ist ¹Xi vorzugsweise horizontal angeordnet, um eine gleichförmige Gegenstrom-Fluidisier-Gasverteilung sicherzustellen. Während des Reinigungsvorganges durch Gegenstrom wird die Schicht 40 aus feinkörnigem Material in den darüberliegenden Raum fluidisiert, ohne daß irgendein Anheben oder Fluidisieren des grobkörnigen Materials 38 auftritt. Die große Grenzfläche zwischen dtn Materialien 38, 40 stellt sicher, daß die Gegenströrnungs-Reinigungsgasgeschwindigkeit nicht ausreicht, um das grobkörnige Material 38 zu fluidisie- w ren. Die Gienzfläche zwischen den Materialien 38 und 40 erstreckt sich über die volle Breite und Länge des Einlaßendes der Filterkammer 22.

Schmutziges Gas mit hoher Temperatur mit oder ohne korrodierenden .Bestandteilen wird in die Einlaß- t>5 verzweigung 14 eingeieitet. Das schmutzige Gas tritt in die Filterkammern 20,22 durch die Einlaßöffnungen ein, wird gefiltert, während es nach unten durch die Schicht 40 aus feinkörnigem Material hinOurchströmt, wird weitergefiltert, während es durch das grobkörnige Material 38 hindurchströmt und tritt dann in die Auslaßverzweigung 16 ein. Wenn es erwünscht ist, die Filterbetten zu reinigen, wird Gegenströmungsgas, wie z. B. Luft in die Auslaßverzweigung 16 mit einem niedrigen Druck, wie z.B. 5,62al über dem Betriebsdruck in der Verzweigung 16 eingeleitet Das Gegenströmungs-Reinigungsgas strömt durch das grobkörnige Material 38 und umhüllt irgendwelchen angesammelten Staub in den Zwischenräumen zv/ischen dem grobkörnigen Material 38. Oas Reinigungsgas strömt dann nach oben durch die Grenzfläche zwischen den Materialien 38 und 40 und fluidisiert das feinkörnige Material 40 in den darüberliegenden Raum, jedoch unterhalb der Höhenlage der Einlaßöffnung 34. Das Reinigungsgas strömt dann aus der Einlaßöffnung 34 heraus in die Einlaßverzweigung 14. Angesammelte Verunreinigungen in der Schicht 40 aus feinkörnigem (Material werden bei der Fluidisieruiig dieses Materials entfernt.

In den F i g. 3 und 4 ist eine weitere A.usführungsform des Filters gezeigt, die allgemein mit 1O' bezeichnet ist Der Filter 10' schließt ein Gehäuse ein. das durch ein äußeres Rohr 42 und ein inneres Rohr 44 gebildet ist, die miteinander über eine Trennwand 46 verbunden sind, die den kreisringförmigen Raum zwischen den Rohren in eine Einlaßverzweigung 48 und eine Auslaßverzweigung 50 unterteilt Es ist zu erkennen, daß die Rohre 42, 44 nicht konzentrisch sind, so daß ein U-förmiger Kanal zwischen den Einlaß- und Auslaßverzw-eigungen 48 und 50 gebildet wird, wobei die größere Querschnittsfläche des Kanals aus den oben erwähnten Gründen benachbart zur Auslaßverzweigung 5O angeordnet ist Verunreinigtes Gas wird der Einlaßverzweigung 48 über die Leitung 54 zugeführt

Sauberes Gas von der Auslaßverzweigung 50 strömt in das Rohr 44 über Löcher 52. Der Filter 10' kann eine Vielzahl von Filterkammern entlang der Länge der Rohre 42, 44 aufweisen. Die Enden des Rohres 42 sind an jedem Ende durch eine Endwand verschlossen während das Rohr 44 an beiden Enden offen sein kann oder an einem Ende geschlossen sein kann, und zwar in Abhängigkeit von der gewünschten Verteilung der sauberen Luft in diesem Rohr. Der U-förmige Kanal ist mit dem körnigen Material gefüllt, und zwar mit grob- und feinkörnigem Material, wie dies vorstehend beschrieben wurde. Die Höhenlage d«s feinkörnigen Materials weist einen Abstand von der Höhenlage der Einlaßöffnung 56 entsprechend der vorstehenden Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels auf, so daß das feinkörnige Material bei der Gegenstromreinigung nicht verlorengeht.

Wenn die Filter 10 und 10' mit eine hohe Temperatur und/oder korrodierende Bestandteile aufweisenden Gasen verwendet werden, können die Wände der Gehäuse aus keramischem oder feuerfestem Material hergestellt sein. Vorzugsweise bestehen die Wände des Gehäuses, die frei liegen, so daß sie mit dem schmutzigen korrodiv.-snden Gas in Berührung kom men, aus Metall, das auf der dem Gas ausgesetzten Oberfläche mit einer dünnen Schicht aus Keramikmaterial entsprechend üblicher Verfahren beschichtet ist, die üblicherweise zur Herstellung von Küchenausgußbekken, Badewannen oder ähnlichem verwendet werden. Wie dies aus der vorstehenden Beschreibung und den Zeichnungen zu erkennen ist, kann der Filter in einfacher Weise aus ohne weiteres zur Verfügung

stehendem Material hergestellt werden und erfordert nur wenig maschinelle Bearbeitung. Beispielsweise weist die Ausführungsform nach den F ί g. 3 und 4 den Vorteil auf, daß ohne weiteres erhältliche Rohre verwendet werden können, wobei das Rohr 44 von dem Rohr 42 umgeben ist. Der U-förmige Kanal, der an seinem Auslaßende divergiert, wird durch derartiges Anordnen der Rohre erzielt, daß diese nicht konzentrisch zueinander verlaufen. Das Fehlen von Einlaßsieben oder Haltesieben verringert die Kosten des Filters während gleichzeitig ein Bauteil entfallen kann, das einer Korrosion sehr stark ausgesetzt ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Filier mit einem aus körnigem Material bestehenden Bett, mit einem einen Einlaß und einen Auslaß aufweisenden Gehäuse, dessen Wände einen U-förmigen Kanal zwischen dem Einlaß und dem Auslaß bilden, und mit einem Bett aus Filtermaterial in dem Kanal, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Bettes aus Filtermaterial (38, 40) am Auslaßende des Kanals (28, 50) größer ist als am Einlaßende dieses Kanals, daß das Filtermaterial ein körniges Material mit zwei verschiedenen Korngrößen ist, wobei der größte Teil des Filtermaterials aus grobkörnigem Material besteht, daß eine Schicht (40) aus feinkörnigem Material über dem grobkörnigen Material lediglich am Einlaßende des Kanals angeordnet ist und daß die obere Flüche des feinkörnigen Materials mit einem Abstand unterhalb des Einlaßendes (34, 56) angeordnet ist, der ausreicht, damit das feinkörnige Material in dem Raum oberhalb dieser Fläche während des Gegenströmungs-Reinigungsvorganges fluidisiert werden kann, ohne daß feinkörniges Material durch Ausströmen aus dem Einlaß verlorengeht.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse innere und äußere nichtkonzentrische Rohre (42, 44) aufweist, zwischen denen sich eine Trennwand (46) erstreckt, und daß der Kanal durch die Innenoberfläche des äußeren Rohres und die Außenoberfläche des inneren Rohres umgrenzt ist.

3. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Rohr (44) mit Löchern (52) versehen ist, die mit dem Auslaß in Verbindung stehen.