DE3025126A1

DE3025126A1 - Filterelemente zur feststoffabscheidung

Info

Publication number: DE3025126A1
Application number: DE19803025126
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl.-Ing. 4300 Essen Schulz; Ekkehard Prof. Dr.-Ing. Weber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-07-03
Filing date: 1980-07-03
Publication date: 1982-02-04
Also published as: DE3025126C2

Description

Filterelemente zur Feststoffabscheidung
Die Erfindung bezieht sich auf neuartige Filterelemente zur Staubabscheidung aus Luft oder Gasen.
Die Filterelemente bestehen aus mit Löchern unterschiedlicher Form und Größe ( z. B. als Rohre -oder Filterflächen ), zumeist dünnwandigen Materialien aus Metallen, Metallverbindungen, Kunststoffen oder sonstigen Materialien. Die mit Löchern versehenen Elemente können einzeln eingesetzt oder zu mehreren hintereinander geschaltet ( Nutzung des Impaktoreffektes ) zur Staubahscheidung verwendet werden.
Bekanntlich werden heute in großem Maße Abscheider, die mit filternden Elementen ausgestattet sind, zur Staubabscheidung aus Gasen eingesetzt. Als Filterelemente werden zumeist Gewebe und in weniger starkem Maße Filze eingesetzt, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen und zu Filterflächen oder Filterschläuchen verarbeitet sind.
Während bei Filzen die Staubabscheidung in der Tiefe des Materials ( Tiefenfiltration ) erfolgt, geht man davon aus, daß bei Geweben die Niederschlagung der Partikel vor allem an der Filteroberfläche ( Oberflächenfiltration ) vor sich geht. Dabei ist man der Auffassung, daß bei Geweben die Staubabscheidung aus dem Gas vor allem an freien Fasern vor sich geht, die an der Gewebeoberfläche irgendwie erzeugt in großer Menge vorhanden sind. Die Partikel treffen vor allem unter Trägheitskrafteinfluß auf die Fasern auf und werden von diesen festgehalten, während das gereinigte Gas durch die Poren des Gewebes entweicht. Demzufolge wird die Filtration durch Gewebe nicht als reiner Siebeffekt angesehen, wobei die abzuscheidenden Partikelgrößen durch die Abmessungen der Poren bestimmt werden. Im Gegenteil nimmt man an, daß - bedingt durch den Impakteffekt - sehr viel kleinere Partikel abgeschieden werden als die maximale Porenweite der Gewebe es zuläßt. Für Gewebe, die aus Wolle oder Baumwolle bestehen, ist die Auffassung, wonach die Staubabscheidung vor allem an den freien Oberflächenfasern erfolgt, sicher richtig. Wie durch elektronenmikroskopische Untersuchungen bewiesen werden kann, findet man bei derartigen Geweben - deren Oberfläche beispielsweise angerauht ist - sehr viel freie Fasern, auf denen sich Partikel absetzen. Durch die bekannte schuppenartige Form von Woll- und Baumwollfasern wird diese Staubablagerung unterstützt. Wie entsprechende Untersuchungen und Beobachtungen gezeigt haben, findet man bei Geweben aus Kunststoffen, wie sie heute zumeist eingesetzt werden, weitgehend zylinderförmige Fasern. An der Oberfläche des Gewebes befinden sich kaum noch freie Fasern, an denen die Staubpartikel abgeschieden werden können. Die Gewebe selbst sind aufgebaut aus dichten Lagen von Garnen oder Zwirnen sowohl bei Kette als auch bei Schuß. Sie besitzen praktisch eine weitgehend glatte, einfach strukturierte Oberfläche, die sich auch durch mechanische Anrauhung kaum verändern läßt. Garn- bzw.
Zwirnlagen sind zumeist so dicht, daß das gereinigte Gas nur durch die abhängig von der Gewebebindungsart vorhandenen Poren im Gewebe hindurchtreten kann. Demzufolge wird die Gasströmung bei Annäherung an das Gewebe in Richtung auf freie Poren scharf umgelenkt. Abhängig von ihrer Masse machen die Staubteilchen diese Strömungsumlenkung nicht oder nur beschränkt mit, treffen auf die Gewebeoberfläche auf und haften an dieser. Bei der vorerwähnten dichten Lagerung der Garne oder Zwirne nehmen Stärke und Ausführung von Faden, Garn oder Zwirn keinerlei Einfluß mehr auf Art und Höhe der Staubabscheidung. Es liegt daher der Gedanke nahe, Filtermaterialien zur Staubabscheidung zu verwenden, die anders als Gewebe aufgebaut sind und mit denen gleichgute Abscheidegrade wie bei der Gewebeentstaubung erreichbar sind. Abhängig von Material und Ausführung der neuen Filterelemente können dabei wesentliche Nachteile der Gewebefiltration vermieden werden, wie da sind Verstopfung der Poren und damit ansteigender#Druckverlust, schlechte oder nur mäßige Filterabreinigung bei den Gewebematerialien und oft ungenügende Eignung dieser für extreme Gasbedingungen, also für hohe Gastemperaturen, extreme Gasfeuchtigkeit, Säure-und Laugenanwesenheit im Gas sowie mechanische Materialbeständigkeit und oft hohe Kosten für die Filtermaterialien. Gleiche oder ähnliche Nachteile treten auch bei Filzen und Sinterstoffen auf.
Ausgehend von den vorgeschilderten Gegebenheiten zur Staubabscheidung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, geeignete Filterelemente vor allem zur Oberflächenfiltration mit dem Ziel der Staubabscheidung aus Luft und Gasen zu entwickeln, die den betrieblichen Gegebenheiten besser als vor allem die vielverwendeten Filtergewebe angepaßt werden können und die außerdem deren Nachteile nicht oder nur in einem sehr viel geringerem Maße besitzen.
Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, vorzüglich irgendwie geformte dünnwandige Elemente aus allen möglichen Feststoffen zur Staubabscheidung aus Gasen zu verwenden, die mit einer großen Zahl von auf dem Element verteilten geordneten oder ungeordneten Löchern gleicher oder unterschiedlicher Form, Art und Größe versehen sind und den Poren von Geweben weitgehend entsprechen.
Die Staubabscheidung erfolgt so, wie sie bereits vorher bei Gewebefiltern beschrieben wurde. Dazu kann die Materialoberfläche in Anströmrichtung glatt, rauh oder angerauht sein. Die Filterelemente - aufgebaut aus den verschiedensten Materialien - können wie bei Geweben aus Filtertaschen, Filterschläuchen oder sonstwie geformten Filterflächen bestehen. Die Materialwahl für die Filterelemente bestimmen Gas- und Staubbedingungen im Einzelfall. Größe, Art und Form der Löcher oder Schlitze im Material, auf deren Herstellung hier nicht eingegangen wird, bestimmen sich aus zulässigem Druckverlust, Art des abzuscheidenden Staubes und Ilöhe des Abscheidegrades. Die Filterelemente können einzeln oder zu mehreren hintereinander angeordnet sein. Diese Hintereinanderschaltung von gelochten Elementen in Abständen bis zu jeweils einigen cm senkrecht oder schräg zur Gasanströmung realisiert den bekannten Impakteffekt vor allem bei den dem ersten Element nachgeschalteten Elementen, wobei dann größere Löcher als bei Verwendung nur eines Abscheideelementes gewählt werden können. Mit zwei hintereinander geschalteten Elementen kommt man dann aus, wenn gewährleistet ist, daß die Löcher der Einzelelemente gegeneinander versetzt sind. Im anderen Fall, bei ungeordneten Löchern unterschiedlicher Größe, wird man max.
4 Elemente jeweils im Abstand bis zu mehreren cm hintereinander schalten.
Die Abreinigung der Filterelemente kann genauso und nach gleichen Methoden erfolgen, wie sie bei Gewebefiltern bekannt sind. Zusätzlich ist auch eine Elementeklopfung möglich, wie sie beispielsweise in ähnlicher Form vom Elektrofilter her bekannt ist.

Claims

Patentansprüche 1. Filterelemente zur Abscheidung von Stäuben aus Gasen und Luft dadurch gekennzeichnet, daß diese - aufgebaut aus unterschiedlichen, zumeist dünnwandigen Materialien, wie z. B.

Metalle oder Kunststoffe - mit Löchern unterschiedlicher Art, Form und Größe versehen sind, die gleich- oder ungleichmäßig auf dem Filterelement verteilt sind.
2. Filterelemente nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien eine glatte, rauhe oder angerauhte Filteroberfläche besitzen können.
3. Filterelemente nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente entsprechend den Erfordernissen irgendwie geformt sind, z. B. als Filterschläuche oder Filtertaschen.
4. Filterelemente nach den Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß bis zu 4 Elementen zur Staubabscheidung jeweils im Abstand bis zu einigen cm hintereinander angeordnet werden können.
5. Filterelemente nach den Ansprüchen 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß Art und Form der Filterabreinigung, wie sie vom Gewebefilter her bekannt sind, verwendet werden kann, wobei zusätzlich auch eine Klopfabreinigung einsetzbar ist.