DE3210682C2 - Wanderbettfilter zur Reinigung von gas- und/oder dampfförmigen Medien - Google Patents

Abstract

Es wird ein Wanderbettfilter zur Reinigung von strömenden Medien vorgeschlagen, bei dem eine Kontaktmittelschicht von unten her vertikal nach oben mit dem zu bearbeitenden Fließmedium angeströmt wird. Über den gesamten Querschnitt der Kontaktmittelschicht ist im Schichtbereich eine massenabflußsteuernde Fließleitkörpervorrichtung mit Ab sperrvorrichtung vorgesehen. Diese Fließleitkörpervorrichtung mit Absperrvorrichtung besteht aus mindestens zwei übereinanderliegenden Lochblechen, einem Fließleitkörperlochblech und einem Absperr-Lochblech, wobei in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel das Fließleitkörper-Lochblech stationär und das darunter liegende Absperr-Lochblech horizontal verschiebbar ist. Die Lochbleche sind mit nach unten hin stark durchgezogenen vorzugsweise versetzten Lochungen versehen, wobei ihre erhabenen geschlossenen Teile nach oben zur Kuppe zu spitz zulaufen.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Wanderbettfilter zur Reinigung von strömenden Medien nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Bei bekannten Warderbettfiltern befiüdet sich zwischen einer Ein- und Ausströmöffnung des zu reinigenden Mediums eine Kontaktmittelschicht, die als rieselfähiges Schüttgutmaterial ausgebildet ist. Das gesättigte Kontaktmittel fließt von oben nach unten und frisches Adsorbens wird entsprechend von oben her wieder aufgefüllt. Das Strömungsmedium strömt von unten her durch die körnige Kontaktmittelschicht hindurch, wobei sich das aktivierte Adsorbens von unten nach oben stetig mit den zurückzuhaltenden Stoffen aus dem strömenden Gas- oder FiüsMgiiieuiuin aiii ciclici t.

Um die erforderliche Ablaßmenge des Kontaktmittels steuern zu können, wird in der US-PS 10 95 676 vorgeschlagen, eine Reihe von umgekehrt V-förmigen, d. h. dachförmigen Profilstangen anzuordnen, die sich über den gesamten Querschnitt erstrecken und auf sich gegenüberliegenden Wandungen des Gehäuses aufliegen. Außerdem ist eine entsprechende Reihe von Flachstäben vorgesehen, die in Schließstellung der Vorrichtung zwischen den freien Abständen der umgekehrt V-förmigen Fließleitkörpern liegen. Bei diesen bekannten Fließleitkörpern tritt aber ein ungleichmäßiger Schich;-austausch des Rieselgutes beim Befüllen und Ablassen von unten nach oben auf, der durch sich selbst bildende Schlupf- und Haftzonen und auftretende Verschiebungskräfte mit Kernflußwirkungen in der Aufschüttung entsteht, was auch durch Überholvorgänge zwischen gesättigtem und ungesättigtem Kontaktmittel

)5 ausgelöst werden kann. Durch diesen ungleichmäßigen Schichtaustausch wird das Kontaktmittel nicht voll ausgenutzt, was wirtschaftliche Nachteile mit sich bringt. Weiterhin nachteilig ist. daß die in einer Richtung angeordneten Fließleitkörper in Herstellung und Montage

bo sehr aufwendig und kostenintensiv sind. Ein Kontaktmittclablali von geringen Mengen ist aufgrund der groben Fließleitkörperstruktur ohne Störungen des Schichtgefüges nicht möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einfache und kostengünstige absperrbare Fließleitkörpervorrichtungen zu schaffen, die einen gleichmäßigen und vor allem dünnschichtigen Schichtaustausch des Kontaktmittcls gestatten und bei denen im Offcn/ustand

eine Verschleifung der Schichten von kleiner als ±5% auftritt, um so eine restlose Ausnutzung des Adsorbens sicherzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.

Die Herstellung der Fließleitkörper in Form von stark nach unten durchgezogenen Lochblechen ist sehr einfach, sie prfolgt in bekannter Weise zum Beispiel mittels eines einfachen Loch- und Tiefziehverfahrens. Die besondere Ausbildung der Lochbleche mit nach unten hin durchgezogenen Lochungen und mit den sich berührenden Biegelinien der Lochränder in Abweichung von der handelsüblichen Art sogenannter Waschmaschinen-Trommelbleche mit nach oben hin spitz zulaufenden erhabenen geschlossenen Teile und die Vielzahl der eng beieinander liegenden Lochungen verhindern bfcim Kontaktmittelablaß Schlupf- und Haftzonenausbildungen mit Kernflußstörungen. Beim Ablassen der Kontaktmittelschichten entstehen keine Überholvr\rcrpiiCTP vnn opsiitticrtfm nnH iincyp^ätticrtpm ΑΗζΠΓ-•~-e—c-■ c c —σ σ--

bens. Das gleichmäßige Absenken und dar ;t die Verschleifung der Schichten von kleiner als ±5% wird durch die größere Anzahl der trichterförmigen Löcher und deren günstige Anordnung zueinander sichergestellt.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wanderbettfilters ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläu- jo tert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wanderbettfilters mit stationären und horizontal verschiebbaren Lochblechanordnungen;

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Fließleitkörper-Lochblech und ein Absperr-Lochblech in gesperrtem und in offenem Zustand; und

Fig. 3 einen Schnitt durch die übereinanderliegende Anordnung von Fließleitkörper-Lochblech und Absperr-Locl jlech in geschlossenem und geöffnetem Zustand.

In F i g. 1 ist mit 1 der Behälter des Wanderbettfilters bezeichnet. An dem Behälter 1 sind ein Zuführungsrohr 2 und ein Abflußrohr 3 angeschlossen, durch die das strömende Medium, zum Beispiel Gas oder Flüssigkeit, zu- bzw. abgeführt wird. Die Stremungsrichtung wird durch den Pfeil 4 angedeutet. In dem Behälter 1 sind mehrere Lochblechrostflächen 5, 6. 7. 8 angeordnet, die den gleichmäßigen Kontaktmittelablaß von oben nach unten steuern. Die obei: Lochblechrostfläche 5 besteht aus eir.em feststehenden bzw. stationären Fließleitkörper-Lochblech 9 und einem darunter angeordneten horizontal verschiebbaren Absperr-Lochblech 10. Die Verschiebung des Absperr-Lochbleches 10 erfolgt über einen Drehantrieb 11. Unterhalb dieser Lochblechrostfläche 5 ist in einigem Abstand dazu ein einzelnes stationäres Lochblech 6 vorgesehen. Wiederum unterhalb des stationären Lochbleches 6 ist in einigem Abstand dazu die Lochblechrostfläche 7 angeordnet, die der Lochblechrostfläche 5 entspricht. Unter einem feststehenden Fließleitkörper-Lochblech 12 ist ein ebensolches verschiebbares Absperr-Lochblech 13 befestigt, das über den Drehantrieb 11 über Hebel- und Schubstange bewegt wird. Ein weiteres stationäres Lochblech 8 ist in einigem Abstand dazu unterhalb der LochblechroEtfläche 7 vorgesehen.

Das frische KontaktTittel 14 wird in nicht dargestellter Weise von oben her in den Behälter S eingebracht und setzt sich als Schüttschicht auf die Lochblechrostfläche 5 nieder und bildet im abgesperrten Zustand den Kontaktmittelvorrat. Zwischen Lochblechrostfläche 5 und Lochblech 6 bildet sich ein Hohlraum 15 aus, der mit dem Abflußrohr 3 für das strömende zu bearbeitende Medium verbunden ist. Der Raum zwischen Lochblech 6 und Lochblechrostfläche 7 ist mit Kontaktmittel gefüllt, das eine Schicht 16. die als Arbeitsschicht bezeichnet wird, bildet. Zwischen Lochblechrostfläche 7 und stationärem Lochblech 8 bildet sich ein weiterer Hohlraum 17 aus, der mit dem Zuflußrohr 2 des strömenden Mediums verbunden ist.

Unterhalb des Lochbleches 8 ist ein Ablaßtrichter !8 angeordnet, der zur Aufnahme und Sammlung und zum Ausschleusen des gesättigten Kontaktmittels '9 dient. Durch horizontales Verschieben des Absperr-Lochbleches 13 mittels Drehantrieb 11 wird, die Lochblechrostfläche 7 kurzzeitig geöffnet und gesättigtes Adsorbens der Kontaktmittel-Arbeitsschicht 16 fließt durch die Öffnungen über das stationäre Lochblech 8 in den Ablaßtrichter !8. IJber nichtdargesteir^n Ffiiktandshöhe- oder Durchflußmeßfühler, die im Bereich der Lochblechrostfläche 5, 7 und/oder der stationären Lochbieche 6, 8 vorgesehen sein können, kann die jeweilige Zufluß- und Ablaßmenge gemessen werden, über die die Offen- und Schließzeiten der Lochblechrostfläche 7 beziehungsweise der Drehantrieb 11 gesteuert werden kann. Entsprechend wird der Drehantrieb 11 der oberen Lochblechrostfläche 5 gesteuert, damit aus dem Kontaktmittelvorrat 14 die Menge an Kontaktmittel an die Arbeitsschicht 16 nachgeliefert werden kann, die als gesättigtes Kontaktmittel 19 nach unten abgeflossen ist. Um die Ditferenzmenge des Kontaktmittels messen zu können, können im Bereich des die obere Grenze der Arbeitsschicht 16 bildenden Lochblechs 6 zwei nichtdargestellte Mengendurchflußmeßfühler angebracht sein.

In der Fig.2, einer Draufsicht auf das Fließleitkörper-Lochblech 9, 12 und das Absperr-Lorhblech 10. 13 in geschlossenem, links, und im offenen, rechts. Zustand und in der Fi g. 3 einem Teilschniü durch die entsprechende Lochblechrostfläche 5. 7 in offenem und geschlossenem Zustand, wird die Form der entsprechenden Lochbleche näher dargestellt. Auch die Form der stationär angeordneten einzelnen Lochbleche 6, 8 ist entsprechend den Fließleitkörper- bzv,. Absperr-Lochbleche 9, 10. 12. 13. Die durchgedrückten Lochungen 20 sollen so eng wie möglich aneinanderliegen: im vorliegenden Fall sind die Lochungen 20 in der Weise verteilt, daß die Biegelinien 21 der Lochränder einander berühren. Die nichtgelochten, erhabenen Teile 22 laufen entsprechend Fig. 3 spitz zueinander zu und sind an der Kuppe etwas abgerundet. Durch diese Formgebung und durch die Vielzahl der eng aneinanderliegenden Losungen 20 findet das granulatförmige Kontaktmittel keine Ablagerunpsflächen. wodurch das gleichmäßige großflächige Abfließen des Kontaktmittels in der Schichtebene unterstützt wird. Die Lochungen 20 sind versetzt zueinander angeordnet. In den Fig. 2 und ? sind die zwei verschiedenen Lndstellungen der Lochblechrostflächen 5, 7 dargestellt. Die jeweiligen Fließleitkörper-Lochbleche und AbspeT-Lochbleche 9, 12 und 10,13 liegen übereinander, wobei in der linken Darstellung die geschlossenen Teile 22 den Lochungen 20 gegenüberstehen, das heißt, die zwei Lochbleche 9, 12 jnd 10, 13 sind un. ninen Lochabstand in horizontaler Richtung (im sogenannten Teilungsmaß) gegeneinander versetzt. Diese Stellung ist die Absperrstellung, das

heißt, die geschlossenen erhabenen Teile 22 der Absperr-Lochbleche 10, 13 sperren die Lochungen 20 der Fließleitkörper-Lochbleche 9, 12 in der Weise ab. daß das granulatförmige Kontaktmittel des Kontaktmittelvorrats 14 bzw. der Arbeitsschicht 16 nicht durch die Lochblechrostfläche 5,7 hindurchfließen kann, während das Strömungsmedium vertikal von unten nach oben entsprechend den Pfeilen 23 hindurchfließen kann. In der Absperrstellung, bei der die geschlossenen Teile 22, die ein ungefähres Dreiecksprofil 24 bilden, den jeweiligen Lochungen 20 gegenüberliegen, bleiben in jedem einzelnen Loch drei halbkreisförmige Schlitze übrig. Vorzugsweise sind diese Schlitze für eine vollständige Sperrung kleiner als das kleinste granulatförmige und rieselfähige Kontaktmittelteilchen. Es genügt aber auch, is wenn die Schlitze etwas größer sind als das kleinste granulatförmige Kontaktmittelteilchen, da diese sich gegeneinander verhaken, so daß auch bei größeren Schlitzen ein Durchfluß nicht möglich ist. Eine vollständige Sperrung ist immer dann gewährleistet, wenn sich die benachbarten Biegelinien 21 der durchgedrückten LochuiigtMi 20 der Lochbleche gegenseitig berühren. In den rechten Darstellungen der Fig. 2 und 3 sind die Lochblechrostflächen 5, 7 in ihren Offenstellungen gezeigt, wobei die Lochungen 20 und die geschlossenen erhabenen Teile 22 der entsprechenden Fließleitkörper-Lochbleche 9, 12 und der Absperr-Lochbleche 10, 13 sich jeweils gegenüberliegen.

Das Kontaktmittel aus dem Kontaktmittelvorrat 14 bzw. der Arbeitsschicht 16 fließt ungestört von oben jo nach unten durch, während das strömende Medium weiterhin von unten nach oben entsprechend Pfeil 23 auch während dt-, Ablaßprozesses strömt, so daß der Filierbetrieb in keinem Zustand beeinträchtigt oder unterbrochen wird.

Beispielhaft soll folgende Bemaßung der Lochbleche angegeben werden. Die Lochbleche sollen etwa eine N'iateriaidichtc von 2 bis 3 πίπϊ und d*** (\iir?*hcrg£c\af*nf*n naraiiAip Qber^s^he zu erziehen könnsn GisHstrcichcr bzw. durchgedrückten Rundlöcher 20 einen Durchmesser von ungefähr 10 bis 15 mm oder größer haben. Für 40 die geschlossenen erhabenen, ein ungefähres Dreiecksprofil 24 bildenden Teile 22 ist eine Höhe von ungefähr 3 bis < mm vorgesehen. Der kürzeste Mittenabstand, der dem Teilungsmaß entspricht und der den Verschiebeweg zwischen Offen- und Sperrstellung der Lochblech- 45 rostflächen 5, 7 angibt, soll ungefähr 18 mm betragen. Dieser kann aber auch größer sein. Insgesamt sind diese Maße nur beispielhaft angegeben, selbstverständlich können auch andere kleinere oder größere sinnvolle Maße gewählt werden. 50

Dip Lochbleche sind abgesehen von der sonst nicht üblichen engen Lüchteilung und dem starken Durchzug im Prinzip handelsübliche Bleche, die auf dem Markt als Waschmaschinentrommeibleche bekannt sind. Sie können aber auch, falls die gewünschten Maße mit der engen Teilung nicht vorhanden sind, in einfacher Weise zum Beispiel mit Hilfe eines einfachen Loch- und Tiefziehverfahrens nach dem üblichen Prinzip hergestellt werden. Als Materialien können zum Beispiel Aluminium, Edelstahl, verzinktes Stahlblech oder Kunststoffe vorgesehen sein.

Im Beispiel nach den F i g. 2 und 3 sind für die Löcher 20 der Lochbleche Rundlochungen vorgesehen, es können aber auch vieleckige Lochungen zum Beispiel quadratische Löcher mit ca. 13 bis 2 mm dicken Stegen vor-"ssshen werden wobsj die Seitenkante™ eine Lan^e von vorzugsweise 8 bis iOmm oder größer aufweisen sollen und wahlweise in Reihe oder versetzt zueinander angeordnet sind. Im allgemeinen ist zu sagen, daß bei ebenen Quadratlochblechcn oder allgemein ebenen Lochblechen die Stegbreite zwischen den Löchern ungefähr S dem mittleren Durchmesser des Granulats sein soll. Der Lochdurchmesser bzw. die Kantenlänge von quadratischen oder rechteckigen Löchern soll ungefähr ä dem fünffachen mittleren Durchmesser des Granulats sein. Bei diesen Maßen ist eine Brückenbildung zwischen mehreren Körnern über ein oder mehrere Löcher weitgehend unmöglich, so daß ein gleichmäßiges Abfließen des Granulats erreicht wird. Es tritt bei dem erfindungsgemäßen Wanderbettfilter eine Fließgeschwindigkeit von ca. 0.4 m/s auf; dadurch besteht keine Gefahr des Übergangs vom Festbett zum Fluidbett. da durch die oben angegebenen Bemaßungen keine starken Querschnittsverengungen entstehen.

Die sogenannte »Fließpunktgeschwindigkeit«, bei der die Gefahr des Übergangs vom Festbett zum Fluidbett besteht, liegt entsprechend den Literaturangaben bei körniger A-Koiiie der dort verwendeten Korngröße bei ungefähr 0.8 m/s.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. I sind mehrere Lochblechrostflächen 5, 7 und stationäre Lochbleche 6.8 übereinander angeordnet. Diese Anordnung ist nur beispielhaft gewählt, es reicht, wenn eine horizontal liegende Lochblechrostfläche 7 mit Fiießleitkörper-Lochblech 12 und mit verschiebbarem Absperr-Lochblech 13 vorgesehen ist, über der die ruhende Arbeitsschicht oder de-u jeweilige Vorrat des Kontaktmittels angeordnet ist. In diesem Falle kann darüberliegend zusätzlich ein stationäres Lochblech entsprechend Lochblech 6 vorgesehen sein. d;is als Verteilei lochblech dient. Um das gleichmäßige Abfließen des Granulats zu verbessern, sollte die Oberfläche der Kontaktmittelschicht bzw. der Arbeitsschicht, die von unten nach oben mit dem Durchflußmedium beströmt wird, zu seiner horizontalen Unterfläche planparallel sein. Um diese plan-

von Aufschüttkegeln von Adsorptionsmitteln oder von dosierter, freifallender Kontaktmittelmasse auf aufgeschichteter Wanderbettschüttung vorgesehen sein. Diese Einrichtung zum Glattstreichen bzw. zürn Erreichen einer planparallelen Oberfläche kann entweder aus einer mittig drehbaren Motorspindel, die propeüerähnlich mit Flügeln ausgestattet ist und die Schüttfläche horizontal an der Oberseite glättet, bestehen, oder es werden guer über die Fläche der Schüttung^ebene bzw. quer über ein Verteilungslochblech entsprechend dem stationären Lochblech 6 halbkreisförmige Gleitschieber herübergezogen, die die Ablaßportionen des Kontaktmittels über Füllstandsmessungen über einen Riesplgutnachlauf ersetzen und oberflächig ausbreiten, bzw. glätten. Die Menge, die an verbrauchtem Adsorbens abgelassen wird, wird durch den Gleitschieber automatisch zur gleichen Zeit aus einem Frischadsorbens-Reservoir ersetzt, wobei der Gleitschieber durch eine Impulssteuerung gesteuert werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Wanderbettfilter zur Reinigung von gas- und/ oder dampfförmigen Medien mit f.iner von unten her vertikal nach oben mit dem zu reinigenden Medium durchströmten Kontaktmittelschicht und mit mindestens einer im Schichtbereich über den gesamten Querschnitt stationär und liegend angeordneten gasdurchlässigen massenflußsteuernden Füeßleitkörpervorrichtung und einer direkt darunter horizontal verschiebbaren ebenfalls liegenden Absperrvorrichtung, die quer zur Strömungsrichtung angeordnet sind, mit nach oben hin spitz zulaufenden erhabenen geschlossenen Teilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fiießleitkörpervorrichtung und die Absperrvorrichtung als mindestens ein Fließleitkörperblech (9, 12) und mindestens ein Absperrlochblech (10,13) mit nach unten durchgezogenen Lochun?en (20) ausgebildet sind, deren benachbarte Biegenden (21) der Lochränder sich berühren bzw. ineinander verlaufen, wodurch in der Absperrstellung die Vielzahl der entstehenden luftdurchlässigen Schlitzöffnungen gleich groß oder kleiner sind als die Kontaktmittelschicht-Teilchen.

2. Wanderbettfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb und wahlweise unterhalb der Anordnung aus Fließleitkörper-Lochblech (12) und Absperr-Lochblech (13) mit einigem Abstand dazu je ein stationäres Lochblech (6, 8) angeordnet ist.

3. Wanderbettfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens / fei massenflußsteuernde Fließleitkörpervorrichtungen und Absperrvorrichtungen mit jeweils eine ■ Fließleitkörper-Lochblech (9, 12) und einem Absperr-Lochblech (10, 13) vorgesehen sind, wobei jeweils unterhalb der verschiebbaren Absperr-Lochbleche (10, 13) mit einigem Abstand dazu jeweils ein stationäres Lochblech (6,8) angeordnet ist.

4. Wanderbettfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochungen (20) der Lochbleche (6,8; 9, 10: 12, 13) in Reihe oder versetzt angeordnet sind.

5. Wanderbettfilter nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochungen (20) als Rundlochungen mit einem Durchmesser von ungefähr 10 bis 15 mm oder größer ausgebildet sind.

6. Wandbettfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochbleche eine Materialdicke von ungefähr 2 bis 3 mm aufweisen, wobei die kleinsten Mittenabstände (Teilungsmaß) der Lochungen (20) ungefähr ä 18 mm betragen und die Höhe der erhabenen geschlossenen Teile (22) der Lochbleche ungefähr 3 bis 4 mm oder größer bcträgt.

7. Wanderbettfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß der Verschiebeweg zwischen Fließleitkörper-Lochblech (9. 12) und Absperr-Lochblech (10. 13) mindestens ein Mittenabstand (Teilungsmaß) der Lochungen (20) betrügt.

8. Wanderbettfilter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichne'., daß in der einen Endstellung des mindestens einen Fließleitkörper-Lochblechs (9. 12) jnd des mindestens einen Absperr-Lochblechs (10, 13) die Lochungen (20) übereinanderliegen. so daß das Kontaktmittel frei durchfließen kann und in der anderen Endstellung die Lochungen (20) und die ge

schlossenen erhabenen Teile (22) sich gegenüberstehen, so daß das strömende Medium zwar durch die frei bleibenden Öffnungen hindurchströmen kann, das Kontaktmittel aber gegen Durchfallen abgesperrt ist.

9. Wanderbettfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochungen (20) vieleckig sind und vorzugsweise bei einem Quadratloch eine Seitenkantenlänge vnn ungefähr 8 bis 10 mm oder größer aufweisen.

10. Wanderbettfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die verbleibenden Zwischenräume zwischen den einzelnen stationären Lochblechen (6, 8) und den entsprechenden Anordnungen aus übereinanderliegenden Fließleitkörper-Lochblechen (9, 12) und Absperr-Lochblechen (10, 13) so groß sind, daß zwischen diesen das strömende Medium über das Zuführungsrohr (2) und das Abflußrohr (3) ein- und ausfließen kann.