DE3309497C2 - - Google Patents

Description

Für das Abscheiden von Gas- oder Dampfbeimengungen aus einem großen Gasstrom gibt es großtechnische Gasabscheideanlagen, bei denen die Gas- oder Dampfbeimengungen mittels groß­ flächiger und großvolumiger Gasfilter aus dem Hauptgasstrom herausgefiltert werden und anschließend durch Auswaschen der Filter wieder zurückgewonnen werden. Die Filter werden nach dem Waschvorgang wieder eingesetzt. Diese großtechnischen Gasabscheideanlagen arbeiten zuverlässig und ab einem bestimmten Mengenstrom auch wirtschaftlich. Für kleinere Mengenströme, beispielsweise für des Abscheiden von Schad­ gasen oder -dämpfen, aus der Umgebungsluft eines Arbeits­ platzes sind diese großtechnischen Anlagen meist viel zu unwirtschaftlich. Dafür werden kleinere Gasfilter mit Aktiv­ kohleeinsätzen verwendet, bei denen das Filtermaterial, nämlich die Aktivkohle, zusammen mit dem darin abge­ schiedenen Schadgas als Ganzes beseitigt wird und jeweils durch neues Filtermaterial ersetzt wird. Diese klein­ technischen Gasfilter gibt es in zwei unterschiedlichen Ausführungsformen, nämlich als Patronenfilter und als Plattenfilter.

Ein bekanntes Plattenfilter dieser Art (GB 20 35 126A) weist ein quaderförmiges Gehäuse mit einer Eintrömöffnung und einer Ausströmöffnung auf. Im Gehäuse ist ein Filtereinsatz mit einer Filtermasse aus Aktivkohle in Form einer ungebun­ denen Schüttung aus Kornkohle vorhanden. Der Filtereinsatz weist vier Filterkammern mit je einem quaderförmigen Mantel auf. Bei jeder dieser Filterkammern sind die voneinander abgekehrten Stirnwände gasdurchlässig ausgebildet. Die Seitenwände sowie der Boden und der Deckel sind gasundurch­ lässig ausgebildet und gegenüber dem Gehäuse gegen Gasdurch­ tritte abgedichtet. Die einzelnen Filterkammern sind zuein­ ander und damit die außengelegenen beiden Filterkammern auch zu der benachbarten Gehäusewand hin schräg geneigt ange­ ordnet, so daß die Zwischenräume zwischen ihnen eine schlanke Keilform haben, wobei die Zwischenräume zwischen den beiden außengelegenen Filterkammern und der benachbarten Außenwand besonders eng sind. Diese schlanken keilförmigen Zwischenräume bilden die Einlaßkammern bzw. Auslaßkammern.

Dieses Plattenfilter hat einige Nachteile. Im Bereich der Schneiden der Keilform der Einlaß- und Auslaßkammern ist eine freie Gasströmung nicht oder nur in sehr einge­ schränktem Ausmaß möglich. die Gasströmung wird überdies in diesen engen Strömungskanälen durch die große Rauhigkeit der gelochten Wände selbst und durch die auf der Austrittsseite austretenden vielen Querströme stark verwirbelt. Das behindert die Gasströmung zusätzlich. Das hat insgesamt zur Folge, daß die Volumenanteile der Filtermasse im Bereich der Schneiden der Keilform der Einlaß- und Auslaßkammern entweder überhaupt nicht oder nur in stark vermindertem Maße durchströmt werden. Diese verhältnismäßig großen Volumen­ anteile der Filermasse werden bei dem Filtervorgang so gut wie nicht ausgenutzt. Ungeachtet ihrer Nichtbeteiligung am Filtervorgang müssen sie aber mit dem übrigen Teil der Filtermasse ausgewechselt werden, wenn die am meisten belasteten Volumenanteile der Filtermasse verbraucht sind, weil man die verschiedenen Anteile der Filtermasse nicht voneinander trennen kann. Der Ausnutzungsgrad der Aktiv­ kohle-Füllung ist bei diesem Filter verhältnismäßig gering. Das hat zur Folge, daß die Filtermasse nach kürzerer Zeit ausgetauscht werden muß, als das bei gleichmäßiger Ausnutzung der Filtermasse erforderlich wäre. Ungeachtet des eingeschränkten Ausnutzungsgrades der Filtermasse ist der Aufwand für ihre Regenerierung nicht vermindert, weil dieser sich stets nach dem Zustand der am stärksten belasteten Anteile der Filtermasse richtet.

Das bekannte Plattenfilter hat noch einen weiteren Nachteil. Bei den Filterkammern sind die Stirnwände, mit Ausnahme schmaler Flächenstreifen am oberen Rand für die Befestigung von Haltestangen, gasdurchlässig ausgebildet. Die Filter­ masse ist nur bis zum oberen Rand der Stirnwände eingefüllt. Dabei kann es vorkommen, daß das Befüllen der Filterkammern nur unvollständig erfolgt und dadurch die obersten Durchlaß­ öffnungen der Stirnwände nur unzulänglich, wenn überhaupt, überdeckt sind. Dann können im oberen Bereich der Filter­ kammern Schadgasdurchbrüche auftreten. Aber auch bei anfäng­ lich vollständiger Füllung der Filterkammern kann es infolge von auf die Filterkammern einwirkenden Schwingungen oder Erschütterungen vorkommen, daß die Filtermasse sich setzt und dadurch ebenfalls Schadgasdurchbrüche auftreten können. Je nach der Art der herauszufilternden Beimengungen können solche schleichenden Schadgasdurchbrüche sehr gefährlich werden, weil sie im Vertrauen auf die Wirksamkeit des Filters meist nicht ständig überwacht werden und sie daher unerwartet auftreten.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gasfilter in Form eines Plattenfilters so zu gestalten, daß der Ausnutzungsgrad der Filtermasse größer als bei dem bekannten Gasfilter ist und daß außerdem die Gefahr von Schadgasdurchbrüchen verringert, wenn nicht gar ausgeschaltet ist.

Dadurch, daß bei dem Gasfilter nach Anspruch 1 die durch­ strömten Stirnwände der Filterkammern lotrecht ausgerichtet sind, und dadurch, daß der lichte Abstand der Stirnwände 50 mm beträgt und sie außerdem einen Außenabstand von zumin­ dest 50 mm haben, haben die Einlaßkammern und die Auslaß­ kammern eine solche Weite, daß über die gesamte Höhe der Filterkammern ein gleichmäßiger Zustrom des schadgasbe­ lasteten Gases und ein ebenso gleichmäßiger Abstrom des gereinigten Gases und außerdem eine gleichmäßige Durch­ strömung der Filtermasse gewährleistet ist. Dadurch wird ein sehr hoher Ausnutzungsgrad der eingefüllten Filtermassse erreicht. Durch die längere Nutzungszeit der Filtermasse zwischen zwei Wechseln wird außerdem die Betriebszeit eines solchen Gasfilters erheblich gesteigert und der Anteil der Rüstzeit an der Gesamtbetriebszeit des Gasfilters ent­ sprechend verringert. Aufgrund der längeren Nutzungszeit der Filtermasse mit weitgehend gleichmäßiger Ausnutzung der Filtermasse verringert sich auch der auf die Nutzungszeit bezogene Aufwand für die Regenerierung der Filtermasse merk­ lich. Dadurch, daß im obersten Bereich der Filterkammern ein bestimmter Anteil der Wandhöhe gasundurchlässig ausgebildet ist, wird dort eine Schutzzone geschaffen, die Schadgas­ durchbrüche auch dann verhindert, wenn die Filterkammern versehentlich nicht randvoll gefüllt werden oder wenn bei anfänglich vollständiger Füllung die Filtermasse sich setzt und dadurch die Höhe der Filtermasse sich verringert.

Bei einer Ausgestaltung des Gasfilters nach Anspruch 2 wird eine sehr kompakte Bauweise des Filtereinsatzes erreicht, der auch verhältnismäßig einfach und billig hergestellt werden kann und der beim Entleeren und Neubefüllen leicht bedient werden kann. Durch die durchgehenden Seitenwände und durch den gemeinsamen Deckel wird außerdem der Zwischenraum strömungstechnisch von dem Außenraum abgetrennt, so daß dafür besondere Maßnahmen nicht erforderlich sind. Durch eine Ausgestaltung des Gasfilters nach Anspruch 3 wird eben­ falls eine kompakte Bauweise des Filtereinsatzes erreicht. Außerdem werden die international genormten Abmessungen für Aufnahmerahmen voll ausgenutzt und somit die größtmögliche Filterwirkung je Raumeinheit erreicht.

Bei einer Ausgestaltung des Gasfilters nach Anspruch 4 werden die während des Betriebes unvermeidlich auftretenden Erschütterungen der Filterkammer zu einer weiteren Verdich­ tung der Filtermasse genutzt, wodurch die Bildung von Hohl­ nestern vermieden wird. Außerdem kann dadurch meist auf ein Einrütteln der Filtermasse verzichtet werden, so daß der Betreiber des Gasfilters sich eine gesonderte Rüttel­ einrichtung ersparen kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen zum Teil schematisierten Vertikalschnitt eines Gas­ filters gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine vergrößert dargestellte abgewandelte Aufhängung für den Filtereinsatz im Gasfilter nach Fig. 1.

Das Gasfilter 1 weist als Hauptbaugruppen ein Gehäuse 2, einen Filtereinsatz 3 und ein Gebläse 4 auf.

Das Gehäuse 2 hat einen quadratischen Grundriß und hat näherungs­ weise die Form eines aufrecht stehenden Quaders. Es hat einen nä­ herungsweise dachförmigen Deckel 5, der vom Unterteil oder Haupt­ teil 6 abgenommen werden kann und daran mittels üblicher Haken­ schnappverschlüsse befestigt werden kann. An der höchsten Stelle des Deckels 5 sind eine oder zwei Einströmöffnungen 7 vorhanden, an die ein Rohrstutzen 8 anschließt. Im unteren Bereich des Haupt­ teils 6 des Gehäuses 2 sind an zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden je eine Ausströmöffnung 9 vorhanden. Diese münden frei in die Umgebung. Daran können jedoch ebenfalls Rohrstutzen anschließen, an die dann weitere Rohrleitungen angeschlossen wer­ den können. Wenn die Ausströmöffnungen 9, wie dargestellt, frei münden, werden sie mittels je eines Schutzgitters 11 gegen unbe­ fugtes Hineingreifen abgesichert. In diesem unteren Bereich des Gehäusehauptteils 6, in dem sich die Ausströmöffnungen 9 befinden, ist das Gebläse 4 angeordnet, das von einem Elektromotor angetrie­ ben wird. Das Gebläse 4 ist mittels eines Einlauftrichters 12 am Rande einer großen Durchlaßöffnung eines Zwischenbodens 13 aufge­ hängt. Der Zwischenboden 13 dient zugleich als Luftleitblech, wel­ ches verhindert, daß die durch das Gehäuse hindurchströmende Luft am Gebläse 4 vorbeistreichen könnte.

Im Inneren des Gehäusehauptteils 6 ist wenig oberhalb des Zwi­ schenbodens 13 eine umlaufende Tragleiste 14 fest angeordnet, die der Auflage und Halterung des Filtereinsatzes 3 dient. Oberhalb des Filtereinsatzes ist eine zweite umlaufende Tragleiste 15 vor­ handen, die der Aufnahme und Halterung eines herkömmlichen Fein­ staubfilters 16 dient. Diese Tragleiste 15 kann aber auch als ein vom Gehäuse abnehmbares Teil, nämlich als Tragrahmen, aus­ gebildet sein, der beispielsweise am oberen Rand des Gehäusehaupt­ teils 6 eingehängt wird.

Am Boden 17 des Gehäusehauptteils 6 sind vier Laufrollen 18 ange­ ordnet, von denen wenigstens zwei, besser alle vier, als Lenk­ rollen ausgebildet sind.

Der Filtereinsatz 3 ist als Kammerfilter ausgebildet. Er weist vier Filterkammern 21 . . . 24 auf. Jede dieser Filterkammern hat einen quaderförmigen Mantel. Jede der Filterkammern 21 . . . 24 weist zwei voneinander abgekehrte großflächige Stirnwände 25 und 26 auf, die lotrecht ausgerichtet sind und in Fig. 1 normal zur Zeichenebene verlaufen. Diese Stirnwände 25 und 26 einer jeden Filterkammer 21 . . . 24 haben einen lichten Abstand von wenigstens 50 mm, vorzugsweise jedoch von 100 mm. Der Außenabstand zweier be­ nachbarter Filterkammern beträgt ca. 50 mm. Die beiden Stirn­ wände 25 und 26 sind bei allen Filterkammern gasdurchlässig und beispielsweise als Lochblechwände ausgebildet. An den in Fig. 1 parallel zur Zeichenebene verlaufenden Seiten sind die vier Fil­ terkammern 21 . . . 24 mit je einer ihnen allen gemeinsamen durch­ gehenden Seitenwand 27 verschlossen, von denen bei der in Fig. 1 hinten gelegenen Seitenwand 27 nur die zwischen zwei Filter­ kammern verlaufenden Abschnitte sichtbar sind. Dabei ist zu be­ rücksichtigen, daß in Fig. 1 in den Zwischenräumen zwischen zwei Filterkammern der obere bzw. untere Rand dieser Seitenwand 27 der besseren Übersichtlichkeit der Darstellung wegen nicht eingezeich­ net wurde. An der in Fig. 1 normal zur Zeichenebene verlaufenden Seite, die am aufrecht stehenden Gasfilter unten liegt, sind die vier Filterkammern 21 . . . 24 durch je einen Boden 28 verschlossen. In der gleichen Ebene ist der Zwischenraum zwischen den beiden mittleren Filterkammern 22 und 23 durch einen Zwischenboden 29 verschlossen, der einstückig mit dem Boden 28 der beiden benach­ barten Filterkammern 22 und 23 ausgebildet ist. An der in Fig. 1 ebenfalls normal zur Zeichenebene ausgerichteten, am aufrecht stehenden Gasfilter oben gelegenen Seite, sind die Filter­ kammern 21 . . . 24 offen. Dort werden die beiden Filterkammern 21 und 22 und die beiden Filterkammern 23 und 24 je paarweise durch einen gemeinsamen Deckel 31 bzw. 32 verschlossen, der zugleich den Zwischenraum zwischen ihnen nach oben verschließt. Die Deckel 31 und 32 sind auf ihrer Innenseite mit je einer eingekleb­ ten Neoprendichtung versehen. Für den sicheren Halt der Deckel 31 und 32 sorgen je zwei Verschraubungen 33 bzw. 34, die von beiden Enden der Deckel durch je einen an der Seitenwand 27 angeschweiß­ ten Haltewinkel mit einem Gewindeloch und durch je eine Kopf­ schraube gebildet werden, die durch ein Durchgangsloch im Deckel hindurchgesteckt und in den Haltewinkel eingeschraubt ist.

Bei jeder der vier Filterkammern 21 . . . 24 sind die Stirnwände 25 und 26 in ihrem an die Deckel 31 bzw. 32 angrenzenden obersten Bereich 35 auf etwa 10% der Gesamthöhe der Filterkammern gas­ undurchlässig ausgeführt.

Die vier Filterkammern 21 . . . 24 sind mit Aktivkohle gefüllt, die lose eingeschüttet wird und allenfalls leicht eingerüttelt wird. Diese Aktivkohle hat die Form von Kohlekörnern, die aus strang­ gepreßten Kohlepreßlingen hergestellt wird, indem diese in kurze Stücke geschnitten werden. Diese Filtermasse hat überall weitestgehend das gleiche Schüttgewicht. Soweit sie sich durch einen Einrüttelvorgang oder durch im Verlauf des Betriebes auf­ tretende Erschütterungen etwas setzen sollte, wird die Obergrenze der Füllung immer noch auf der Höhe des gasundurchlässigen Be­ reiches 35 der im übrigen gasdurchlässigen Stirnwände 25 und 26 bleiben.

Beim Filtereinsatz 3 sind mit Ausnahme der zum größten Teil gas­ durchlässigen Stirnwände 25 und 26 einer jeden Filter­ kammer 21 . . . 24 die anderen Teile aus normalem Stahlblech her­ gestellt. Mit Ausnahme der Deckel 31 und 32 werden alle übrigen Teile des Filtereinsatzes 3 durch Schweißen, und zwar bevorzugt durch Punktschweißen, miteinander verbunden, so daß der Filter­ einsatz 3 einen stabilen Kasten darstellt.

Die beiden Filterkammern 21 und 22 werden durch den gemeinsamen Deckel 31 und die Filterkammern 23 und 24 durch den gemeinsamen Deckel 32 strömungstechnisch dadurch paarweise zusammengefaßt, daß ein von der Einströmöffnung 7 herkommender Gasstrom nur auf den voneinander abgekehrten beiden äußeren Stirnwänden aus in die Filterkammern eintreten kann. Nach dem Durchströmen der Fil­ termasse tritt dieser Gasstrom an den beiden einander zugekehr­ ten inneren Stirnwänden wieder aus und verläßt das Filterkammer­ paar durch den zwischen ihnen gelegenen Zwischenraum und gelangt in den Vorraum vor dem Einlauftrichter 12 des Gebläses 4. Vom Gebläse 4 wird das gereinigte Gas durch die Ausströmöffnungen 9 aus dem Gehäuse 2 hinaus in die Umgebung geblasen. Falls eine gezielte Rückführung dieses austretenden Gasstromes erwünscht ist, wird eine entsprechende Gasleitung an den Ausströmöffnun­ gen 9 angeschlossen.

Aus Fig. 2 ist eine abgewandelte Abstützung für den Filterein­ satz 3 ersichtlich. Dabei ist der Filtereinsatz 3 nicht unmittel­ bar auf der Tragleiste 14 am Gehäusehauptteil 6 abgestützt. Auf der Tragleiste 14 sind mehrere Federelemente 36 angeordnet, die gemeinsam einen in sich geschlossenen Tragrahmen 37 stützen. Erst auf diesem Tragrahmen 37 liegt der Auflagerand 38 des Filter­ einsatzes 3 unter Zwischenfügung eines Weichdichtungsbandes 39 auf. Zwischen dem gegenüber dem Gehäusehauptteil 6 frei beweg­ lichen Tragrahmens 37 und der am Gehäusehauptteil 6 befestigten Tragleiste 14 ist eine umlaufende elastische Wandabdichtung vor­ handen, die bevorzugt die Form eines gasundurchlässigen Moos­ gummistreifens hat. Die Federelemente 36 sind in Fig. 2 als Schraubendruckfedern dargestellt. Dafür kommen aber auch andere Arten von Federelementen, insbesondere Gummifedern oder Gummi­ metallfedern in Betracht, die eine bessere Schwingungsdämpfung und Geräuschdämpfung haben und die außerdem eine bessere Seiten­ führung für den Filtereinsatz 3 haben.

Claims (5)

1. Gasfilter mit den Merkmalen:

• - ein quaderförmiges Gehäuse weist eine Einströmöffnung und eine Ausströmöffnung auf,
• - im Gehäuse ist ein Filtereinsatz mit einer Filtermasse aus Aktivkohle in Form einer ungebundenen Schüttung aus Kornkohle vorhanden,
• - der Filtereinsatz weist wenigstens zwei Filterkammern mit je einem quaderförmigen Mantel auf,
• - bei jeder Filterkammer sind die voneinander abge­ kehrten Stirnwände gasdurchlässig ausgebildet und die Seitenwände sowie der Boden und der Deckel gasundurch­ lässig ausgebildet und gegenüber dem Gehäuse gegen Gasdurchtritte abgedichtet,

gekennzeichnet durch die Merkmale:

• - die durchströmten Stirnwände (25, 26) der Filter­ kammern (21 . . . 24) sind lotrecht ausgerichtet,
• - die durchströmten Stirnwände haben einen lichten Abstand voneinander von zumindest 50 mm,
• - der Außenabstand zweier benachbarter Filterkammern beträgt 50 mm,
• - in den Filterkammern (21 . . . 24) sind die Stirn­ wände (25, 26) in ihrem obersten Bereich (35) auf zumindest 10% der Wandhöhe gasundurchlässig ausgebildet.

2. Gasfilter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale:

• - die beiden Filterkammern (21, 22; 23, 24) haben an zwei voneinander abgekehrten Seiten je eine gemeinsame durchgehende Seitenwand (27), die zugleich den Zwischenraum zwischen den beiden Filterkammern (21, 22; 23, 24) abschließt, und
• - die beiden Filterkammern (21, 22; 23, 24) sind an der oben gelegenen Seite offen und durch einen gemeinsamen Deckel (31, 32) abgedeckt, der gegenüber den durch­ strömten Stirnwänden (25, 26) und gegenüber den gemeinsamen Seitenwänden (27), vorzugsweise mittels eines Stülprandes und/oder mittels einer Dichtungs­ zwischenlage, abgedichtet ist und vorzugsweise an den durchgehenden Seitenwänden (27) mittels Verschrau­ bungen (33, 34) befestigt ist.

3. Gasfilter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Merkmale:

• - der Filtereinsatz (3) weist zwei Paar Filter­ kammern (21, 22; 23, 24) auf,
• - die durchgehenden Seitenwände der beiden Filterkammer­ paare sind als je eine, vorzugsweise einstückige, durchgehende Seitenwand ausgebildet, die auch den Zwischenraum zwischen den beiden Filterkammer­ paaren (21, 22; 23, 24) abschließt und
• - der Zwischenraum zwischen den beiden Filterkammer­ paaren ist an der von den Deckeln (31, 32) der Filter­ kammerpaare abgekehrten Seite durch einen Zwischen­ boden (29) abgeschlossen, der vorzugsweise mit den in der gleichen Ebene gelegenen Seitenwänden oder Böden (28) der beiden einander benachbarten Filter­ kamern (22, 23) einstückig ausgebildet ist.

4. Gasfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Merkmale:

• - jede vorhandene Filterkammer (21 . . . 24) ist einzeln oder zusammen mit anderen gruppenweise in dem Filter­ einsatz oder, bevorzugt, der gesamte Filterein­ satz (3) mittels Federelementen (36) elastisch nach­ giebig am Gehäuse (6) abgestützt und
• - eine elastische Wandabdichtung, vorzugsweise in Form von gasundurchlässigen Moosgummistreifen (40), ist zwischen den relativ zueinander bewegbaren Teilen (14, 37) vorhanden.