DE3426959C2

DE3426959C2 - Schüttgutschichtfilter mit Erneuerung des Schüttgutes

Info

Publication number: DE3426959C2
Application number: DE3426959A
Authority: DE
Inventors: Adolf Dipl.-Ing. 3060 Stadthagen Margraf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-07-21
Filing date: 1984-07-21
Publication date: 1986-11-06
Also published as: AU567275B2; AU4523785A; DE3426959A1; FR2567770B3; FR2567770A1; US4629480A

Abstract

Das Gehäuse des Schüttgutschichtfilters enthält mehrere senkrechte, quer durchströmbare, beidseitig durch Begrenzungen eingefaßte Schüttgutschichten, die von oben mit Schüttgut beschickbar sind. Eine zeitweise erfolgende Spülgasgegenstromspülung wird wahlweise mit seitlicher oder/und unterer Schüttgutentnahme kombiniert, wodurch bei geringem konstruktivem Aufwand eine Schadgassorption und/oder Partikelabscheidung durch geeignete Auswahl der möglichen Kombination vorteilhaft gelöst wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich aut ein Schüttgutschichtfilter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Bei Schüttgutschichtfiltern der vorerwähnten Art besteht das Schüttgut aus körnigem Material, z. B. Kies, zur Anlagerung von Partikeln aus dem Roh- oder Rauchgas und/oder z. B. aus körnigem Kalziumkarbonat zur trockenen Sorption von im Rauchgas enthalte nen Schadgasen oder/und aus Körnern zur Herbeiführung einer katalytischer! Beeinflussung von chemischen Reaktionen.

Das Schüttgut in quer von Gasen durchströmten, senkrechten Schüttgutschichten wird vor allem auf der Anstroinseite in nahezu allen praktischen Anwendungen durch sich anlagernde Partikel oder durch Bindung von Schadgas belastet. Es ist deshalb generell von Vorteil, selektiv das Schüttgut im Anströmbereich von Par- tikeln zu befreien bzw. stark verunreinigte oder durch Sorption verbrauchte Körner aus der Schüttgutschicht zu entfernen und durch nachrutschende Körner zu ersetzen. Zur Erzielung einer Schüttgutentfernung und/ oder eines Körneraustausches ist daher schon vorge-

t5 schlagen worden, die Begrenzung der Schüttgutschichten auf der Anströmseite so auszubilden, daß sich z. B. auf waagerechten Flächen oder waagerechten Schenkeln winkeliger Begrenzungsprofile Böschungen des Schüttgutes ausbilden können (DE-OS 3246 183).

Durch Ausübung von Vibrationen oder Kippbewegungen auf die waagerechten Teile der Begrenzungen kann verbrauchtes Schüttgut aus den Böschungen seitlich abfallend ausgetragen und durch nachrutschendes Schüttgut ersetzt werden, um die Sorption von Schadgasen in ausreichendem Maße zu erzielen bzw. den Durchströmwiderstand während der gesamten Einsatzzeit des Filters möglichst gleichmäßig klein zu haltea Die vorerwähnte bekannte Ausführung hat in der Praxis zu einer komplizierten, schweren und teuren Konstruktion des Schüttgutfilters geführt und sich deshalb nicht durchsetzen können.

Es ist auch bekannt (DE-AS 28 20 650) bei einem zylinderringförmigen Schüttgutschichtfilter die Anströmseite aus geneigten, parallel im Abstand übereinander angeordneten Blechstreifen zu begrenzen und das Schüttgut zwischen je zwei benachbarte Blechstreifen nach Verbrauch durch umlaufende Abstreifer aus der Schüttgutschicht mechanisch zu entfernen und unten im Gehäuse zu sammeln.

Es ist auch bekannt, das Schüttgut von Schüttgutschichten, an das sich Partikel beim Durchströmen von Staubgas ansetzen, durch eine Gegenstromspülung von angelagerten Partikeln zu befreien. Man hat dabei bei Schüttgutschichtfiltern das Schüttgut in waagerechten Kästen oder Behältern mit durchlässigem Boden und sonstiger durchlässiger Abdeckung angeordnet (DE-PS 12 41 243, DE-PS 16 57 125, DE-OS 30 12 911) und dann das Schüttgut zur Abreinigung von einem Rcingas im Gegenstrom zum Staubgas durchströmt, um die an das Schüttgut aus dem Staubgas angelagerten Partikel zu lösen und abzuführen. Dabei bleibt das Schüttgut in den Behältern stets das gleiche. Es hat sich hierbei häufig gezeigt, daß diese Konstruktion der Schüttgutschichtcn zur Abscheidung von Partikeln zu einem ungleichen Durchströmen des Staubgases führte, ds die Abreinigung des Schüttgutes über die Anströmfläche nicht ausreichend gleichmäßig durchgeführt werden konnte und dann das Staubgut durch die Schüttgutbereichc bevorzugt strömt, die am besten abgereinigt wurden und da- durch den geringsten Widerstand besitzen. Auch die Bildung von Hohlräumen konnte nicht in allen Anwendungsfällen ausgeschlossen werden.

Es hat sich gezeigt, daß die Abreinigung der Schütlgutkörner von anhaftenden Staubpartikeln nicht zu

b5 günstigen Ergebnissen führt und das Entfernen von verbrauchtem Schüttgut aus den zu erneuernden Schiillgutschichten erhebliche, kostenaufwendige, mechanische Mittel erfordert.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, verbrauchtes Schüttgut auf den Anströmseiten von Schüttgutschichten auf besonders einfache Weise zu entfernen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch Schüttgutschichtfilter nach dem Anspruch 1 gelöst

Durch diese Lösung wird Schüttgut, welches durch Anlagerung von Partikeln oder durch Bindung von' Schadgasen verbraucht ist, auf einfache Weise dadurch von der oder den Schüttgutschichten entfernt, daß ein kurzzeitiger Druckgasinjektionsstoß im Gegenstrom zur Rohgas- oder Rauchgasströmung durchgeführt wird, durch den auf der Anströmseite Schüttgutkörner aus der Schüttgutschicht seitlich herausgelöst werden und nach unten fallen. Man kann dabei auf unterschiedliche Weise vorgehen, zum Beispiel dadurch, daß die Begrenzungen der Schüttgutschichten auf der Anströmseite aus freien, sich auf waagerechten Flächen abstützenden Schüttgutböschungen bestehen, die an sich bekannt sind, oder dadurch, daß die Begrenzungen der Schüttgutschichten auf der Anströmseite aus starren parallelen Streifen oder Wänden bestehen, die Durvhbrechungen mit Abmessungen oberhalb der Abmessung der Schüttgutkörner aufweisen.

Mit dem Herauslösen von Schüttgut wird nicht nur verbrauchtes Schüttgut sondern werden auch "etwaige, am Schüttgut anhaftende Staubpartikel z. B. zur Verbesserung des Durchströmwiderstandes herausgelöst oder es wird durch Nachrutschen des Schüttgutes zur verbesserten Bindung von Schadgasen auf der Anströmseite zur Verfugung gestellt

Das entfernte verbrauchte Schüttgut kann nach Regeneration dem Schüttgutschichtfilter wieder zugeführt werden.

Es wird damit je nach Bedarf das Schüttgut auf der Anströmscite der Filterschichten nach seitlichem Entfernen durch Nachrutschen des Schüttgutes ersetzt, und das Schüttgut wandert nach aufeinanderfolgenden Druckgasimpulsen in den Schüttgutschichten von der Abströmsehe allmählich zur Anströmseite, wo es dann wieder entfernbar ist

Man kann dabei die Anströmseite nach den Ansprüchen 3 oder 4 ausbilden, so daß das Schüttgut im erstercn Fall durch die Druckgasstöße aus den Böschungen nach unten fällt oder im zweiten Fall werden die sich in den größeren Durchbrechungen del· Streifen oder Wände im Ruhezustand verkeilenden Schüttgutkörner durch jeden Druckgasstoß frei und fallen dann ebenfalls nach unten in den unteren Gehäusesamrnelraum.

Eine Verstärkung des Abfließems vom verbrauchtem oder verunreinigtem Schüttgut kann dadurch erreicht werden, d&S jede Schüttgutschicht zusätzlich mit einem unteren Entnahmerost versehen ist, welches kurzzeitig oder gleichzeitig oder ungleichzeitig mit den Druckgasstößen auf untere Entnahme von Schüttgut einstellbar ist.

Weitere vorteilhafte Merkmale des Schüttgutschichtfiltcrs nach der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Zeichnungsbeispieles der Erfindung. Es zeigt schematisch

F i g. 1 einen senkrechten Längsschnitt eines schematisch dargestellten Schüttgutschichtfilters,

F i g. 2 einen senkrechten Querschnitt nach Linie H-II der Fig. I,

Fig.3 einen waagerechten Querschnitt nach der Linie IU-111 der Fig. 2,

F i g. 4 eine gesondert ^«argestellte Schüttgutschicht 4 der Fi g. 1 und 3,

Fig.5 eine gesondert dargestellte Schüttgutschicht mit abgeänderter seitlicher Begrenzung auf der Anströmseite,

F i g. 6 eine weitere, gesondert dargestellte Schüttgutschicht mit Begrenzung durch Flächen, die Durchbrechungen aufweisen.

Das Schüttgutschichtfilter nach der Erfindung besteht aus einem Gehäuse 1, welches durch eine Trennwand 2 in Rohgasraum und Reingasraum 3 unterteilt ist Im ίο Rohgasraum sind vorteilhaft mehrere, z. B. vier senkrechte Schüttgutschichten 4,5,6 und 7 vorgesehen, die beidseitig von Begrenzungen eingefaßt sind, weiche z. B. aus perforierten Flächen oder Materialstreifen 8 und 9 bestehen, die übereinander mit einer Neigung von außen nach innen und unten montiert sind. Es ist aber auch möglich, die perforierten Materialstreifen je in einer Ebene übereinander aneinandergrenzend anzuordnen, und es ist auch möglich, die Begrenzungen auf der Anströmseite durch waagerechte Flächenteile oder waagerechte Schenkel von Winkelprofflen zu ersetzen, wie in Fig.5 angedeutet ist Fig.» zeigt die Verwendung ebener, mit Durchbrechungen versehener Trennflächen.

Die Materialstreifen bzw. Rächen 8 bilden die An-Strömseite der Schüttgutschichten, während die Flächen bzw. iviaterialstreifen 9 die Abströmseite des gereinigten Roh- oder Rauchgases darstellen. Die die Abströmseite bildende Begrenzung kann auch aus vollen Blechstreifen bestehen, die durch eine Schrägstellung das Schüttgut zum Abböschen zwingen und zugleich eine Durchströmung von Gas ermöglichen.

Nach dem Beispiel sind je zwei benachbarte Schüttgutschichten 4,5 und 6,7 zu einem zwischen sich einen Reingasabströmraum 10,11 bildenden Paar zusammengefaßt Das Roh- oder Rauchgas wird im Gehäuse 1 verteilt und durchströmt die Schüttgutschichten in Richtung der gestrichelten Pfeile der F i g. 1 und 3 und strömt dann als Reingas über die Abströmräume 10 und 11 und den Reingasraum 3 ins Freie, wobei dfe Strömung beispielsweise durch ein Sauggebläse veranlaßt wird.

Die Schüttgutschichten 4 bis 7, die von oben aus einem Vorrat über eine Förderschnecke 12 oder dergleichen mit Schüttgut beschickt werden, sind unten verschlossen oder durch eine Ausschleusvorrichtutig abgestützt, die z. B. aus einem oberen feststehenden Rost 13 und einem unteren beweglichen Rost 14 besteht, welch letzteres die Durchlässe des oberen Rostes 13 in der Ruhelage abdeckt Die Bewegung des unteren Rostes

so zum Ausschleusen von Schüttgut wird z. B. über einen Kurbelantrieb hervorgerufen.

Nach der Erfindung sind die die Anströmseiten der Schü/tgutschichten bildenden Streifen 8 oder Flächen mit einer Perforation oder Durchbrechung (Schüttgutböschungen) versehen, deren Abmessungen größer sind als der Durchmesser der Schüttgutkörner. Die Begrenzungen 9 auf der Abströmseite sind so ausgebildet, daß bei unten geschlossenen Schüttgutschichten keirc Schüttgut in die Abströmräume 10 und 11 gelangt bzw. bei Anordnung von unteren Entnahmerosten nur sehr wenig Schüttgut z. B. bei Vorhandensein zu kleider Körner in die Abströmräume 10 und 11 gelangt die dann unten mit dem Rost in Verbindung stehen.
Wenn die Perforationen der Materialstreifen 8 oder Flächen auf der Ansirömseite der Schüttgutschichten einen größeren Durchmesser haben als die Schüttgutkörner, tritt hier ohne zusätzliche Einwirkung kein Schüttgut seitlich aus, da sich die Körner vor oder in den

Perforationen abböschen.

Um das mit Partikeln oder Schadgasen beaufschlagte bzw. verbrauchte Schüttgut im Fall der Ansprüche 2 und 4 auf der Anströmseite zu erneuern und ein Austreten von Schüttgut gegen die Anströmrichtung des Roh- s oder Rauchgases zu ermöglichen, werden die Schüttgutkörner zu einer Bewegung angeregt, wodurch sie durch die Perforationen hindurch seitlich austreten und nach unten absinken.

Um dies zu erreichen, wird periodisch kurzzeitig, ζ. Β. ίο in 0,1 bis 1 see, eine Gegenstromspülung bzw. Gegenstrom-Druckgasspülung durchgeführt. Zu diesem Zweck ragt z. B. in den Reingasraum 3 ein aus einer Quelle 15 mit Druckgas über ein zu öffnendes Ventil 16 beschickbares Verteilerrohr 17 mit Austrittsschlitzen, is die zu Düsen 18 gerichtet sind, welche ihrerseits in die Reingasabströmräume 10 und 11 gerichtet sind.

Sobald das Schüttgut auf der Anströmseite mit Partikel zu stsrk belastet ist, wodurch sich der Widerstand des Filters erhöht, oder das Schüttgut hier durch Bindung von Schadgasen verbraucht ist, wird das Ventil 16 geöffnet und ein Druckgasimpuls im Gegenstrom zum Roh- oder Rauchgas auf das Schüttgut der beiden angrenzenden Schüttgutschichten ausgeübt, durch den die abgeböschten Körner vor oder in den Perforationen auf der Anströmseite in Bewegung geraten und dadurch durch die Perforationen mit dem größeren Durchmesser oder aus den Schüttgutböschungen seitlich aus den Schichten austreten und absinken, während von oben neues Schüttgut in die Schüttgutschichten nachsinkt.

Damit in jedem Fall, z. B. auch im Fall der An- und Einlagerung stark adhäsiver Partikel, beim Gegenstromimpuls eine Bewegung der Körner auf der Anströmseite eintritt, kann gleichzeitig das untere Rost 14 der abstützenden unteren Ausschleusung z. B. kurzzeitig und gleichzeitig mit dem Impuls in Bewegung versetzt werden..«» daß Schüttgut unten ausgeschleust wird und dadurch die Schüttgutschicht von oben nach unten in Bewegung gerät. Es wird dabei die Körnerpackung aufgelockert und die seitliche Entnahme von Körnern durch den Spülgasimpuls verstärkt

Ansteile der Druckgasgegenstromspülung mittels der beschriebenen Ausführung kann auch eine andere Spülgasströmung erzeugt werden, wie es z. B. in der Patentanmeldung P 33 41 0655-23 beschrieben ist.

in Sonderfällen kann es vorteilhaft sein, die Trennflächen auf der Anströmseite so auszubilden, daß Schüttgutkörner die Durchbrechungen nicht durchwandern können, weshalb dann deren Abmessungen kleiner gehalten werden als der Körnerdurchmesser. In diesem Fall erfolgt dam« entsprechend Anspruch 3 die Schüttgutentnahme ausschließlich über einen unteren Entnahmerost wobei die zeitweise Gegenstromspülung als wichtige Ergänzung beibehalten wird Diese Kombination ist z. B. vorteilhaft, wenn aus besonderen Gründen bei der Lösung von Schadgas-Sorptionsaufgabenstellungen die Schüttgutschicht jeweils von Zeit zu Zeit in einem Schritt nahezu 100% ausgetauscht werden soll. Ist hierbei das Rohgas außer mit Schadgpsen zusätzlich mit Partikeln beladen, so lagern sich diese bevorzugt im Anströmbereich an oder ein und erzeugen einen nicht gewünschten Strömungswiderstandsanstieg. Es ist deshalb während der Verweilzeit des Schüttgutes notwendig, mit Hilfe der Gegenstromspülung vorteilhaft bei gleichzeitiger und daher sehr kurzzeitiger, also äußerst ss geringer unterer Kömerentnahme, die Partikel zur Seite hin zu entfernen und letztendlich zum Absinken in den Sammelraum Xa zu veranlassen.

Damit im Falle einer notwendigen und weitgehenden Partikelabscheidung die seitlich aus den Begrenzungen austretenden Partikel genügend Zeit zum Absinken in den unteren Sammelraum la haben, wird das Schüttgutfilter vorteilhaft zumindest im Bereich des Reingasraumes 3 in Kammern unterteilt, so daß z. B. jeder Kammer ein Schüttgutschichtpaar 4, 5 und 6, 7 zugeordnet ist. Die Kammerunterteilung ist in Fig.3 durch die strichpunktierte Linie 19 angedeutet. Es wird dann während und nach der in einer Kammer ausgeübten Gegcnstromgasspülung eine Abschaltung der Kammer gegen Roh- oder Rauchgasbeaufschlagung so lange beibehalten werden, bis die seitlich austretenden Partikel im Freien Fall nach unten bis in den Sammelraum la abgesunken sind. Auf diese Weise wird eine Wiederanlagcrung abgereinigter Partikel nach erfolgter kurzzeitiger Gcgenspüleinwirkung vor Erreichen des Sammelraumcs la verhindert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schüttgutfilter, bei dem das Filtergehäuse im Einströmraum eines Ro&i- oder Rauchgases mindestens eine senkrechte, beidseitig durch ebene Begrenzungen eingefaßte, vom Roh- oder Rauchgas quer durchströmbare, vom oben zur Erneuerung mit Schüttgut beschickbare Schüttgutschicht aufnimmt, deren Reingasaustrittsseite mit dem an ein Sauggebläse angeschlossenen Reingasraum des Gehäuses in Verbindung steht, wobei die Begrenzung der Schüttgutschicht auf der Anströmseite das seitliche Entfernen von verbrauchtem Schüttgut aus der Schüttgutschicht mit Absinken in einen unteren Sammelraum zuläßt, dadurch gekennzeichnet, daß zur seitlichen Entfernung von verbrauchtem Schüttgut auf der Anströmseite der Schüttgutschicht von der Reingasseite (3) aus mindester^ ein Druckgasis-ektor (18) kurzzeitig gegen die Strömungsrichtung des Roh- oder Rauchgases mit Druckgas hoher Geschwindigkeit beschickbar ist und die Begrenzung der Anströmseite ein seitliches Austreten von Schüttgut durch den Druckgasstoß zuläßt.

2. Schüttgutschichtfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickung der Reingasabströmseite der Schüttgutschicht mit Druckgas im Bruchteil einer Sekunde erfolgt

3. Schüttgutschichtfilter nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungen der Schüttgutschichten auf der Anströmseite aus freien, sich auf waagerechten Flächen abstützenden Böschungen der Schüttgutköraer bestehen.

4. Schüttgutschichtfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungen der Schüttgutschichten auf der Anströmseite aus starren, parallelen Materialstreifen (8) oder Wänden bestehen, die Durchbrechungen mit Abmessungen oberhalb der Abmessung der Schüttgutkörner aufweisen.

5. Schüttgutschichtfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Einströmraum (10) des Roh- oder Rauchgases des Filtergehäuses je zwei benachbarte Schüttgutschichten (4, 5 bzw. 6, 7) zu einem Paar mit einem an die Reingasseite angeschlossenen Reingasabströmraum zwischen sich zusammengefaßt sind, und daß in jeden Reingasabströmraum (19, 11) mindestens eine kurzzeitig im Bruchteil einer Sekunde am Druckgas anschließbare Druckgasinjektionsdüse gerichtet ist.

6. Schüttgutschichtfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schüttgutschichten (4, 5 bzw. 6, 7) paarweise zusammengefaßt und jedes Paar oder mehrere Paare mindestens auf der Reingasseite voneinander getrennt sind.