DE3624975C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schüttschichtfilter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bekannt sind derartige Schüttschichtfilter zur Reinigung von Flüssigkeiten oder Gasen, sowohl von partikelförmigen Schadstoffen (Schwebstoffe, Staub etc.) als auch von gasförmigen oder flüssigen Schadstoffen durch Adsorption, Absorption oder katalytische Umwandlung mit einem mit körnigem Schüttgut gefülltem, senkrechten Schacht, dessen breite Seitenwände für das zu filternde (gasförmige) Medium durchlässig sind und in dem sich das Schüttgut von oben nach unten durch die eigene Schwerkraft durch Abschlußschleusen am unteren Schachtende geregelt lang­ sam nachrutschend bewegt während der Schacht von oben in entsprechender Menge mit Schüttgut nachgefüllt wird, vgl. DE-PS 25 40 141 und "Glückauf" 121 (1985), Nr. 20, Seite 1565, Bild 2. Von dieser Bauart geht die Erfindung aus.

Diese Bauart hat folgende Nachteile:

• 1. Die Breite bzw. "Dicke" des Schachtes und damit der Schüttschicht in Durchströmungsrichtung muß verhältnis­ mäßig groß sein, damit es zwischen den durchlässigen (breiten) Schachtwänden nicht zu Brückenbildungen im Schüttgut kommt und damit zu Hohlräumen in der Schütt­ schicht, durch die das zu filternde Gas ungefiltert hin­ durchströmen kann.
• 2. Aus dem gleichen Grunde muß die Körnung des Schütt­ gutes relativ groß sein, auch weil bei einer dicken Schüttschicht mit feinkörnigem Material der Druckverlust für das zu filternde Gas viel zu hoch würde.
• 3. Wenn z. B. als Schüttgut Aktivkohle als Adsorbens eingesetzt wird, ist bei grobkörnigem Schüttgut die Aus­ nutzung sehr schlecht, da die adsorptiven Eigenschaften von Aktivkohle wenige zehntel mm unter der Oberfläche eines Korns nicht mehr genutzt werden können.
• 4. Wenn der Schüttschichtfilter bei mehrfacher Durch­ strömung der Schüttschicht wechselweise "angeblasen" wird, wird der an einer Seite der Schüttschicht ange­ lagerte Staub bei der umgekehrten Durchströmung wie­ der ausgetragen ("rückgespült"), so daß ein derartiger Schüttschichtfilter nicht zur gleichzeitigen Staubab­ scheidung und beispielsweise adsorptiven Gasreinigung verwendet werden kann. Ein separater Staubabscheider z. B. für das Rauchgas einer adsorptiv von SO₂ und kata­ lytisch von NO _x zu befreienden Kohlefeuerung ist je­ doch ein beträchtlicher Aufwand.
• 5. Das nur durch mechanische Mittel, z. B. Zellenrad­ schleusen, dosiert infolge der Schwerkraft im Schacht herabrutschende Schüttgut ist einer ständigen Bewegung zwischen den einzelnen Schüttgutkörnern ausgesetzt, da­ durch entsteht insbesondere bei empfindlichem Schütt­ gut wie Aktivkohle Abrieb, der bei der sehr teuren Aktiv­ kohle zu wirtschaftlichen Verlusten führt.

Aus der DE-PS 2 77 725 ist es bekannt, das Schüttgut zwischen zwei vertikal geführte endlose durchlässige Bänder einzulagern, deren Geschwindigkeit regelbar ist.

Die Aufgabe der Erfindung liegt in der Vermeidung dieser Nachteile bei der in Rede stehenden Bauart eines Schütt­ schichtfilter, wobei ein feinkörniges Schütt­ gut in dünner Schicht in Durchströmungsrichtung verwen­ det werden können soll, darüber hinaus soll die Bewegung der Schüttschicht quer zur Durchströmungsrichtung zwischen den Schachtwänden ohne Relativbewegung der einzelnen Körner gegeneinander und ohne die Gefahr von Brücken­ bildungen geschehen und stufenlos in der Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Schadstoffbeladung des Schütt­ gutes geregelt werden können, bei adsorptiver Reinigung von Schadgasen (z. B. mit Aktivkohle) oder absorptiver Gasreinigung (z. B. mit Kalksteinsplitt) soll gleichzei­ tig die an sich gute Eignung eines Schüttschichtfilters als Staubfilter genutzt werden, wobei ein der­ artiger Schüttschichtfilter auch zur "Mehrfachreinigung" flüssiger Medien, z. B. Wasser eingesetzt werden können soll.

Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe wie in dem Patentanspruch 1 dargestellt, vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Eine Brückenbildung in der fest zwischen 2 endlosen, durchlässigen Bändern eingela­ gerten Schüttschicht ist nicht möglich. Eine Relativbe­ wegung zwischen den Körnern der Schüttschicht findet nicht statt, der Abrieb und damit verbundene wirtschaft­ liche Verluste werden minimiert. Bei Aktivkohle als Adsorbens kann ein feinkörniges Schüttgut verwendet wer­ den, dessen einzelne Körner optimal "beladen" und damit genutzt werden. Die Dicke der Filterschicht kann bei we­ nigen Zentimetern liegen und damit ein niedriger Strömungswider­ stand in der Schüttschicht erzielt werden. Auch bei mehr­ facher Durchströmung der gleichen, "in sich ruhenden" Schüttschicht kann die gute Entstaubungswirkung eines Schüttschichtfilters genutzt werden, auch gleichzeitig zu adsorptiven, absorptiven und katalytischen Reinigungs­ vorgängen. Bei der Reinigung von flüssigen Medien z. B. Wasser kann der Schacht, in dem die Schüttschicht einge­ lagert ist, auch horizontal angeordnet werden, ohne die langsame Bewegung der Schüttschicht quer zur Durchströ­ mungsrichtung zu beeinträchtigen. Die Regelung der Bewe­ gungsgeschwindigkeit der Schüttschicht quer zur Durch­ strömung ist stufenlos einfach in Abhängigkeit zur Schad­ stoffbeladung möglich.

Als durchlässige endlose Bänder können Gewebe aus Tex­ tilrohstoffen, Glasfasergarnen oder Metalldrähten ein­ gesetzt werden.

Die Beschickung des Spaltes zwischen den Gewebebändern kann beispielsweise über dosierende Vibrorinnen geschehen. Am unteren (Auslauf-) Ende kann die Schüttschicht in dem Spalt zwischen den Gewebebändern durch 2 Walzen leicht zusammengedrückt werden, damit das Schüttgut erst nach "Öffnen" des Spaltes durch Auseinanderlaufen der Bänder gleichmäßig abfällt. Die Schüttschicht zwischen den Bändern kann aber auch um eine Walze um einen bestimmten Winkelbetrag umgelenkt werden und erst dann der Spalt zwischen den Bändern "geöffnet" werden, so daß das Schüttgut abgeworfen oder abgesaugt werden kann.

Die Figuren erläutern die Erfindung näher.

Fig. 1 zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch die Breitseite der Filter-Schüttschicht.

Fig. 2 zeigt einen waagerechten Querschnitt gemäß der Linie A-A der Fig. 1.

Fig. 3 zeigt einen senkrechten Schnitt gemäß der Linie B-B in der Fig. 1.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch das Filtergehäuse gemäß der Linie C-C in Fig. 1.

In Fig. 1 ist das Schüttgut 1 in dem Kanal 2 einge­ lagert und bewegt sich regelbar langsam nach unten. An der Seite der schmalen Seitenwand 3 des Kanals 2 ist der Umlenkkanal 4 von der unteren Anströmfläche 5 zur mittleren Anströmfläche 6 angeordnet. An der schmalen Seitenwand 7 des Kanals 2 ist der Umlenkkanal 8 von der mittleren Anströmfläche 6 zur oberen Anströmflä­ che 9 angeordnet.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt gemäß der Linie A-A durch die untere Anströmfläche 5. Die breiten Seiten­ wände 10 sind im ganzen Bereich der Anströmflächen 5, 6 und 9 durchlässig, beispielsweise aus Lochblech aus­ gebildet. Das Schüttgut 1 ist in dem Schacht 2 zwischen durchlässige Bänder 11, z. B. Drahtgewebebänder, einge­ lagert, die gleitend an der Innenseite der durchlässigen breiten Seitenwände 10 anliegen.

Das zu filternde Medium 12 wird in der Anströmfläche 5 durch die durchlässigen, breiten Seitenwände 10 des Schach­ tes 2, durch die durchlässigen Bänder 11 und das Schütt­ gut 1 geleitet. Nach Umlenkung im Umlenkkanal 4 wieder­ holt sich dieser Vorgang "eine Etage höher" im Bereich der Anströmfläche 6 und nach erneuter Umlenkung in dem Umlenkkanal 8 im Bereich der Anströmfläche 9.

In Fig. 3 ist dies in einem Schnitt gemäß der Linie B-B in der Fig. 1 erkennbar. Im Figurenbeispiel verläßt das zu filternde Medium 12 nach dreimaligem Durchströmen der Schüttschicht 1, immer in der gleichen Strömungs­ richtung, im Bereich der Anströmfläche 9 das Filterge­ häuse 13 als gereinigtes Medium 14, beispielsweise als Reingas oder als saubere Flüssigkeit.

Die durchlässigen Bänder 11 werden oberhalb und unter­ halb des Schachtes 2 über Umlenkwalzen 15, 15′ geführt, die zumindest teilweise regelbar angetrieben sind. Wei­ tere nicht dargestellte Umlenkwalzen führen die Bänder 11 wieder zu den oberen Umlenkwalzen 15′ zurück.

Fig. 4 zeigt das Filtergehäuse 13 im Schnitt gemäß der Linie C-C in der Fig. 1. Sichtbar ist dabei in dem Umlenkkanal 8 das Austrittfenster 16 von der Anströmflä­ che 6 und das Eintrittfenster 17 zur Anströmfläche 9. Analog geschieht die Umlenkung des zu filternden Mediums 12 im Umlenkkanal 4 sowohl um 180° als auch auf eine höhere "Etage", d. h. zur darüberliegenden Anströmfläche 6.

Die unteren Umlenkwalzen 15 sind im Figurenbeispiel etwas enger dargestellt, so daß das Schüttgut 1 hier leicht zusammengedrückt wird, um nicht unkontrolliert aus dem Schacht 2 herauszufallen. Hierfür gibt es aber verschie­ dene konstruktive Möglichkeiten, eine davon wurde bereits erwähnt.

Die Figuren geben nur eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Schüttschichtfilters wieder. Es können beliebig viele "Etagen" d. h. Anströmflächen übereinander angeordnet werden. Der Zuströmkanal für das zu filternde Medium 12 und der Abströmkanal für das gereinigte Medium 14 können parallel zu den breiten Seitenwänden 10 bzw. senkrecht zu den schmalen Seitenwänden 3 und 7 in das Filtergehäuse 13 einmünden und an entsprechende Eintritts- und Austrittsfenster wie etwa das Eintrittsfenster 17 und das Austrittsfenster 16 im Umlenkkanal 8 angeschlos­ sen sein. Die Bänder 11 könnten dann direkt um die Um­ lenkwalzen 15 und 15′ außerhalb des Filtergehäuses 13 zurückgeführt werden. Die konstruktive Ausbildung kann vielfältig variiert werden.

Claims (8)

1. Schüttschichtfilter mit einem mit körnigem Schüttgut gefülltem, senkrechten Schacht, dessen breite Seiten­ wände für das zu filternde Medium durchlässig sind und in dem sich das Schüttgut von oben nach unten durch die eigene Schwerkraft geregelt durch Abschlußschleusen am unteren Schachtende langsam nachrutschend bewegt während der Schacht von oben in entsprechender Menge mit Schüttgut nachgefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgut (1) zwischen zwei endlose, durchlässige Bänder (11) eingelagert ist, die sich mit regelbarer Geschwindigkeit an der Innen­ seite der durchlässigen breiten Seitenwände (10) des Schachtes (2) gleitend abwärts bewegen.

2. Schüttschichtfilter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei mehrfacher Umlenkung des zu filternden Mediums (12) und wiederholter Durchströmung des Schachtes (2) quer zu den durchlässigen breiten Seiten­ wänden und dem dazwischen zwischen den durchlässigen Bändern (11) eingelagerten Schüttgut (1) die Anströ­ mung des Schachtes (2) immer von der gleichen Seite erfolgt.

3. Schüttschichtfilter nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Umlenkungskanäle (4, 8) für das zu filternde Medium (12) wechselweise rechts und links der schmalen Seitenwände (3, 7) des Schachtes (2) an­ geordnet sind.

4. Schüttschichtfilter nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgut (1) ein Stoff mit adsorptiven Eigenschaften, z. B. Aktivkohle, ist.

5. Schüttschichtfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß das Schüttgut (1) mit adsorptiven Eigen­ schaften gleichzeitig katalytische Eigenschaften aufweist und/oder daß dem zu filternden Medium (12) die katalyti­ sche Umwandlung von Schadstoffen fördernde Medien zuge­ setzt sind.

6. Schüttschichtfilter nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit für die durchlässigen Bänder (11) in Abhängigkeit der Bela­ dung des Schüttgutes (1) mit Schadstoffen regelbar ist.

7. Schüttschichtfilter nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schacht (2) in beliebiger Nei­ gung zwischen senkrecht und horizontal angeordnet ist.

8. Schüttfilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder (11) glatt gewalzte Drahtgewebebänder sind.