DE3720045A1 - Filter zum reinigen eines gasfoermigen mediums - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Filter zum Reinigen eines gasförmigen Mediums mittels schütt- oder rieselfähigem Filtermaterial, das vorzugsweise aus Aktivkoks in entsprechender Partikelgröße hergestellt ist. Das Filtermaterial ist über einen oberen Einfüllstutzen in eine Kammer einbringbar und über untere Entleerungsstutzen aus der Kammer ausbringbar. Das zu reinigende gasförmige Medium durchströmt das aus dem Filtermaterial auf diese Weise innerhalb der Kammer gebildete Wanderbett horizontal. Die Kammer ist durch eine horizontal angeordnete öffen- und schließbare Trennwand in eine Ober- und eine Unterkammer unterteilt.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-PS 27 21 588 bekannt und ermöglicht es, die Kapazität des Filtermaterial besser auszunutzen als bei Vorrichtungen mit einer nicht unterteilten Kammer. Die bessere Nutzung des Filtermaterials beruht auf dem mit Hilfe der Trennwand erzwungenen Strömungsumweg, der es ermöglicht, daß das die Filteranlage passierende gasförmige Medium auf der zweiten Hälfte seines Strömungsweges nur mit der reinen Aufgabeseite des Filtermaterials in Verbindung und das gasförmige Medium auf der ersten Hälfte seines Strömungsweges nur mit der bereits kontaminierten bzw. teilbeladenen Seite des Filtermaterials in Berührung kommt. Da beide Teile der Kammer durch die Trennwand voneinander getrennt sind, läßt sich in besonders einfacher Weise das mit dem noch ungefilterten gasförmigen Medium beaufschlagte Filtermaterial aus dem unteren Teil der Kammer abziehen und durch das geringer beladene Filtermaterial aus dem oberen Teil der Kammer ersetzen.

Werden derartige Filter zum Abscheiden von SO₂ und NOx aus Rauchgasen eingesetzt, die üblicherweise auch einen hohen Staubanteil enthalten, ist es üblich, den Filtern zusätzliche Staubfilter vorzuschalten, wodurch allerdings die Anlage zur Reinigung des gasförmigen Mediums insgesamt verteuert wird.

Aus der DE-PS 34 26 959 und der EP-OS 01 91 959 ist es auch bekannt, auf zusätzliche Staubfilter zu verzichten und das Filtermaterial von Stäuben dadurch zu befreien, daß von Zeit zu Zeit von der Reingasseite her ein Druckimpuls auf das Filtermaterial ausgeübt wird, so daß auf der Anströmseite ein Teilaustrag des mit Staub beladenen Filtermaterials oder aber auch nur ein Staubaustrag aus der Anströmseite erfolgt.

Wenn derartige Filter zum Reinigen gasförmiger Medien benutzt werden sollen, deren Staubanteil auch Schwermetalle und dergleichen giftige Stoffe enthält, wie dies beispielsweise bei Abgasen aus Müllverbrennungsanlagen der Fall ist, werden derartige Stoffe adsorptiv gebunden. Es handelt sich also nicht mehr um Aerosole, die an der Oberfläche des Filtermaterials abgelagert werden und durch Rückspülung oder Gegenstrom ausgetragen werden könnten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filter der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß es ohne ein vorgeschaltetes hochwertiges Staubfilter unter optimaler Ausnutzung des eingesetzten Filtermaterials auch dann betrieben werden kann, wenn das zu reinigende gasförmige Medium Schwermetalle und dergleichen hochgiftige Verunreinigungen enthält, die als Sondermüll deklariert entsprechend hohe Deponiekosten verursachen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird von einem Filter der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten gattungsgemäßen Art ausgegangen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil desselben angegebenen Merkmale aufweist.

Durch die erfindungsgemäße Unterteilung der Unterkammer in einen einströmseitigen vorderen Unterkammerabschnitt und einen abströmseitigen hinteren Unterkammerabschnitt ergibt sich die Möglichkeit, das Filtermaterial aus dem vorderen Unterkammerabschnitt in kürzeren Intervallen zu entleeren als das Filtermaterial im hinteren Unterkammerabschnitt.

Durch Versuche konnte nachgewiesen werden, daß Schwermetalle und dergleichen im wesentlichen in den ersten Anströmschichten von Aktivkoksbetten zurückgehalten werden können, deren vollkommene Beseitigung aber nicht nach dem Rückspülverfahren erfolgen kann sondern nur dadurch, daß die damit beladene Aktivkoksschicht entfernt wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Filter wird die Möglichkeit geschaffen, aus dem Wanderbett durch Einhaltung einer definierten Schichtdicke unter dem Gesichtspunkt größter Wirtschaftlichkeit nur das Filtermaterial zu gegebener Zeit auszutragen, das mit den betreffenden Schadstoffen beladen ist.

Die aus der DE-PS 27 21 588 bekannte Vorrichtung ermöglicht es zwar auch, im Filtermaterial der Unterkammer adsorbierte Schwermetalle mit dem Adsorbens zu entfernen, was jedoch den Nachteil hat, daß dabei die gesamte Unterkammer entleert werden muß. Nach durchgeführten Versuchen ist es jedoch völlig ausreichend, lediglich den auf der Anströmseite in einer bestimmten Schichtdicke vorliegende Anteil des Filtermaterials aus der Unterkammer zu entfernen.

Vorzugsweise wird daher die erfindungsgemäße vertikal angeordnete perforierte Trennwand, welche die Unterkammer in mindestens zwei Unterkammerabschnitte unterteilt, in einem Abstand von ca. 100 mm von der Ebene der Einströmseite angeordnet und bis an die horizontal angeordnete Trennwand herangeführt. Da jeder Unterkammerabschnitt einen Entleerungsstutzen mit einem Absperrventil aufweist, läßt sich unabhängig von der Entleerung der gesamten Unterkammer der einströmseitig vordere Unterkammerabschnitt je nach Bedarf getrennt entleeren.

Wie in der DE-PS 27 21 588 beschrieben, wird zum Entleeren die beispielsweise aus zwei übereinanderliegenden Lochblechen bestehende horizontale Trennwand durch eine Verschiebung der Lochbleche gegeneinander geschlossen, so daß in diesem Zustand das den vorderen Unterkammerabschnitt zugeordnete Absperrventil geöffnet werden kann, um auf diese Weise allein den vorderen Unterkammerabschnitt zu entleeren und wieder zu befüllen.

Die besonderen Vorteile des erfindungsgemäßen Filters lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• - Der Anteil des mit Giftstoffen beladenen Filtermaterials läßt sich gegenüber konventionellen Filtern sehr klein halten, wodurch Deponiekosten für verbrauchtes und sodann Sondermüll darstellendes Filtermaterial eingespart werden.
• - Der größte Teil des nachfolgend vom gasförmigen Medium durchströmten Filtermaterials bleibt über eine langere Standzeit für die Adsorption sonstiger Stoffe, wie SO₂, NO _x , HCl usw., nutzbar und reduziert damit den Verbrauch an hochwertigem Filtermaterial, wie insbesondere Aktivkoks.
• - Durch das Nachrieseln des Filtermaterials bei geöffneter horizontaler Trennwand ist eine gesonderte Füllung des vorderen Unterkammerabschnitts ohne weitere Hilfsmittel sichergestellt.
• - Ein zusätzliches Vorfiltern mit kostenträchtigen Befüll- und Entleerungseinrichtungen ist entbehrlich.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Unterkammer auch durch mehrere, in Abständen angeordnete perforierte Trennwände in eine Vielzahl von in Strömungsrichtung aufeinanderfolgenden Unterkammerabschnitten unterteilt werden.

Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung ergibt sich die Möglichkeit einer eventuellen weiteren Einsparung an Filtermaterial, indem für die verhältnismäßig dünne Schichten bildende Unterkammerabschnitte die Austauschintervalle von in Strömungsrichtung des gasförmigen Mediums folgenden Kammerabschnitten zunehmend verlängert werden können.

Um zu verhindern, daß sich durch die vertikale Unterteilung der Unterkammer ein zu großer Strömungswiderstand für das zu reinigende gasförmige Medium ergibt, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung schließlich noch vor, daß jede vertikal angeordnete Trennwand aus einem Lochblech besteht, dessen Öffnungsquerschnitt mindestens dem Öffnungsquerschnitt gegenüberliegender Seitenwände der Unterkammer entspricht.

Selbst wenn der Lochdurchmesser in der vertikal angeordneten Trennwand größer ist als der größte Partikeldurchmesser des Filtermaterials und sich dadurch nicht vermeiden läßt, daß geringfügige Mengen des Filtermaterials von einem Unterkammerabschnitt zum anderen übertreten, ist dieser Wechsel des Filtermaterials wegen der vertikalen Anordnung der Trennwand vernachlässigbar klein und kann außer Betracht bleiben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Filters schematisch in einem vertikalen Querschnitt dargestellt:

Des Filter besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 1, worin seitlich ein Gaseinlaßstutzen 2 und ein Gasauslaßstutzen 3 angeschlossen sind. Das somit im wesentlichen horizontal durchströmte Gehäuse 1 umfaßt eine Kammer 4, die über einen oberen Einfüllstutzen 5 mit einem schütt- oder rieselfähigen Filtermaterial beaufschlagt wird, das ein in vertikaler Richtung bewegbares und vom zu reinigenden gasförmigen Medium zweimal durchströmtes Wanderbett bildet.

Die innerhalb des Gehäuses 1 auf gegenüberliegenden Seiten mit Durchbrüchen 6 versehene Kammer 4 ist durch eine im wesentlichen horizontale Trennwand 7 in eine Oberkammer 8 und in eine Unterkammer 9 unterteilt. Die Trennwand 7 ist in an sich bekannter Weise so aus Elementen zusammengesetzt, daß je nach der Position dieser Elemente die darin vorgesehenen Öffnungen freigegeben oder verschlossen werden und dadurch wahlweise die Qberkammer 8 mit der Unterkammer 9 in Verbindung steht.

Die Unterkammer 9 ist durch eine vertikal angeordnete Trennwand 10, worin Durchbrüche 11 vorgesehen sind, in einen vorderen und einen hinteren Unterkammerabschnitt 12 bzw. 13 unterteilt. Diese sind jeweils mit einem für sich betätigbaren Absperrventil 14 bzw. 15 ausgestattet.

Vorzugsweise ist die Trennwand 7 in nicht dargestellter Weise so unterteilt, daß jeder Unterkammerabschnitt 12, 13 unabhängig voneinander mit der Oberkammer 8 in Verbindung gebracht werden kann.

Claims (4)

1. Filter zum Reinigen eines gasförmigen Mediums mittels schütt- oder rieselfähigem Filtermaterial, das als vom gasförmigen Medium horizontal durchströmtes Wanderbett über einen oberen Einfüllstutzen in eine Kammer einbringbar und über untere Entleerungsstutzen aus der Kammer ausbringbar ist, die in eine Ober- und eine Unterkammer unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterkammer (9) in Strömungsrichtung des gasförmigen Mediums durch eine vertikal angeordnete perforierte Trennwand (10) mindestens in einen vorderen und einen hinteren Unterkammerabschnitt (12 bzw. 13) unterteilt ist, wobei jedem Unterkammerabschnitt (12, 13) ein Entleerungsstutzen mit einem eigenen Absperrventil (14 bzw. 15) zugeordnet ist.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterkammer (9) durch mehrere in Abständen angeordnete, perforierte Trennwände (10) in eine Vielzahl von in Strömungsrichtung aufeinanderfolgenden Unterkammerabschnitten (12, 13) unterteilt ist.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede vertikal angeordnete Trennwand (10) aus einem Lochblech besteht, dessen Öffnungsquerschnitt mindestens dem Öffnungsquerschnitt gegenüberliegender Seitenwände der Unterkammer (9) entspricht.

4. Filter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Unterkammerabschnitt (12, 13) und der Oberkammer (8) eine horizontale, jeweils für sich öffen- und schließbare Trennwand (7) angeordnet ist.