DE3720045C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Filter zum Reinigen eines
gasförmigen Mediums mittels schütt- oder rieselfähigem
Filtermaterial, das als vom gasförmigen Medium horizontal
durchströmtes Wanderbett von oben in eine Kammer einbringbar
und unten aus der Kammer ausbringbar ist, die in eine Ober- und
eine Unterkammer unterteilt ist.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 27 21 588 C2 bekannt
und ermöglicht es, die Kapazität des Filtermaterials 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 34 26 959 C2 und der EP 0 191 959 A2 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.
Weiterhin ist aus der DE 34 02 764 A1 ein Schüttschichtfilter
bekannt, wobei eine aufrechte, quer von Roh- oder Rauchgas
durchströmte Schüttgutschicht mittels mindestens einer
gasdurchlässigen Trennwand in zwei oder mehr Schüttgutschichten
unterteilt ist, unter denen sich ein gemeinsamer oder getrennte
Sammelräume mit steuerbaren Entnahmevorrichtungen befinden.
Auch ist aus der JP 62-61613 (A) ein Schüttschichtfilter
bekannt, das in Strömungsrichtung des zu reinigenden Gases
mehrere hintereinander angeordnete Abschnitte zur Aufnahme des
Schüttguts aufweist, wobei das schneller oder stärker beladene
Material der zuerst vom Rauchgas durchströmten Schicht rascher
oder öfter abgezogen werden kann als das Material der
Nachreinigungsschichten.
Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Schüttschichtfilter
besteht darin, daß die Anströmung der Schüttschichten über die
Höhe nicht gleichmäßig erfolgt, da sowohl beim Wanderbett- wie
auch beim Festbettbetrieb keine gleichmäßige Schüttdichte
vorliegt, weil die darüberliegende Schüttschicht eine zu
geringe Höhe hat, um die Schüttschichtdichte zu
vergleichmäßigen. Da im oberen Bereich der Schüttschichtfilter
die Schüttgutdichte geringer ist als im unteren Bereich hat
dies zur Folge, daß ausgerechnet im oberen Bereich, wo die
Beladekapazität noch am wenigsten ausgenutzt ist, der
Gasdurchtritt mit höherer Geschwindigkeit erfolgt, was den
Wirkungsgrad der Abscheidung überproportional beeinträchtigt.
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, das 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.
Die erfindungsgemäße Ausbildung des Filters beruht auf der
Idee, die gleichmäßige Filterschichtbeladung über die Höhe bei
der unteren Stufe des Filters gemäß der DE 27 21 588 C2
auszunutzen und durch das Einsetzen einer Zwischenwand einen
Erstbeaufschlagungsbereich zu schaffen, der sich infolge seiner
homogenen Dichte optimal mit den kritischen Schadstoffen
beladen läßt und auch getrennt entsorgt werden kann. Hierbei
ergibt sich insbesondere die überraschende Wirkung, daß zum
einen für die Beschickung der besonders kritischen
Filterschicht sehr gering beladenes Filtermaterial herangezogen
werden kann, das aus einem ohnehin mehr prophylaktisch
angeordneten Sicherheitsbereich der oberen Kammer stammt, und
zum anderen aus diesem Material eine Filterschicht sehr
homogener Dichte gebildet wird. Dadurch kann dieses
Filtermaterial bis an die Beladegrenze mit problematischen
Verunreinigungen angereichert werden.
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 längere Standzeit für die Adsorption sonstiger Stoffe, wie SO2, NOx, 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:
Das 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 Oberkammer 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 von
oben in eine Kammer einbringbar und unten 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) 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, durch das der Inhalt des
zugehörigen Unterkammerabschnitts (12, 13) unabhängig von
der Entleerung der gesamten Unterkammer getrennt entleerbar
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.
Priority Applications (3)
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DE3720045C2 true DE3720045C2 (de) | 1991-02-21 |
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Family Applications (1)
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