DE3939645A1 - Staubabscheider mit schlauchfoermigen filterelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Staubabscheider mit Filter­ elementen aus Gewebe oder Nadelfilz, das vorzugsweise obenflächenbehandelt ist, mit mehreren, in einem gemein­ samen Gehäuse angeordneten Filterkammern, die durch Trennwände definiert sind, die von einer oberen Halte­ platte in einen unteren Rohgasraum ragen, mit schlauch­ förmigen Filterelementen, die in der oberen Halteplatte lösbar befestigt sind und in den Filterkammern nach unten hängen, mit einem, jeder Filterkammer zugeordneten, oberhalb der Halteplatte angeordneten Reingasraum, der mittels einer Ventilanordnung wahlweise mit einem Spül­ luftkanal oder mit einem Reingaskanal für den Abzug der gereinigten Gase verbindbar ist, mit einem im Rohgas­ raum angeordneten Förderer zum Austragen des ausge­ filterten Staubes und mit einer Einrichtung zum Aus­ wechseln der Filterelemente.

In meisten Staaten gibt es gesetzliche Bestimmungen, wo­ nach staubführende Gase nur gefiltert in die Umgebungs­ luft eingeleitet werden dürfen. So gibt es Bestimmungen, wonach Größe, Menge und Art der Partikel nach der Filterung begrenzt sind. Die Grenzwerte werden ständig herabgesetzt, so daß der Einsatz industrieller Anlagen nur noch zusammen mit entsprechend effizienten Staub­ abscheidern möglich ist. Neben der Elektrofiltration hat sich die Tuchfiltration durchgesetzt. Ein Problem bei derartigen Anlagen ist einerseits die Reinigung der Filtermaterialien und schließlich, wenn eine Reinigung nicht mehr möglich ist, das Auswechseln und die Ent­ sorgung der verbrauchten Filterelemente. Die ausge­ filterten Stoffe sind häufig giftig und/oder krebser­ regend, so daß nicht nur die Emissionseigenschaften der Filteranlage von Bedeutung sind, sondern auch ein Be­ trieb und eine Entsorgung, bei welcher das Wartungs­ personal möglichst nicht mit dem gesundheitsgefährenden Staub in Berührung kommt.

Bei bekannten Anlagen der eingangs bezeichneten Art er­ folgt das Auswechseln der Filterelemente in der Weise, daß die gesamte Anlage stillgesetzt wird und die Filter­ elemente nach oben oder seitlich aus dem Gehäuse heraus­ gezogen werden. Es ist unvermeidbar, daß bei diesen Ar­ beiten das Wartungspersonal mit den möglicherweise toxi­ schen und/oder krebserregenden Stäuben in Berührung kommt. Die während des Wechsels der Filterelemente abge­ fallenen Staubmengen werden bei Wiederinbetriebsetzung durch den Reingaskanal in die Außenluft abgeblasen.

Aufgabe der Erfindung ist die Modifikation der bekannten Staubabscheider dahingehend, daß ein Auswechseln der Filterelemente ermöglicht wird, ohne daß dabei das War­ tungspersonal in direkte Berührung mit den Filter­ schläuchen kommt. Weiterhin soll die Beseitigung und Ent­ sorgung der verbrauchten Filterschläuche weitgehend automatisch erfolgen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Kenn­ zeichen des Hauptanspruchs genannten Merkmale gelöst. Der Kern der Erfindung ist darin zu sehen, die Filter­ elemente so auszubilden, daß sie vom Reingasraum her zugänglich und aus ihrer Halterung lösbar sind, so daß sie auf den Förderer fallen, der im Rumpf der Filteran­ lage angeordnet ist. Der Förderer ist reversierbar und fördert die abgeworfenen Filterschläuche zu einer Sammelstelle, wo sie beispielsweise kompaktiert und in einem abtransportierbaren Container gesammelt werden. Während des Abwerfens wird die Anlage so gesteuert, daß infolge Drosselung der Rohgaszufuhr ein starker Unterdruck im Rohgasraum entsteht. Die Spülleitung zur Filterkammer, deren Elemente gerade gewechselt werden, wird geschlossen. Ebenso wird der Abzug des Reingases über den Reingaskanal aus diesem betreffenden Reingas­ raum abgesperrt. Durch den geöffneten Zugang zum Rein­ gasraum derjenigen Filterkammer, deren Elemente gerade gewechselt werden, strömt Umgebungsluft durch die Filterelemente in den Rohgasraum, so daß ein Staubaus­ tritt nach außen zuverlässig verhindert wird. Beim He­ rausziehen der Stützkörbe unterstützt die einströmende Umgebungsluft zusätzlich eine Reinigung der Stützkörbe, die mit neuen Filterschläuchen versehen und die in Anlage zurückgeschoben werden.

Während die Elemente einer Filterkammer gewechselt wer­ den, laufen die anderen Filterkammern weiter, d.h. der das Reingas abziehende Ventilator bleibt in Betrieb und damit der Unterdruck im Rohgasraum erhalten. Infolge der gedrosselten Rohgaszuführung ist die Ent­ staubungskapazität in dieser Phase natürlich herabge­ setzt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. So zum Beispiel kann das obere Ende der Stützkörbe einen reduzierten Durchmesser aufweisen, so daß das Lösen der Filterschläuche von den Stützkörben nach kurzem Anheben der Stützkörbe aus ihren Halterungen erleichtert wird.

Eine Reinigung der Filterelemente erfolgt durch eine Umkehrung der Strömungsrichtung. Der oberhalb der Filterelemente angeordnete Reingasraum wird beispiels­ weise mittels eines doppelt wirkenden Tellerventils vom Reingaskanal abgeschaltet, während gleichzeitig der Spülluftkanal zugeschaltet wird. Infolge der Druck­ differenz, die zwischen dem Reingasraum und dem Rohgas­ raum herrscht, wird Spülluft durch die Filterelemente in den Rohgasraum gezogen, was dazu führt, daß Staub­ partikel, die sich auf der Oberfläche der Filter­ schläuche abgesetzt haben, abfallen. Diese Ablösung wird insbesondere dadurch erleichtert, daß die Filter­ schläuche aus einem Material bestehen, dessen äußerste Schicht eine mikroporöse PTFE-Membran ist. Dieses Material ist so feinporig, daß sich Staub praktisch nur auf der Oberfläche absetzen kann und in das Material nicht eindringt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der im Rumpf der Anlage angeordnete Förderer, bei­ spielsweise ein Band- oder Kettenstegförderer, reversier­ bar ausgebildet sein, in der Phase, in welcher die Filterelemente gewechselt werden, wird die Förder­ richtung des Förderers umgekehrt, so daß die abgeworfenen Filterschläuche nicht zur Schleuse transportiert werden, über die üblicherweise der Staub ausgetragen wird, sondern zum anderen Ende des Förderers, wo die Schläuche einer Kompaktieranlage und dann einem Container zuge­ führt werden, der entsorgt werden kann, ohne daß War­ tungspersonal nochmals mit den kontaminierten Filter­ elementen in Berührung kommt.

Insgesamt bietet die Erfindung eine entscheidende Verbesserung der bekannten Anlagen in bezug auf Kon­ taminierungsgefahr des Wartungspersonals und uner­ wünschter bzw. unerlaubter Emissionen in der Wechsel­ phase der Filterelemente.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Vertikal-Längs­ schnittansicht eines Staubab­ scheiders,

Fig. 2 eine Ansicht entlang der Schnitt­ linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Vertikal-Längsschnittansicht des Staubabscheiders, jedoch in einem anderen Betriebszustand als in Fig. 1 und 2,

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine Vertikal-Längsschnittansicht des Staubabscheiders während des Wechsels von Filterelementen in einer der Filterkammern des Staub­ abscheiders, und

Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI in Fig. 5.

Fig. 1 zeigt einen Staubabscheider mit einem Gehäuse 1, das in Längsrichtung durch zwei Trennwände 2 und 3 in drei Filterkammern A, B und C unterteilt ist. Unterhalb der einzelnen Filterkammern ist das Gehäuse 1 trichter­ förmig zulaufend ausgebildet, so daß herabfallender Staub in einem relativ schmalen Bodenbereich gesammelt wird.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird eine linke Filterkammer A durch eine Seitenwand 30 und die Trennwand 2 gebildet, die mittlere Filterkammer B wird durch die zwei Trenn­ wände 2 und 3 gebildet, und die rechte Filterkammer C wird durch die Trennwand 30 und eine Seitenwand 40 des Gehäuses 1 gebildet.

An die Seitenwand 30 des Gehäuses 1 ist eine Rohgaslei­ tung 4 angeschlossen, über die (in Pfeilrichtung) staub­ führendes Rohgas in das Innere des Gehäuses eingeleitet wird. Von der Rohgasleitung 4 gelangt das Rohgas zunächst in einen sich über die gesamte Länge des Gehäuses er­ streckenden Rohgasraum 5, der seitlich durch einen Teil der Längsseitenwand 60 einerseits und eine innere Längs­ wand 6 begrenzt wird. Unten ist der Rohgasraum 5 über die gesamte Länge offen, so daß das Rohgas gleichmäßig ver­ teilt in drei Filterkammern A, B und C gelangt, wie in Fig. 1 durch vertikal nach oben gerichtete, ausgezogene Pfeile angedeutet ist.

In sämtlichen Figuren bedeuten ausgezogene Pfeile Roh­ gas-Ströme, gestrichelte Pfeile bedeuten Reingas-Ströme, und hohle Pfeile bedeuten Spülgas-Ströme (Fig. 3 bis 6).

Jede Filterkammer A, B und C wird an ihrer Oberseite durch eine Halteplatte 7 abgeschlossen. In der Halte­ platte 7 sind gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel runde Öffnungen ausgebildet, wobei in jeder dieser Öff­ nungen ein Filterschlauch 8 aus einem PTFE-Laminat aufge­ hängt ist. Die Filterschläuche 8 erstrecken sich etwa über zwei Drittel der Höhe der jeweiligen Filterkammern. Die Schlauchlängen schwanken und können je nach Größe der Anlagen zwischen 1 m und 5 m liegen. In jedem Filter­ schlauch 8 ist ein Stützkorb 9 angeordnet, der insbe­ sondere während der Filtrierphase dazu dient, die kreis­ zylindrische Form des Filterschlauchs zu erhalten.

Oberhalb der Halteplatte 7 ist für jede Filterkammer ein Reingasraum 11A, 11B bzw. 11C ausgebildet, der Reingas­ raum wird oben durch eine Deckplatte 10 begrenzt, in der jeweils eine verschließbare Öffnung ausgebildet ist, die einen Zugang zur Halterung der Filterelemente ermöglicht.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, führt jeder Reingasraum 11A, 11B und 11C zu einem Reingaskanal 12, der, wie Fig. 1 zeigt, stirnseitig in eine Reingasleitung 13 mündet.

Obwohl nicht gezeigt, befindet sich in jedem der Filter­ schläuche 8 ein Stützkorb 9 - aus Gründen der Übersicht­ lichkeit wurden in der Zeichnung nur einige Stützkörbe dargestellt.

Die Betriebsweise des Staubabscheiders ist weitestgehend aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich: das über die Rohgas­ leitung in den Rohgasraum einströmende Rohgas trifft auf die Außenwände der Filterschläuche 8, so daß die von dem Rohgas mitgeführten Staubpartikel von den Filter­ schläuchen 8 zurückgehalten werden und Reingas im Inneren der Filterschläuche 8 nach oben steigt, wo es schließlich über die einzelnen Reingasräume 11A, 11B, 11C sowie den Reingaskanal 12 in die Reingasleitung 13 abgesaugt wird. Größere Staubpartikel fallen aus dem Rohgas von den inneren Wänden des Staubabscheiders nach unten. Auf den Außenflächen der Filterschläuche 8 sammelt sich Feinst­ staub, der in periodischen Abständen durch Spülluft abge­ löst wird, wie weiter unten noch beschrieben werden wird.

Im Bodenbereich des Gehäuses 1 befindet sich ein Förder­ band 15, das sich in Pfeilrichtung bewegt, so daß auf das Förderband fallender Staub zu einer Zellenradschleuse 16 transportiert wird, über welche eine Entsorgung erfolgt.

Am anderen Ende des Förderbandes befindet sich eine weiter unten noch näher erläuterte Sammelvorrichtung für verbrauchte Filterschläuche. Diese Einrichtung, bei­ spielsweise ein Container, ist vom Inneren des Gehäuses 1 durch eine Sperre 23 getrennt.

Im oberen Bereich des Gehäuses 1 verläuft in Längs­ richtung des Gehäuses ein Spülgaskanal 17, in dessen Ein­ gangsbereich sich ein Sperrventil 19 befindet. Jeder der Filterkammern A, B und C ist ein Tellerventil 18A (Fig. 2), 18B (Fig. 4) und für die Filterkammer C ein nicht dargestelltes Tellerventil zugeordnet. In der Stellung gemäß Fig. 2 sperrt das Tellerventil 18A den Spülgaskanal gegenüber dem Reingasraum 11A ab, während die Verbindung zwischen dem Reingasraum 11A und dem Reingaskanal 12 offen ist. Diese Schaltstellung entspricht der normalen Betriebsweise, d.h. Rohgas wird durch die Filterelemente hindurch in den Reingaskanal gezogen, gefiltert und in die Umgebungsluft abgeblasen.

Fig. 3 und 4 zeigen den Staubabscheider während des Reinigens der mittleren Filterkammer B durch rück­ strömendes Spülgas. Nach Fig. 4 befindet sich das Teller­ ventil 18B in seiner unteren Stellung, in welcher es eine Öffnung 20 zwischen dem Spülgaskanal 17 und dem Reingas­ raum 11B freigibt. Der Ausgang zum Reingaskanal 12 ist gleichzeitig verschlossen. Es besteht mithin keine Strö­ mungsverbindung zwischen der Rohgasleitung 4 und der Reingasleitung 13 über die mittlere Filterkammer B, sondern die Verbindung zwischen den Leitungen 4 und 13 besteht nur über die Filterkammern A und C. Durch Öffnen des Sperrventils 19 kann nun Spülgas durch die Öffnung 20 in den Reingasraum 11 gelangen. Das Spülgas wird ent­ sprechend den Hohlpfeilen in das Innere der Filter­ schläuche 6 gesaugt und tritt durch das Filtermaterial nach außen in den Rohgasraum. Dort vermischt es sich mit dem Rohgas und wird über die benachbarten Filterkammern A und C abgezogen. Dieses Durchströmen der Filterelemente 8 in Gegenrichtung löst den Staub von der Außenseite der Filterschläuche, der Staub fällt nach unten auf das För­ derband 15 und wird ausgetragen.

Trotz dieser Reinigung sind die Filterschläuche nach einiger Zeit verbraucht und müssen ausgewechselt werden. In den Fig. 5 und 6 ist die Anlage in dem Zustand ge­ zeigt, in welchem die Filterelemente in der mittleren Filterkammer von der Halteplatte 7 gelöst werden. Nach Fig. 6 befindet sich das Tellerventil 18B, wie bei dem oben beschriebenen Reinigungsvorgang in der unteren Stellung, in welcher der Reingasraum 11B von dem Reingas­ kanal 12 getrennt ist. Gleichzeitig ist, wie sich aus Fig. 5 ergibt, das Drosselventil 25 in der Rohgasleitung 4 etwas in Schließstellung verstellt, so daß der Unter­ druck im Rohgasraum steigt. Die Drosselklappe im Spülgas­ kanal 17 ist ebenfalls geschlossen, so daß durch die Öffnung des Reingasraums Außenluft in den Rohgasraum an­ gesaugt wird.

In der Deckplatte 10 des Reingasraums ist ein Deckel 22B ausgebildet, der nach Öffnung praktisch die gesamte Oberseite über dem Reingasraum 11B freigibt, so daß ein Zugang zur Halteplatte 7 geschaffen wird. Die Stützkörbe 9 können nach oben gezogen und die einzelnen Filter­ elemente von der Halteplatte 7 gelöst werden. Die ge­ lösten Filterschläuche 8′ fallen nach unten auf das Förderband 15, welches die verbrauchten Filterschläuche 8′ nach links abtransportiert. Bei angehobener Sperre 23 fallen die verbrauchten Filterschläuche in eine Kompaktierungs- und Verpackungsvorrichtung 24. Dort werden mehrere verbrauchte Filterschläuche 8′′ zusammen­ gepreßt und in eine Folie eingeschweißt.

Da während des Wechselns ständig Umgebungsluft von außen in die Anlage hineingesaugt wird, kann kein Staub nach außen gelangen. Die Stützkörbe werden beim Herausziehen aus der Halteplatte 7 ebenfalls gereinigt. Die mit dem Austausch der Filter befaßten Personen kommen mit dem gesundheitsgefährdeten Staub praktisch nicht in Berührung.

In der oben beschriebenen Weise werden die Filter­ schläuche nacheinander für jede einzelne Filterkammer ausgetauscht. Sind die einzelnen Filterschläuche in einer Filterkammer gelöst, werden neue Filterschläuche eingesetzt und der Stützkorb eingeschoben. Die Filter­ kammer wird dann wieder in den Normalbetrieb einge­ schaltet, d. h. der Zugang zur Umgebungsluft wird ge­ schlossen und der Reingasraum wird wieder mit der Reingasleitung 13 verbunden.

Die Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Aus­ führungsbeispiel beschränkt, selbstverständlich können anstelle der drei hintereinander angeordneten Filter­ kammern eine beliebige Anzahl von Filterkammern vorge­ sehen werden, die in größeren Batterien zusammengefaßt sein können.

Claims (8)

1. Staubabscheider mit Filterelementen aus vorzugs­ weise oberflächenbehandeltem Gewebe oder Nadelfilz, mit mehreren, in einem gemeinsamen Gehäuse (1) angeord­ neten Filterkammern (A, B, C), die durch Trennwände (2, 3) definiert sind, die von einer oberen Halteplatte (7) in einen unteren Rohgasraum (5) ragen, mit schlauch­ förmigen Filterelementen (8), die in der oberen Halte­ platte (7) lösbar befestigt sind und in den Filter­ kammern (A, B, C) nach unten hängen, mit einem, jeder Filterkammer (A, B, C) zugeordneten, oberhalb der Halte­ platte (7) angeordneten Reingasraum (11A, 11B, 11C), der mittels einer Ventilanordnung (18A, 18B) teilweise mit einem Spülluftkanal (17) oder mit einem Reingaskanal (12) für den Abzug gereinigter Gase verbindbar ist, mit einem unten im Rohgasraum (5) angeordneten Förderer (15) zum Austragen des ausgefilterten Staubes und mit einer Einrichtung zum Auswechseln der Filterelemente, dadurch gekennzeichnet, daß der Reingas­ raum (11A, 11B, 11C) jeder Filterkammer (A, B, C) einen verschließbaren Zugang aufweist, der ein Lösen der Halterung der Filterelemente ermöglicht und daß eine Ventilanordnung vorgesehen ist, mit welcher der Reingas­ raum sowohl von der Spülluft, als auch von der Reingas­ leitung abgesperrt werden kann, so daß durch den Zugang Umgebungsluft in den Rohgasraum (5) strömen kann.

2. Staubabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer (15) umsteuerbar ausgebildet ist und daß am Austragsende des Förderers, welches dem Staubaustrag gegenüberliegt, eine Sammelvorrichtung für verbrauchte Filterelemente angeordnet ist.

3. Staubabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schlauch­ förmigen Filterelemente einen inneren Stützkorb (9) aufweisen, über den ein Filterschlauch (8) gezogen ist.

4. Staubabscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter­ schlauch (8) aus einem Laminat besteht, dessen äußere Schicht aus mikroporösem, verstrecktem PTFE besteht.

5. Staubabscheider nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütz­ körbe (9) am oberen Ende im Durchmesser reduziert sind, so daß die Filterschläuche (8) leicht von Stützkorb (9) gelöst werden können.

6. Staubabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer ein Stegkettenförderer oder Bandförderer ist.

7. Staubabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammel­ vorrichtung als Kompaktierungs- und Verpackungsvorrich­ tung (24) ausgebildet ist.

8. Verfahren zum Wechseln von Filterelementen bei einem Staubabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung des Unterdrucks im Rohgasraum der Zustrom des Rohgases gedrosselt wird, daß gleichzeitig der Reingasabzug einer Filterkammer geschlossen und der Reingasraum dieser Filterkammer zur Umgebungsluft geöffnet wird, so daß während des Wechselns der Filterelemente Umgebungsluft durch die Filterelemente bzw. die Öffnungen für die Filterelemente in den Rohgasraum einströmt.