DE4019833C2 - Anordnung und Verfahren zum Reinigen mindestens einer Filterkerze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum Reinigen einer Filterkerze.

Zur Filterung eines Mediums, beispielsweise zur trockenen Filterung von heißen und mit Staub beladenen Gasen, wird üblicherweise eine Filterkerze mit einem keramischen oder metallischen Filtermaterial verwendet. Eine derartige, auch zur Feinstaubabscheidung geeignete Filterkerze ist beispielsweise aus der DE-OS 34 07 433 bekannt. Diese be­ kannte Filterkerze muß in relativ kurzen Zeitabständen ge­ reinigt werden, so daß sie nicht kontinuierlich betrieben werden kann. Mit anderen Worten: eine Reinigung während des Filterprozesses ist nicht möglich.

Bei einem in der Praxis bekannten Verfahren zur Reinigung einer derarti­ gen Filterkerze wird ein Luftdruckstoß in Gegenrichtung zur Filtrationsrichtung von innen nach außen durch die Filterkerze geleitet. Dabei werden an der im wesentlichen aus starren, nicht verformbaren Materialien aufgebauten Filterkerze haftende Verunreinigungen häufig nicht voll­ ständig abgetragen. Außerdem ist wegen der geringen Ab­ sinkgeschwindigkeit der bei der Reinigung anfallenden Staubanteile die Stillstandszeit relativ lang. Mit anderen Worten: auch bei diesem Verfahren ist eine Reinigung wäh­ rend des Filterprozesses nicht möglich.

Zum Filtern einer großen Menge eines Mediums, beispiels­ weise eines gasförmigen Mediums, ist eine große Anzahl von Filterkerzen notwendig, weil das Eigengewicht des Kerzenmaterials die maximale Länge einer Filterkerze begrenzt.

Aus der US-PS 4 237 011 ist eine Filterkerze zum Filtern eines Mediums bekannt, wobei eine Unterteilung der Filter­ kerze quer zur Längsrichtung in eine Mehrzahl von nicht miteinander verbundenen, in einem Paket anzuordnenden, vorzugsweise übereinander stapelbaren, Teilkerzen vorge­ sehen ist. Dabei ist diese in mindestens drei Teilkerzen unterteilt. Auch kann jede Filterkerze ein mantelseitig gelochtes zylindrisches Rohr und mindestens eine das ge­ lochte Rohr umgreifende zylindrische Filterschicht umfas­ sen.

Aus den deutschen Offenlegungsschriften DE-OS 29 18 805 und DE-OS 39 35 483 ist es darüber hinaus bekannt, Entnah­ me- oder Abgabeeinrichtungen zum Auswechseln von Filter­ kerzen vorzusehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung und ein Verfahren zum Reinigen mindestens einer Filter­ kerze anzugeben, um unter Vermeidung einer Stillstands­ zeit eine zuverlässige und schnelle Reinigung einer Fil­ terkerze zu ermöglichen.

Bezüglich der Anordnung wird die gestellte Aufgabe bei einer Filterkerze, die quer zur Längsrichtung in eine Mehrzahl von nicht miteinander verbundenen, in einem Paket zusammenfaßbaren, vorzugsweise übereinander stapelbaren, Teilkerzen unterteilt ist, erfindungsgemäß gelöst

• - mit einer Reinigungsvorrichtung,
• - mit einer Entnahmeeinrichtung zur Entnahme einer Teil­ kerze aus dem Paket, wobei ein Restpaket übrigbleibt, und zur Zuführung dieser Teilkerze zu der Reinigungsvor­ richtung und
• - mit einer Abgabeeinrichtung zur Entnahme der Teilkerze aus der Reinigungseinrichtung und zur Abgabe an das Restpaket.

Die Filterschicht besteht vorteilhafterweise aus einem keramischen Material. Dadurch kann die Filterker­ ze auch bei sehr hohen Temperaturen, beispielsweise bis 1200°C, eingesetzt werden.

Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Anordnung sollte das Paket bevorzugt vertikal stehen. Dabei sollte die Entnah­ meeinrichtung zur Entnahme der untersten Teilkerze und die Abgabeeinrichtung zur Abgabe der Teilkerze oben auf das Restpaket vorgesehen sein.

Zum Filtern einer großen Menge eines Mediums, insbesondere eines staubbeladenen Gases, kann die Anordnung eine in einem Behälter angeordnete Umfassung umfassen, in der eine Anzahl von Filterkerzen insbesondere kreisförmig angeordnet ist. Dabei ist die Anzahl der kreisförmig angeordneten Filterkerzen vorteil­ hafterweise sechs. Zur Vermeidung eines erhöhten Strömungswider­ standes kann die Umfassung in Form eines Käfigs ausgeführt sein.

Um eine zuverlässige Reinigung jeder Teilkerze der kreisförmig angeordneten Filterkerzen zu ermöglichen, kann die Reinigungs­ einrichtung ein drehbar im Zentrum der Umfassung angeordnetes Zentralrohr umfassen. Dabei sollte jeder Filterkerze eine Entnahmeeinrichtung und eine Abgabeeinrichtung zugeordnet sein, die vorteilhafterweise pneumatisch antreibbar sein können. Das Zentrahlrohr kann dann zum Aufnehmen und zum Abgeben einer Teilkerze zwei in verschiedenen Ebenen angeordnete mantelseitige Öffnungen aufweisen, wobei zum Transportieren der Filterkerze durch das Zentralrohr im Innenraum des Zentralrohrs ein Stempel axial verschiebbar angeordnet sein kann.

Eine Reinigung der Teilkerze kann beispielsweise durch einfaches Abstreifen der Verunreinigungen von der Teilkerze erreicht werden. Dazu ist vorteilhafterweise der Innendurchmesser des Zentralrohrs in einem mittleren Bereich etwa gleich dem Außen­ durchmesser der Teilkerze. Eine zusätzliche Reinigung kann durch Ausblasen der Filterkerze von innen nach außen erreicht werden. Dazu kann im Innenraum des Zentralrohrs ein Gegenstempel axial verschiebbar angeordnet sein, der über seine gesamte Länge eine axiale Bohrung aufweist, die mit einer Spülleitung in Verbindung steht, welche ein Reinigungsmittel abgibt.

Zum erstmaligen Erstellen der Filterkerzen sowie zur Entnahme und zum Ersetzen beschädigter Teilkerzen kann sich das Zentral­ rohr vorteilhafterweise bis nach außerhalb des Behälters erstrecken und dort eine Seitenöffnung zum Aufnehmen und/oder zum Abgeben der Teilkerzen aufweisen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung, die den Behälter betreffen, sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Aufgabe bezüglich des Verfahrens zur Reinigung wird erfin­ dungsgemäß dadurch gelöst,

• - daß der Filterkerze (2), die quer zur Längsrichtung in eine Mehrzahl von nicht miteinander verbundenen Teilkerzen (2′) unter­ teilt ist, welche im Betrieb in einem Paket übereinander angeordnet sind, die unterste Teilkerze (2′) entnommen und gereinigt wird, und
• - daß danach die gereinigte Teilkerze (2′) oben auf das Restpaket aufgebracht wird.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch eine Unterteilung der Filterkerze in eine Mehr­ zahl von nicht miteinander verbundenen Teilkerzen ein kontinuier­ licher Filterbetrieb ohne Stillstandszeit während der Reinigung der Filterkerze aufrechterhalten werden kann. Beim Filtern einer großen Menge eines Mediums ist durch die bevorzugte drehbare Anordnung der Reinigungseinrichtung im Zentrum einer Mehrzahl von kreisförmig angeordneten Filterkerzen eine schnelle und zuver­ lässige Reinigung der Teilkerzen jeder Filterkerze möglich. Dabei wird bei einem kontinuierlichen Filterbetrieb der Abscheidegrad durch die bei der Reinigung einer Teilkerze anfallenden geringen Staubmengen nicht oder nur unwesentlich beeinflußt.

Besonders vorteilhaft ist die erwähnte Entnahme jeweils der unter­ sten Teilkerze einer Filterkerze und die Abgabe der gereinigten Teilkerze oben auf das Restpaket, weil dadurch jede Teilkerze einer Filterkerze in regelmäßigen Zeitabständen gereinigt werden kann.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden anhand einer Zeichnung Ausführungsbeispiele beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Anzahl von erfindungsgemäßen Filterkerzen in einer erfindungsgemäßen Anordnung mit einem Behälter im Längsschnitt im Betrieb und

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Anordnung gemäß Fig. 1 im Querschnitt.

Einander entsprechende Teile sind in beiden Figuren mit den­ selben Bezugszeichen versehen.

Die in Fig. 1 und 2 gezeigte Anordnung 1 zum Filtern eines Mediums, beispielsweise eines mit Staub beladenen Gases g, umfaßt eine Mehrzahl z (hier: z= 6) von Filterkerzen 2 und eine diesen gemeinsame Reinigungseinrichtung 3 in einem gemein­ samen Behälter 4. Jeder Filterkerze 2 ist eine eigene Entnahme­ einrichtung 5 und eine eigene eine Abgabeeinrichtung 6 zugeordnet, die jeweils in einem an dem Behälter 4 befestigten rohrförmigen Gehäuse 7 angeordnet sind und durch jeweils eine Öffnung 8 in den Behälter 4 hineingreifen. Diese Einrichtungen 5 und 6 können insbesondere als druckluftbetätigbare Stempel-Anordnungen aus­ gebildet sein. In dem Behälter 4 ist eine sternförmige oder wellenförmige Wand oder Umfassung 9 angeordnet, innerhalb der die Filterkerzen 2 auf Sockeln 10 vertikal stehen. Die Umfassung 9 ist mit einer im oberen Bereich 4a des Behälters 4 waagerecht angeordneten Trennwand 11 verbunden. Die Trennwand 11 weist eine der Anzahl z der Filterkerzen 2 entsprechende Anzahl z von Öffnungen 12 auf. Dabei steht jeweils eine Öffnung 12 der Trenn­ wand 11 mit dem Innenraum 2a einer Filterkerze 2 in Verbindung. Die Trennwand 11 bildet im Behälter 4 einen oberen Raum R.

Die Reinigungsvorrichtung 3 besitzt vorzugsweise ein drehbar angeordnetes Zentralrohr 3′. Das Zentralrohr 3′ weist zwei in verschiedener Höhe liegende mantelseitige Öffnungen 13 und 14 auf.

Im mittleren Bereich des Zentralrohrs 3′ ist eine umlaufende Engstelle 15 vorgesehen. Im Innenraum 3a des Zentralrohrs 3′ sind eine Stempelanordnung 16 und eine Gegenstempelanordnung 17 von unten bzw. von oben axial verschiebbar angeordnet. Jede Anordnung 16, 17 besteht aus Stempel und Schaft. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist das Zentralrohr 3′ im Zentrum C der Umfassung 9 angeordnet.

Die Gegenstempelanordnung 17 weist über ihre gesamte Länge eine axiale Bohrung 18 auf, die in nicht näher dargestellter Art und Weise mit einer Spülleitung in Verbindung steht, die ein Reinigungsmedium s abgibt.

Jede Filterkerze 2 ist quer zu ihrer Längsrichtung in eine Mehr­ zahl p von nicht miteinander verbundenen Teilkerzen 2′ unterteilt. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind in einem Paket vorzugs­ weise p= 6 Teilkerzen 2′ übereinander angeordnet oder gestapelt.

Jede Teilkerze 2′ umfaßt ein zylindrisches Rohr 19, das an seinem Mantel mit einer Vielzahl von Löchern versehen ist, und mindestens eine das gelochte Rohr 19 umgreifende zylindrische Filterschicht 20. Zur Filterung des Gases g, das eine sehr hohe Temperatur, beispielsweise 1200°C, aufweist, besteht die Filterschicht 20 vorzugsweise aus einem keramischen Material.

Beim Filterbetrieb wird das zu filternde Medium, beispielsweise das mit Staub beladene Gas g, durch eine im zentralen Mantel­ bereich des Behälters 4 angeordnete Zuströmöffnung 21 zugeführt. Es gelangt in das Innere des Behälters 4. Dort tritt es von außen nach innen durch die Teilkerzen 2′ der Filterkerzen 2 hindurch und strömt in gefiltertem Zustand als Reingas r durch eine im oberen Bereich 4a des Behälters 4 vorgesehene Abström­ öffnung 22 aus dem Raum R des Behälters 4 aus.

Beim Reinigungsbetrieb wird jeweils die unterste Teilkerze 2′ einer jeden Filterkerze 2 mit Hilfe der zugeordneten Entnahme­ einrichtung 5 durch die mantelseitige Öffnung 13 in das Zentrum, und zwar in das Zentralrohr 3′, transportiert. Dabei wird es an den Stempel der Stempelanordnung 16 abgegeben. Wie in Fig. 1 gestrichelt dargestellt, wird die Teilkerze 2′ mit Hilfe der Stempelanordnung 16 aufwärts durch die Engstelle 15 des Zentral­ rohrs 3′ geführt. Dort ist der Innendurchmesser d1 des Zentral­ rohrs 3′ etwa gleich dem Außendurchmesser d2 einer Teilkerze 2′. Dabei werden an der Engstelle 15 an der Teilkerze 2′ haftende Verunreinigungen abgestreift. Zum Nachreinigen kann über die axiale Bohrung 18 der Gegenstempelanordnung 17 Spülgas s in den Innenraum 2a der Teilkerze 2′ gedrückt werden. Dadurch werden noch anhaftende Staubteilchen von der Außenfläche der Teilkerze 2′ entfernt. Danach wird die Teilkerze 2′ durch die obere Öffnung 14 des Zentralrohrs 3′ mit Hilfe der zugehörigen Abgabeeinrichtung 6 an das Restpaket derselben Filterkerze 2 abgegeben. Die abge­ streiften Verunreinigungen fallen als Staub d im Zentralrohr 3′ nach unten. Sie können am unteren Ende 24 des Zentralrohrs 3′ ausgetragen werden. Der im unteren Bereich 4b in einem Raum D des Behälters 4 angesammelte Staub d wird dagegen über eine seitliche Öffnung 23 aus dem Behälter 4 abgeführt.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, kann durch eine kreisförmige Anordnung von beispielsweise z= 6 Filterkerzen 2 mit derselben Reinigungsvorrichtung 3 durch eine Drehung um deren Längsachse jede Teilkerze 2′ einer jeden Filterkerze 2 gereinigt werden. Dabei sind eine der Anzahl z der Filterkerzen 2 entsprechende Anzahl z von Entnahmeeinrichtungen 5 und Abgabeeinrichtungen 6 übereinander am Umfang des Behälters 4 verteilt angeordnet.

Für die Erstbeschickung der Anordnung 1 mit Teilkerzen 2′ sowie für die Entnahme und den Ersatz beschädigter Teilkerzen 2′ kann der Stempel der Stempelanordnung 16 bis an das untere Ende 24 zu einer Seitenöffnung 25 im Zentralrohr 3′ gefahren werden. Die Erstbeschickung erfolgt also bevorzugt über diese Seiten­ öffnung 25.

Claims (20)

1. Anordnung zum Reinigen mindestens einer Filterkerze (2), die quer zur Längsrichtung in eine Mehrzahl (p) von nicht miteinander verbundenen, in einem Paket zusammen­ faßbaren, vorzugsweise übereinander stapelbaren Teilkerzen (2′) unterteilt ist,

• - mit einer Reinigungsvorrichtung (3),
• - mit einer Entnahmeeinrichtung (5) zur Entnahme einer Teilkerze (2′) aus dem Paket, wobei ein Restpaket übrig bleibt, und zur Zuführung dieser Teilkerze (2′) zu der Reinigungsvorrichtung (3) und
• - mit einer Abgabeeinrichtung (6) zur Entnahme der Teil­ kerze (2′) aus der Reinigungsvorrichtung (3) und zur Abgabe an das Restpaket.

2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei das Paket im Betrieb vertikal steht.

3. Anordnung nach Anspruch 2, wobei

• - die Entnahmeeinrichtung (5) zur Entnahme der unter­ sten Teilkerze (2′) vorgesehen ist, und
• - die Abgabeeinrichtung (6) zur Abgabe der Teilkerze (2′) oben auf das Restpaket vorgesehen ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

• - mit einer in einem Behälter (4) angeordneten Umfassung (9), in der eine Anzahl (z) von Filterkerzen (2) insbe­ sondere kreisförmig angeordnet ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, wobei die Anzahl (z) der kreisförmig angeordneten Filterkerzen (2) sechs ist.

6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Umfassung (9) in Form eines Käfigs ausgebildet ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Reinigungsvorrichtung (3) ein drehbar im Zentrum der Umfassung (9) angeordnetes Zentralrohr (3′) umfaßt.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei jeder Filterkerze (2) eine Entnahmeeinrichtung (5) und eine Abgabeeinrichtung (6) zugeordnet ist.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Entnahmeeinrichtung (5) und/oder die Abgabeeinrichtung (6) pneumatisch antreibbar sind/ist.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Zentralrohr (3′) zwei in verschiedenen Ebenen angeordnete mantelseitige Öffnungen (13, 14) aufweist.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei im Innenraum (3a) des Zentralrohrs (3′) eine Stempelanordnung (16) axial verschiebbar angeordnet ist.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei zum Abstreifen von Verunreinigungen von der Teilkerze (2′) der Innendurchmesser (d1) des Zentralrohrs (3′) in einem mittleren Bereich etwa gleich dem Außendurchmesser (d2) einer Teilkerze (2′) ist.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei im Innenraum (3a) des Zentralrohrs (3′) eine Gegenstempelan­ ordnung (17) axial verschiebbar angeordnet ist.

14. Anordnung nach Anspruch 13, wobei die Gegenstempelanordnung (17) über deren gesamte Länge eine axiale Bohrung (18) aufweist, die mit einer Spüleinrich­ tung in Verbindung steht, welche ein Reinigungsmedium (s) abgibt.

15. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, wobei sich das Zentralrohr (3′) mit einem unteren Ende (24) bis nach außerhalb des Behälters (4) erstreckt, und daß am unteren Ende (24) eine Seitenöffnung (25) zum Aufnehmen und/oder zum Abgeben einer Teilkerze (2′) vorgesehen ist.

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 15, wobei der Behälter (4) eine mantelseitige Zuströmöffnung (21) zum Zuführen des zu filternden Mediums (g) aufweist.

17. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 16, wobei der Behälter (4) in seinem oberen Bereich (4a) eine mit Öffnungen (12) versehene Trennwand (11) aufweist, wobei jeweils eine Öffnung (12) mit jeweils einer Filterkerze (2) in Verbindung steht.

18. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 17, wobei der Behälter (4) in seinem oberen Bereich (4a) eine Abström­ öffnung (22) zum Abführen des gefilterten Mediums (r) aufweist.

19. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 18, wobei der Behälter (4) in seinem unteren Bereich (4b) eine weitere Öffnung (23) zum Abführen fester Bestandteile (d) auf­ weist.

20. Verfahren zum Reinigen einer Filterkerze (2), in einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei

• - der Filterkerze (2), die quer zur Längsrichtung in eine Mehrzahl (z) von nicht miteinander verbundenen Teilkerzen (2′) unterteilt ist, welche im Betrieb in einem Paket übereinander angeordnet sind, die unterste Teilkerze (2′) entnommen und gereinigt wird, und
• - danach die gereinigte Teilkerze (2′) oben auf das Restpaket aufgebracht wird.