DE4031375C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entstauben von Gasen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Entstaubung von Abgasen, insbesondere industrieller Abgase, rückt zunehmend in das Interesse der Öffentlichkeit. Besondere Probleme bereitet die Entstaubung heißer Gase, wie sie Feuerungsanlagen in Kraftwerken oder Fernwärmeanlagen oder Schmelzöfen entweichen.

Zur Entstaubung solcher heißen Gase haben sich insbesondere keramische Filterkerzen oder solche aus Sintermetall bewährt, die entsprechende Temperaturstandfestigkeit besitzen. Mit derartigen Filterkerzen, die in Bündeln zu Filteraggregaten zusammengefaßt werden, können Staubgehalte im Abgas von <50 mg/m³ erreicht werden. Ein Nachteil dieser Filterkerzen besteht in ihrem hohen Gewicht, der Bruchanfälligkeit von keramischen Kerzen sowie ihrer schnellen Verlegung, die auch durch Rückspülen und Abblasen des Staubbelages nur über eine gewisse Zeit aufgehoben werden kann. Ein weiteres Problem ist der Ersatz solcher verstopfter Filterkerzen durch vollkommen abgereinigte oder neue Filterkerzen, wobei normalerweise eine Reihe von Schrauben gelöst sowie Tragelemente, Halterungen und Dichtungen entfernt werden müssen. Während dieser zeitaufwendigen Maßnahmen ist das Filter außer Betrieb, so daß die Produktion unterbrochen werden muß oder es muß auf ein gleichartiges zweites Reservefilter umgeschaltet werden.

Eine Abhilfe wird bereits durch die WO 87/07 180 vorgeschlagen, wonach sich Filterkerzen mit einer flanschförmigen Verdickung an ihrem oberen Ende auf einer Lochplatte abstützen, wobei diese flanschförmige Verdickung eine Auflagefläche bildet, die auf der Oberfläche einer Kugel mit Mittelpunkt oberhalb der Auflagefläche liegt. Vorzugsweise ist die Stützfläche der Lochplatte ebenfalls als Kugeloberfläche ausgebildet. Schließlich sind am Boden der Filterkammer Anschläge zur Begrenzung der Schwenkbewegung des Filterelements vorgesehen. Problematisch bei dieser Anordnung ist die Kombination von Metall und Keramikteilen. Infolge ihrer unterschiedlichen thermischen Ausdehnung gehen Kerzen zu Bruch, wodurch Umweltprobleme auftreten können.

Ferner wird in der US 47 35 638 ein zur Filtration von heißen Gasen geeignetes Filter beschrieben, dessen relativ dickwandige keramische Filterelemente eine am offenen Ende befindliche flanschförmige Verdickung aufweisen, durch die sie in einer zylindrisch/konisch/ zylindrischen Ausnehmung einer Lochplatte fixiert und durch eine keramische Feder in ihrem Sitz gehalten werden. Diese Anordnung erfordert einen unverhältnismäßig hohen Arbeitsaufwand beim Auswechseln der Filterelemente.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zu schaffen, mit der man die bisherigen Schwierigkeiten vermeidet und die insbesondere ein schnelles und unproblematisches Auswechseln von Filterelementen erlaubt.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch die kenzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung nach Anspruch 1 sind in den Ansprüchen 2-11 angegeben.

Ältere Anlagen verwenden zur Reinigung heißer, staubbeladener Gase häufig Keramikfilterelemente. Auch in Anlagen, in denen neben Stäuben teerige Bestandteile zu erwarten sind, werden Filterelemente aus Keramik oder Sintermetall verwendet. Für viele Anwendungsfälle genügt der Einsatz von aus Cellulose, Glas- oder Schlackenfasern bestehenden Filterelementen. In jüngster Zeit gelang es, aus keramischen Fasern bestehende, mit anorganischen Armierungen versehene Filterelemente zu schaffen, die auch extremen Temperaturen bis 900°C bei Dauerbelastung ebenso widerstehen wie Temperaturwechseln zwischen dieser und Zimmertemperatur. Da diese Filterelemente im allgemeinen am offenen Ende aufgeweitet sind, sollten diese bei Zusammenfassung zu Filteraggregaten problemlos ein- und ausgebaut werden können.

Erfindungsgemäß stattet man daher die die Filterelemente (3) tragende Lochplatte mit trichterförmigen Segmenten (2) zur Aufnahme der kegelförmig aufgeweiteten Filterelemente (3) aus. Der Winkel α, den die Auflageflächen der trichterförmigen Segmente (2) mit der Lochplatte bilden, soll im Bereich von 30 bis 80° liegen (Fig. 1 und Fig. 2). Der Innendurchmesser der kleineren, im Rohgasraum befindlichen Öffnung der trichterförmigen Segmente (2) ist nur geringfügig größer als der Außendurchmesser der Filterelemente.

Die Innenflächen der trichterförmigen Segmente (2) sind glatt; sie können aber auch mit einem Gewinde oder Rillen eines speziellen Profils ausgebildet sein. Bevorzugt besitzen diese Innenflächen der trichterförmigen Segmente (2) ein Sägezahnprofil (Fig. 4), wodurch eine ausreichend gute Abdichtung des Rohgasraumes vom Reingasraum erreicht wird.

In einer anderen Ausführungsform (Fig. 5) können die trichterförmigen Segmente (2) in Form eines halbrunden oder runden Wulstes (2) ausgebildet sein, was ebenfalls einen dichten Sitz des Filterelementes (3) garantiert.

Da die aus Fasern bestehenden Filterelemente (3) sehr leicht sind und deshalb auch keine Stützvorrichtungen benötigen, genügt es, wenn das trichterförmige Aufnahmesegment (2) 1/2 bis maximal 3/4 so hoch ist wie der Konus des Filterelements.

Würde man diese leichten Filterelemente (3) nur in die trichterförmigen Segmente (2) der Lochplatte einhängen, so würden diese durch den Gasstrom aus ihrer Halterung gedrückt und das Gas könnte ungereinigt die Reingasseite des Filtergehäuses erreichen. Belastet man den am offenen Ende des Filterelementes (3) befindlichen Konus durch ein Gewicht (1), das beispielsweise kegelstumpfförmig ausgebildet ist, dessen Konus die gleiche Neigung aufweist wie der Konus des Filterelements (3) und sich damit vollständig an das Filterelement (3) anlegt, so wird dieses ausreichend fixiert.

Vorzugsweise bildet man das Gewicht (1) derart aus, daß sein Innendurchmesser gleich groß ist wie der Innendurchmesser des Filterelements (3). Ferner ist der innere Durchgang des Gewichts (1) zylinderförmig, so daß der Gasdurchfluß nicht behindert wird und keine unnötigen Druckerhöhungen entstehen.

Je nach zu erwartender Strömungsgeschwindigkeit des Gases und dem daraus resultierenden Differenzdruck zwischen Rohgas- und Reingasseite kann das Gewicht (1) leichter oder schwerer ausgebildet sein. Im einfachsten Fall wird es einen ringförmigen, trichterförmigen Konus darstellen (Fig. 1), es kann aber auch - und damit wird zusätzliche Sicherheit hinsichtlich der Fixierung des Filterelements (3) erreicht - den Konus des Filterelements (3) überragen und in einen zylinderförmigen Teil übergehen (Fig. 2).

Es kann sich als zweckmäßig erweisen, ein kugelförmiges Gewicht (1), das ebenfalls mit einem zylinderförmigen Durchgang versehen ist, als Beschwerung in das kegelförmig aufgeweitete offene Teil des Filterelements (3) einzusetzen (Fig. 3). Bevorzugt wird jedoch ein Kugelsegment verwendet, welches normalerweise genügend Auflagekraft bewirkt.

Bei Einsatz von Faserfiltern, bestehend aus Cellulose-, Stein-, Schlacken- oder armierten keramischen Fasern, ist es zweckmäßig, jedoch nicht unbedingt notwendig, zwischen dem trichterförmigen Segment (2) an der Lochplatte und dem Filterelement (3) sowie zwischen dem Filterelement (3) und dem Gewicht (1) je ein Dichtelement einzulegen. Dieses sollte vorzugsweise aus einem weichen Material bestehen, z. B. aus einem Faserfilz, das mindestens die gleiche Temperaturbeständigkeit besitzt wie das Filterelement (3). In solchen erfindungsgemäß ausgestatteten Filteraggregaten können in kürzester Zeit die Filterelemente (3) ausgetauscht werden, so daß die Anlage sehr schnell wieder betriebsbereit ist, da keinerlei Schrauben, Bolzen od. ä. entfernt zu werden brauchen.

Der Einsatz der oben erwähnten Vorrichtung, die mit hochtemperaturbeständigen Filterelementen (3) bestückt ist, vermeidet bei Reinigung heißer Gase deren vorherige Abkühlung, so daß deren Wärmeinhalt noch nutzbringend verwendet werden kann.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Entstauben von Gasen mittels in einer Lochplatte in trichterförmigen Segmenten hängender, einseitig offener Filterelemente, dadurch gekennzeichnet, daß die am offenen Ende kegelförmig aufgeweiteten Filterelemente (3) durch eingesetzte Gewichte (1) gehalten werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite der trichterförmigen Segmente (2) mit einem Gewinde versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite der trichterförmigen Segmente (2) ein Sägezahnprofil besitzt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die trichterförmigen Segmente (2) in Form eines halbrunden oder runden Wulstes ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der trichterförmigen Segmente (2) nur geringfügig größer ist als der Außendurchmesser der Filterelemente (3).

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht (1), welches das Filterelement (3) fixiert, kegelstumpfförmig ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht (1) an seiner Außenseite kegelstumpfförmig und sein innerer Durchgang zylinderförmig ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das kegelstumpfförmige Gewicht (1) die Höhe des Konus des Filterelements (3) übersteigt und in ein zylinderförmiges Teil übergeht.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht (1) kugelförmig ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht (1) ein Kugelsegment darstellt.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem trichterförmigen Segment (2) und dem Filterelement (3) sowie zwischen dem Filterelement (3) und dem Gewicht (1) je ein Dichtelement befindet.