DE4240202A1 - - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft Verbesserungen bei keramischen Filterkerzenanordnungen.

Filterkerzen werden bei der Gasreinigung verwendet, um Par­ tikel aus Gasen, üblicherweise bei erhöhten Temperaturen, zu entfernen, wobei die Kerzen aus röhrenförmigem kerami­ schem Material gebildet sind, damit sie der hohen Tempera­ turbelastung widerstehen, der sie im Betrieb unterworfen sind. Das keramische Material, welches in einer Umgebung mit so hohen Temperaturen verwendet wird, neigt jedoch da­ zu, zerbrechlich zu sein und sollte deshalb nur geringstmöglichen physikalischen Belastungen im Hinblick auf die zyklische thermische Belastung, der es gleichzeitig durch den Reinigungsmechanismus unterworfen wird, ausge­ setzt sein.

Filterkerzen werden üblicherweise mittels eines umgekehrten Durchflusses eines Pulses von sauberem Gas mit hohem Druck gereinigt, was die Wirkung hat, daß Partikel entfernt wer­ den, die sich in dem Filtermaterial festgesetzt haben.

Üblicherweise werden die Filterkerzen in einer Röhrenplatte festgehalten, die den Raum mit partikelhaltigem Gas von dem Raum mit gefiltertem Gas in dem Filtergehäuse trennt. Die Kerzen sind in der Röhrenplatte mittels hohler Gewichte zum Untenhalten befestigt und abgedichtet, die in geeigneter Weise darüber festgeklemmt sind, wobei jedes hohle Gewicht eine Durchflußpassage in das Innere der Kerze bildet. Das Hochdruckgas, welches als Reinigungsmedium dient, wird in das Gewicht mittels eines Rohres eingeführt, welches in der Nähe des offenen Mundstücks des hohlen Gewichtes endet. In der Praxis hat es sich herausgestellt, daß u. a. die dynami­ schen Kräfte des Gasimpulses Bewegungen der Kerze und des ihr zugeordneten Gewichtes verursachen und dadurch die Kraft des Gasimpulses schwächen und Lecks verursachen, wo­ durch ein Verlust an Wirkungsgrad und Wirksamkeit entsteht.

Das Hochdruckgas, welches in die Filterkerze hineingejagt wird, läuft in einer Druckwelle entlang der Kerze und wird von der Basis der Kerze reflektiert, so daß es entlang der Innenseite der Kerze zurückläuft. Die reflektierte Druck­ welle trifft dann auf das hohle Gewicht, welches eine Düse umfaßt, und bewirkt, daß es sich von seiner beabsichtigten Niederhalteposition hinweg bewegt oder hochhupft mit dem begleitenden Effekt, auf der Spitze der Kerze aufzuschla­ gen, die aufgrund ihrer inhärenten Zerbrechlichkeit dadurch geschwächt wird und ein Zerbrechen wird so beschleunigt. Durch den gleichen Prozeß erhält das keramische Kerzenele­ ment auch die Möglichkeit, sich zu bewegen, und ein Leck für feste Partikel zu bilden.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Filterkerzenanordnung zu schaffen, die die Be­ wegungen der Keramikfilterkerzen und Störungen der Niederhaltegewichte verhindert oder verringert.

Dementsprechend sieht die Erfindung eine Keramikfilterker­ zenanordnung vor, die eine Vielzahl von Filterkerzen um­ faßt, von denen jede in einer Öffnung dicht befestigt ist, die in einer Röhrenplatte gebildet ist, wobei ein röhren­ förmiges Gewicht mit jeder Filterkerze verbunden ist, und sich ein Gasflußweg durch jedes Gewicht erstreckt und eine Leitung mit dem Flußweg übereinstimmt und sich in die Kerze erstreckt, um darin zu enden und wobei jede Leitung mit ih­ rer zugeordneten Filterkerze einen Durchgang begrenzt, der zu wenigstens einer Ausströmmündung außerhalb der Kerze führt.

Eine Klemmplatte zum Klemmen der Gewichte auf die Kerzen kann vorgesehen sein.

Vorzugsweise ist jede Leitung mit dem röhrenförmigen Ge­ wicht verbunden, welches mit einem Anschlagabschnitt zur Verbindung mit der Oberseite der zugeordneten Filterkerze versehen ist. Der Anschlagabschnitt umfaßt vorzugsweise die Ausströmöffnung, von der auch mehrere vorgesehen sein kön­ nen. Der Anschlagabschnitt kann in der Form eines Aufsetz­ kragens mit einer Reihe von Löchern in seiner Wand ausge­ bildet sein, wobei die Löcher die Ausströmöffnungen bilden. Der Durchgang zwischen der Leitung und der Kerze ist vorzugsweise ringförmig.

Als Ausführungsbeispiel ist nur eine Ausführungsform der Filterkerzenanordnung entsprechend der Erfindung im folgen­ den im Hinblick auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.

Die Zeichnung zeigt eine Querschnittsdarstellung der Anord­ nung.

In der Zeichnung ist mit 1 eine Filterkerzenanordnung be­ zeichnet, die eine Vielzahl von keramischen Filterkerzen umfaßt, wobei nur eine davon dargestellt ist und mit 2 be­ zeichnet ist. Jede Kerze 2 paßt in eine Öffnung 4, die in einer Röhrenplatte 6 gebildet ist, wobei die Kerze bei 8 mit Schultern versehen ist, um eine dichte Verbindung durch Vermittlung einer Dichtungsmanschette 10 mit einem entspre­ chend geformten Sitz 12 in der Öffnung 4 herzustellen.

Jede Kerze wird mittels eines röhrenförmigen Niederhaltege­ wichts 14, durch welches sich ein Gasflußweg 16 erstreckt, in dichter Verbindung gehalten. Ein Montagekragen 18 ist an dem unteren Ende des Gewichts 14 befestigt und bildet einen Anschlagabschnitt zum Anschlagen an der Spitze der Kerze 2 durch Vermittlung eines Dichtungsrings 20. Der Halterungs­ kragen 18 weist eine Anzahl radialer Löcher 22 auf, die Ausströmöffnungen bilden.

Der Halterungskragen 18 weist eine Leitung 24 auf, die eine Ausströmkammer 26 an ihrem relativ oberen Ende um diesen herum beschreibt. Die Leitung 24 erstreckt sich in die Fil­ terkerze 2 und endet mit einem geringen Abstand dort drin­ nen. Ein ringförmiger Durchgang 28 wird zwischen der äuße­ ren Wand der Leitung 24 und der inneren Wand der Kerze 2 gebildet, wobei dieser Durchgang mit der Ausströmkammer 26 und auf diese Weise mit den Löchern 22 in Verbindung steht.

Die Gewichte 14 werden über den Filterkerzen 2 durch eine (nicht dargestellte) Anordnung festgeklemmt, um eine wirk­ same Abdichtung der Kerzen an den jeweiligen Sitzen 12 si­ cherzustellen.

Im Betrieb ist die Filterkerzenanordnung beispielsweise zur Aufnahme von Abgas eines Wirbelbettvergasers (nicht darge­ stellt) eingesetzt, um das Gas von seiner Partikellast zu reinigen. Der Gasfluß erfolgt dabei über die begrenzenden Wände der Kerzen 2 in das Innere der Kerze, die das Gas entsprechend filtert. Zu einem geeigneten Zeitpunkt wird ein umgekehrter Hochdruckgasfluß durch die Leitungen 24 in die Kerzen 2 injiziert. Das Gas wird dabei über die Flußwe­ ge 16 in die Leitungen eingeführt und strömt von dem Ende der Leitung aus, um den Gasimpuls direkt im Inneren der Kerzen 2 anzubringen und so angesammelte Partikel aus den Zwischenräumen des Kerzenmaterials zu entfernen, und diese zu reinigen.

Der Gasimpuls erzeugt eine Druckwelle innerhalb jeder Kerze 2, die sich die Kerze 2 hinunter bewegt, und an ihrem von dem Gewicht 14 entfernten Ende reflektiert wird, um entlang der Kerze zurückzulaufen. Die vorliegende Erfindung schafft einen Mechanismus zum Verzehren der Druckenergie und in diesem Zusammenhang entweicht zumindest ein Teil des Gas­ rückflusses entlang der Kerze durch die ringförmige Passage 28 in die Ausströmkammer 26 und wird auf diese Weise durch die Löcher 22 in dem Haltekragen 18 freigesetzt oder ent­ lüftet. Auf diese Weise wird die Wirkung der wandernden Druckwelle minimiert, wobei die normal damit verbundene Energie durch das kontrollierte Ausströmen durch die ring­ förmige Passage und die Löcher gedämpft wird. Die Kerze 2 wird auf diese Weise vor dem Prallphänomen geschützt, wel­ ches charakteristisch ist für konventionelle Filterkerzen­ anordnungen. Die Gewichte erfahren keine hüpfende Bewegung und dadurch unterliegen die Spitzen der Kerzen keinem be­ schädigenden Aufprall.

Die Anzahl und Verteilung der Löcher 22 und die Größe der ringförmigen Passage 28 werden so ausgewählt, daß sie die gewünschte Ausflußrate liefern.

Es wurde entdeckt, daß bei Benutzung der erfindungsgemäßen Anordnung die Lebensdauer der keramischen Filterkerzen ver­ bessert wird und Probleme mit dem Entweichen von festen Partikeln minimiert sind. Die Erfindung sichert diese Vor­ teile über die konventionellen Konstruktionen dadurch, daß Bewegungen der keramischen Filterkerzen und der Niederhal­ tegewichte während der Gasstoßreinigung vermieden werden, und dadurch die Kerze dicht an der Scheibendichtung des Rohres gehalten wird.

Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Leitung, welche sich in die Filterkerze erstreckt, gleichzeitig sicherstellt, daß das Niederhaltegewicht und die Kerze konzentrisch sind. Dies ist ebenfalls hilfreich zur Minimierung der Verluste der Impulsstrahlenergie und bei der Erhöhung der Reinigungswirkung.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist mechanisch einfach und weist keine beweglichen Teile auf. Sie kann sowohl mit den vorhandenen, wie mit neuen Arten von keramischen röhrenför­ migen Filterkerzen Anwendung finden, sofern diese Niederhaltegewichte benutzen.

Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und Zeich­ nungen hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

Claims (6)

1. Keramische Filterkerzenanordnung mit einer Vielzahl von Filterkerzen, von denen jede in einer Öffnung in einer Röh­ renplatte dicht befestigt ist, einem röhrenförmigen Ge­ wicht, welches mit jeder Filterkerze in Verbindung steht, wobei sich ein Gasflußweg durch jedes Gewicht erstreckt, gekennzeichnet durch eine Leitung (24), die mit dem Flußweg (16) übereinstimmt und sich in die Kerze (2) hinein er­ streckt, um darin zu enden, wobei jede Leitung (24) mit ih­ rer zugeordneten Filterkerze eine Passage (28) begrenzt, die zu zumindest einer Ausströmöffnung (22) außerhalb der Kerze (2) führt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Leitung (24) an dem zugehörigen röhrenförmigen Gewicht (14) befestigt ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß jede Leitung (24) mit einem Anschlagabschnitt (18) zur Verbindung mit der Spitze der zugehörigen Filterkerze (2) versehen ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagabschnitt (18) zumindest eine Ausströmöffnung (22) umfaßt.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagabschnitt einen Haltekragen (18) mit einer Rei­ he von Löchern (22) in seiner Wand umfaßt, wobei diese Lö­ cher (22) Ausströmöffnungen darstellen.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Passage (28) zwischen der Leitung (24) und der Kerze (2) ringförmig ist.