DE9103432U1 - Körnerbettfilter - Google Patents

Körnerbettfilter

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Description

- 1 - U9102106
Krefeld, den 15.03.1991 1400-PAT - PL/SR - H 91/01GM
BABCOCK-BSH AKTIENGESELLSCHAFT
vormals Büttner-Schilde-Haas AG
4150 Krefeld 11
Körnerbettfilter
Die Neuerung betrifft ein Körnerbettfilter gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.
Körnerbettfilter werden insbesondere zum Entstauben von heißen Gasströmen eingesetzt. Das körnige Filtermaterial besteht z.B. aus Sand oder Kies. Es bildet eine Wanderschicht - bei einer häufig anzutreffenden baulichen Ausführung in Form eines senkrecht stehenden Hohlzylinders -, die sich unter dem Einfluß der Schwerkraft kontinuierlich oder intermittierend abwärts bewegt. Sie wird im Querstrom von dem zu reinigenden Gas durchsetzt. Das Temperaturniveau liegt über dem Taupunkt des zu reinigenden Gases. Der Staub lagert sich an den Körnern ab. Staubbeladenes Filtermaterial wird unten aus dem Filter abgezogen und durch frisches oder aufbereitetes Filtermaterial ersetzt, das dem Filter von oben zugeführt wird. Die DE-OS 25 4 3 06 3 beschreibt ein typisches Körnerbettfilter dieser Gattung.
Es sind auch Körnerbettfilter bekannt, bei denen zur Verbesserung der Abscheideleistung in der Filterschicht eine Hochspannungselektrode angeordnet ist (z.B. GB 20 36 604 A).
Man hat auch schon Körnerbettfilter eingesetzt, um gleichzeitig mit Staubpartikeln auch Tröpfchen aus kohlenwasserstoffartigen Flüssigkeiten abzuscheiden. Das Filtermaterial
- 2 - U9102106
kann dabei elektrisch polarisiert sein oder nicht (US-PS 44 359) .
Es ist auch schon bekannt, mit Hilfe von Körnerbettfiltern aus Aktivkohle oder Aktivkoks gasförmige Schadstoffe, z.B. Schwefeldioxid oder Stickoxid, zu binden (US-PS 41 49 858).
Durch die zuletzt genannte Schrift ist es auch schon bekannt, zwischen zwei Filterschichten eine perforierte Zwischenwand anzuordnen. Hierbei besteht die Möglichkeit, die anströmseitige Schicht, in der in der Regel der größte Teil des Staubes aufgefangen wird, schneller auszutauschen als die abströmseitige Schicht.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Körnerbettfilter der im Oberbegriff des Schutzanspruchs 1 angegebenen Gattung zu schaffen, das insbesondere für die Reinigung der Abgase geeignet ist, die bei der Trocknung von Holzspänen anfallen. Diese Abgase sind mit einer äußerst problematisehen Schadstoffkombination belastet: außer Holzstaub enthalten sie dampfförmige Kohlenwasserstoffe, die durch die Berührung mit dem heißen Trocknungsmedium aus dem Holz ausgetrieben worden sind. Die Abscheidung des Holzstaubes z.B. in Schlauch- oder Elektrofiltern ist praktisch unmöglieh, wenn die Kohlenwasserstoffe vor oder während der Entstaubung zur Kondensation kommen. Die Kohlenwasserstoff tropf chen bilden zusammen mit den Staubpartikeln klebrige, filzartige Schichten, die kaum noch zu beseitigen sind. Führt man die Entstaubung bei einer Temperatur durch, 0 bei der noch keine Kondensation vorkommt, so gelangen die Kohlenwasserstoffe in die Atmosphäre und kondensieren dort in Form von feinsten Tröpfchen, die eine weithin erkennbare Verfärbung des Abgases bewirken ("Blauer Rauch").
- 3 - U9102106
Die Aufgabe besteht daher insbesondere darin, ein Körnerbettfilter zu schaffen, mit dem nicht nur der Staubgehalt eines Abgasstromes, sondern auch sein Gehalt an gasförmigen kohlenwasserstoffartigen Schadstoffen wirksam reduziert werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der Neuerung dadurch gelöst, daß in einer Filterschicht Kühlrohre angeordnet sind.
Durch die Kühlung werden gasförmige Kohlenwasserstoffe kondensiert und in Form feiner Tröpfchen im Körnerbettfilter abgeschieden. Die von dem Gasstrom an die Kühlflüssigkeit abgegebene fühlbare Wärme kann zurückgewonnen und z.B. zur Verbrennungsluftvorwärmung für die Spänetrocknungsanlage genutzt werden. Die Kühlung vermindert die Brandgefahr durch gestaute Wärme.
Die lotrechte Anordnung der Kühlrohre gemäß Anspruch 2 ist besonders vorteilhaft, da die Kühlrohre durch das an ihnen entlanggleitende Filtermaterial selbsttätig gereinigt werden.
Durch einen zwei- oder mehrschichtigen Filteraufbau gemäß Anspruch 3 besteht die Möglichkeit, den Austausch des Filtermaterials der einzelnen Filterschichten unabhängig voneinander entsprechend dem individuellen Verschmutzungsgrad zu steuern. Z.B. kann das Filtermaterial der am stärksten durch Staub belasteten anströmseitigen Filterschicht schneller ausgetauscht werden als das der übrigen Schichten.
Das Merkmal des Anspruchs 4 erlaubt es, der anströmseitigen, vorzugsweise rasch durchlaufenden Filterschicht auf der ganzen Höhe relativ frisches Material aus der benachbarten Schicht zuzuführen.
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Die gemäß Anspruch 5 elektrostatisch aufgeladene Filterschicht verbessert die Abscheidung nicht nur des Feinstaubs, sondern auch der feinen Aerosoltröpfchen.
In der Aktivkohleschicht gemäß Anspruch 6 werden Schadstoffe, die bei Betriebstemperatur nicht kondensieren, wegen der erniedrigten Temperatur besser adsorbiert.
Die gemäß Anspruch 1 bewirkte Kühlung führt also in Kombination mit den Merkmalen der Ansprüche 5 und/oder 6 zu Synergieeffekten, die für die Reinigung der Abgase der Spänetrocknung von besonderer Bedeutung sind.
Durch das Merkmal des Anspruchs 7 wird das Nachrutschen des Filtermaterials erleichtert.
Das Merkmal des Anspruchs 8 ermöglicht in einfacher Weise eine Reinigung der inneren Jalousiewand, die naturgemäß besonders stark der Gefahr von Ablagerungen und Anbackungen ausgesetzt ist.
Eine bevorzugte Ausführung der Reinigungsvorrichtung ist in Anspruch 9 angegeben.
Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Neuerung anhand eines vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispieles.
Das in der Zeichnung dargestellte Körnerbettfilter hat ein zylindrisches, senkrecht stehendes Gehäuse 1 mit einem axial von oben einmündenden Rohgaseinlaß 2 und einem am oberen Ende radial an die Gehäusewand angeschlossenen Reingasauslaß 3. Im Inneren des Gehäuses 1 schließt sich an den Rohgaseinlaß 2 eine Rohgaskammer 4 an, die von einer zur Gehäusewand koaxialen, zylindrischen inneren Jalousiewand 5 umschlossen ist. Diese ist aus vielen mit Abstand übereinander angeordneten kegelstumpfförmigen Blechringen aufgebaut, deren Wandflächen nach außen geneigt sind. Eine Reingaskammer 6, die die Form eines Ringzylinders hat, ist außen
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von der Gehäusewand und innen von einer nach unten konisch erweiterten äußeren Jalousiewand 7 begrenzt, deren ringförmige Jalousiebleche nach innen geneigt sind. Der zwischen den beiden Jalousiewänden 5, 7 eingeschlossene Ringraum ist durch eine Zwischenwand 8 und eine Trennwand 9 in eine innere Ringkammer 10, eine mittlere Ringkammer 11 und eine äußere Ringkammer 12 unterteilt.
Die Zwischenwand 8 besteht - ähnlich wie die äußere Jalousiewand 7 - aus konischen, nach innen geneigten Lamellenringen. Die Trennwand 9 besteht aus einer Anzahl von mit Abstand übereinander angeordneten Blechringen mit dachähnlichem Profil.
Die innere Ringkammer 10 ist mit lotrecht angeordneten, von einem Kühlmedium durchströmten Kühlrohren 14 bestückt. Diese sind kranzartig mit kurzen, gleichmäßigen Abständen auf dem Umfang verteilt. Ihre nach außen ragenden unteren und oberen Enden sind an einen Verteiler bzw. Sammler für ein Kühlmedium, insbesondere Verbrennungsluft, anschließbar. In der mittleren Ringkammer 11 ist eine perforierte, käfigartige, zylindrische Elektrode 15 aufgehängt, die an eine Hochspannungsquelle 16 angeschlossen ist. Die äußere Ringkammer 12 ist von Einbauten frei.
Den drei Ringkammern 10, 11, 12 ist je eine Aufgabevorrichtung 17, 18, 19 mit Dosierorgan sowie je ein Trichterboden 20, 21, 22 mit steuerbarer Austragvorrichtung 23, 24, 25 für körniges Filtermaterial zugeordnet.
In den Ringkammern 10, 11, 12 sind Filterschichten untergebracht. Die anströmseitige Filterschicht 26 der inneren Ringkammer 10 besteht ebenso wie die mittlere Filterschicht 27 der Ringkammer 11 aus einem inerten körnigen Material, wie z.B. Sand. Die abströmseitige Schicht 28 der äußeren Ringkammer 12 besteht aus Aktivkohle.
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In der Rohgaskammer 4 ist eine Reinigungsvorrichtung untergebracht, bestehend aus mehreren scheibenartigen Bürsten 29, die am unteren Ende einer axialen, durch die Decke geführten Stange 30 befestigt sind. Die Bürsten befinden sich normalerweise am unteren Ende der Rohgaskammer 4 in Bereitschaftsstellung. Zum Reinigen der Jalousiewand 5 können sie mit einer nicht dargestellten Hilfsvorrichtung auf und ab bewegt werden.
Im Betrieb wird das schadstoffbelastete Rohgas dem Körnerbettfilter entsprechend Pfeil 31 der Rohgaskammer 4 zugeführt. Es durchströmt die drei in den Ringkammern 10, 11, befindlichen Filterschichten 26, 27, 28 im wesentlichen in radialer Richtung. Das in der Reingaskammer 6 gesammelte Reingas verläßt das Filter entsprechend Pfeil 32.
Das Rohgas hat eine Temperatur, bei der die mitgeführten Kohlenwasserstoffe dampfförmig sind. In der anströmseitigen Filterschicht 26 wird durch die Kühlrohre 14 eine Abkühlung in einem solchen Maße bewirkt, daß höhere Kohlenwasserstoffe zu feinen Tröpfchen kondensieren. Die Temperatur bleibt aber über dem Taupunkt des Wassers, so daß die Kondensation des Wasserdampfes vermieden wird. Die Kohlenwasserstoff tropf chen werden teils schon in der anströmseitigen Filterschicht 26, teils in der im Strömungsweg nachgeschalteten Filterschicht 27 abgeschieden. In der Filterschicht 27 wird die Abscheidung unter der Wirkung des elektrischen Feldes der Hochspannungselektrode 15 verstärkt.
Staub wird größtenteils in der anströmseitigen Filterschicht 26 aufgefangen. Der Rest, insbesondere der Feinststaub, wird in der mittleren Filterschicht 27 niedergeschlagen .
In der abströmseitigen Filterschicht 28 werden die nicht kondensierten niedrigen Kohlenwasserstoffe an Aktivkohle gebunden.
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Naturgemäß wird die anströmseitige Filterschicht 26 insbesondere durch den abgeschiedenen Staub besonders stark belastet. Dementsprechend ist es erforderlich, das Filtermaterial dieser Schicht rasch abzuziehen und zu ersetzen. Über die Austragvorrichtung 23 der anströmseitigen Filterschicht 26 wird pro Zeiteinheit eine erheblich größere Menge Filtermaterial ausgetragen als über die Austragvorrichtung 24 der nachgeschalteten Filterschicht 27. Die über die Aufgabevorrichtung 17 der anströmseitigen Filterschicht 26 zugeführte Materialmenge ist wesentlich kleiner als die über die Austragvorrichtung 23 abgezogene Menge. Dagegen wird über die Aufgabevorrichtung 18 der mittleren Filterschicht 27 mehr Material zugeführt als über die Austragvorrichtung 24 abgezogen. Dadurch wird bewirkt, daß Filtermaterial durch die Schlitze der Zwischenwand 8 aus der Filterschicht 27 in die Filterschicht 26 gelangt. Auf diese Weise wird der anströmseitigen Filterschicht 26 auf der ganzen Höhe relativ sauberes Material zugeführt. Dies wird durch die Lamellenstellung der Zwischenwand 8 ermöglicht, die das Filtermaterial von außen nach innen durchläßt, nicht aber in umgekehrter Richtung. Dagegen verhindert die Trennwand 9 jeglichen Durchtritt von Filtermaterial .
Der aus den Filterschichten 26, 27 abgezogene verunreinigte Sand wird z.B. durch Abbrennen gesäubert und anschließend wieder verwendet. Die aus der Filterschicht 28 abgezogene Schadstoffbeladene Aktivkohle wird teils regeneriert und zurückgeführt, teils verbrannt.

Claims (9)

- 8 - U9102106 Krefeld, den 15.03.91 1400-PAT - PL/SR - H 91/01GM BABCOCK-BSH AKTIENGESELLSCHAFT vormals Büttner-Schilde-Haas AG Krefeld 11 Schutzansprüche
1. Körnerbettfilter
mit einem Gehäuse,
mit einer Rohgaskammer mit Rohgaseinlaß, mit einer Reingaskammer mit Reingasauslaß,
mit mindestens einer Filterschicht aus körnigem Material zwischen Rohgaskammer und Reingaskammer
und mit mindestens je einer Aufgabevorrichtung und Austragvorrichtung,
gekennzeichnet durch eine Filterschicht (26), in der Kühlrohre (14) angeordnet sind.
2. Körnerbettfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre (14) lotrecht angeordnet sind.
3. Körnerbettfilter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch mindestens eine weitere Filterschicht (27, 28).
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4. Körnerbettfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die anströmseitige Filterschicht (26) von der benachbarten Filterschicht (27) durch eine Zwischenwand (8) getrennt ist, die für das Filtermaterial in Richtung auf die anströmseitige Filterschicht (26) durchlässig, in Richtung auf die benachbarte Filterschicht (27) undurchlässig ist.
5. Körnerbettfilter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Filterschicht (27), die der mit Kühlrohren (14) versehenen Filterschicht (26) im Strömungsweg nachgeordnet ist, eine Hochspannungselektrode (15) angeordnet ist.
6. Körnerbettfilter nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine abströmseitige Filterschicht (28) aus Aktivkohle.
7. Körnerbettfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch mindestens eine nach unten konisch erweiterte Jalousiewand (7).
8. Körnerbettfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine in der Rohgaskammer (4) untergebrachte Reinigungsvorrichtung (29, 30) für die die Rohgaskammer (4) umschließende Jalousiewand (5).
9. Körnerbettfilter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsvorrichtung aus scheibenartigen Bürsten
(29) besteht, die an einer auf und ab bewegbaren Stange (30) befestigt sind.
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