EP0267898A1 - Process and device for monitoring the flow of a gaz emerging from a filter - Google Patents

Process and device for monitoring the flow of a gaz emerging from a filter

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Publication number
EP0267898A1
EP0267898A1 EP86903229A EP86903229A EP0267898A1 EP 0267898 A1 EP0267898 A1 EP 0267898A1 EP 86903229 A EP86903229 A EP 86903229A EP 86903229 A EP86903229 A EP 86903229A EP 0267898 A1 EP0267898 A1 EP 0267898A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filter
dynamic pressure
gas
measuring device
tube
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP86903229A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Alexander Maria Reinhardt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schumachersche Fabrik GmbH and Co KG
Original Assignee
Schumachersche Fabrik GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schumachersche Fabrik GmbH and Co KG filed Critical Schumachersche Fabrik GmbH and Co KG
Publication of EP0267898A1 publication Critical patent/EP0267898A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
    • G01P13/0006—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement of fluids or of granulous or powder-like substances
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2407—Filter candles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/42—Auxiliary equipment or operation thereof
    • B01D46/44—Auxiliary equipment or operation thereof controlling filtration
    • B01D46/446—Auxiliary equipment or operation thereof controlling filtration by pressure measuring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/66—Regeneration of the filtering material or filter elements inside the filter
    • B01D46/70—Regeneration of the filtering material or filter elements inside the filter by acting counter-currently on the filtering surface, e.g. by flushing on the non-cake side of the filter
    • B01D46/71—Regeneration of the filtering material or filter elements inside the filter by acting counter-currently on the filtering surface, e.g. by flushing on the non-cake side of the filter with pressurised gas, e.g. pulsed air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2273/00—Operation of filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2273/20—High temperature filtration

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring the flow of the cleaned gas stream emerging from a cup-shaped filter from the open top thereof and a device for carrying out this method with at least one cup-shaped filter.
  • filter containers are used in which a larger number of pot-shaped or candle-shaped ceramic filters are suspended next to one another in a perforated plate.
  • the perforated plate divides a large closed container into two Subspaces, the gas to be cleaned being introduced into the lower subspace and passing through the filter elements from the outside inwards.
  • the cleaned gas reaches the upper part of the container from the interior of the filter elements open at the top and is derived from it for further use.
  • a filter cleaning device which has cleaning tubes arranged above each filter element, which end immediately above the open end of the filter elements and can be connected to a gas source. Through these tubes, short bursts of gas can be introduced into the filter interior, which, contrary to the usual flow path of the gas, pass through the filter elements during filtration and clean the outside of these.
  • This object is achieved according to the invention in a method of the type described at the outset by determining the back pressure of the gas flowing out of the filter and from this the flow velocity thereof by means of a pitot tube which is arranged above the open top and is open to the inside of the filter.
  • the pitot tubes assigned to the individual filters are connected in succession with a single dynamic pressure measuring device.
  • these dynamic pressure measuring tubes being able to be connected in succession with only one measuring device, so that the overall design effort can be kept very low.
  • a great advantage of the described method lies in the fact that closing valves, which selectively connect the dynamic pressure tubes to the measuring device, can be arranged outside the high-temperature range, so that no special structural measures are necessary to protect these devices.
  • a pulse Cleaning pipe is used, and that this is alternately connected to a gas source generating a gas surge directed into the filter or to a dynamic pressure measuring device.
  • This design has the great advantage that the tubes provided in any case above the pulse element for pulse cleaning can simultaneously be used as back-up pressure tubes without significant modifications being necessary. It is sufficient if the cleaning pipes are provided with an additional, lockable connection possibility with the dynamic pressure measuring device.
  • a filter is automatically closed when the back pressure value of this filter exceeds a certain value.
  • This increase in the back pressure indicates that the flow rate at which the gas exits the filter element has become higher than can be the case with an undamaged filter, i.e. too high a back pressure value indicates damage to a filter element.
  • this undesired shunt can be eliminated by immediately closing the damaged filter automatically.
  • the invention is also based on the object of providing a device for carrying out the method described.
  • a device of the type described at the outset which is characterized by a dynamic pressure pipe which is open to the inside of the filter and arranged above the open filter and a dynamic pressure measuring device with. which the ram pressure pipe can be connected.
  • the dynamic pressure measuring device comprises a measuring line for determining the static pressure in the area above the filter and a subtraction element which determines the difference between the pressure in the dynamic pressure tube and the pressure in the measuring line. In this way, the dynamic pressure caused by the gas flow can be determined in a simple manner.
  • dynamic pressure pipes can be connected via closing valves to a gas source producing a gas surge which can be introduced into the filter and that the dynamic pressure pipes can be connected downstream of the closing valves to the dynamic pressure measuring device via lines which can be closed by further closing valves.
  • a control which opens the closing valves of different filters one after the other, with one filter only one of the closing valve for the gas source or the closing valve for the dynamic pressure measuring device being opened at the same time.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a filter system with gas surge cleaning and dynamic pressure monitoring and - 8th -
  • FIG. 2 shows a view similar to FIG. 1 of a modified exemplary embodiment, in which only one filter element is shown to increase the overview.
  • the devices shown in the drawings comprise a closed container 1, which is subdivided into a lower part space 3 and an upper part space 4 by a perforated plate 2.
  • the lower part 3 is connected to a gas supply 5, the upper part 4 with a gas outlet 6.
  • a larger number of pot-shaped or candle-shaped filter elements 7 are suspended from above in the holes of the perforated plate 2, which preferably consist of a ceramic material and have an elongated, circular-cylindrical shape.
  • the number of these filter elements can be very large, adjacent filter elements hang closely together.
  • each tube 9 is arranged on the central axis of the filter element, which ends just above the open end 8 of the filter element 7 and is open in the direction of the filter element.
  • the diameter of the tubes 9 is smaller than the inside diameter of the filter elements 7, so that gas flowing out of the filter elements can escape past the tube 9 into the upper part space 4.
  • a closing valve 10 is arranged in each tube 9, for example an electrically actuable solenoid valve which can be actuated via a control line 11. These closing valves 10 close a connection of the tube 9 to a high-pressure gas source, not shown in the drawing, which can be common to all tubes 9.
  • a line 12 branches off from each tube 9, whereby all lines 12 of all tubes 9 combine to form a common measuring line 13.
  • a closing valve 14 is arranged in each line 12, for example an electrically actuable solenoid valve which can be actuated via a control line 15.
  • the common measuring line 13 leads to a dynamic pressure measuring device 16 which is connected to the upper part 4 of the container 1 via a second reference line 17.
  • gas to be cleaned flows under high pressure and high temperatures via the feed 5 into the lower subspace 3 and passes through the filter elements 7 from the outside inwards.
  • the cleaned gas exits at the top of the filter elements 7 into the upper part space 4 and leaves it through the outlet 6 for further use.
  • the closing valve 10 is closed in the tube 9 associated with this filter element, while the closing valve 14 is opened.
  • the pressure which builds up in the interior of the tube 9 and is composed of the static pressure in the outlet region and the back pressure of the flowing gas acts via the measuring line 13 on the back pressure measuring device 16, and the static line in the upper part 4 via the reference line 17 prevailing pressure is supplied.
  • the difference between these two pressure values is formed in a subtractor of the dynamic pressure measuring device, which is a measure of the dynamic pressure prevailing at the filter outlet, which in turn provides information about the outflow speed and the volume flow of the gas at the filter outlet.
  • the damaged circuit element can be automatically closed by the control circuit determining that the reference value has been exceeded, for example by placing a closure plate on the damaged filter element.
  • the control circuit can then automatically clean the filter element.
  • the closing valve 14 is closed and then the closing valve 10 is opened briefly, so that a gas surge through the pipe 9 reaches the interior of the corresponding filter element, which flows through the filter element in the opposite direction and thereby discharges on the outside of the filter ⁇ repels pollution.
  • the operating conditions of the filter elements are checked one after the other by opening the corresponding closing valves 14 in time and one after the other.
  • the operating state determined in each case can be made visible on a display panel, preferably on a screen 18, on which all filter elements are displayed. Appropriate symbols can be used to indicate normal operating status, increased contamination or damage, so that an operator can immediately recognize the respective operating status of the overall system.
  • cleaning is usually also carried out continuously during normal operation, certain filter elements being successively determined in each case by briefly opening the corresponding one Closing valve 10 are cleaned. It is advantageous if the cleaning by opening the closing valve 10 and the dynamic pressure determination by opening the closing valve 14 are carried out both in terms of time and location, ie in the case of a filter element, cleaning and dynamic pressure determinations take place at different times, while on the other hand cleaning and Back pressure determination can be carried out simultaneously at different locations on the perforated plate. In this way it is avoided that the cleaning and the dynamic pressure determination mutually influence one another in an undesirable manner.
  • the tubes 9 used as dynamic pressure measuring probes are repeatedly cleaned by the cyclical cleaning, i.e. one inevitably obtains measuring probes that clean themselves again and again without additional design effort.
  • the system can be operated under extreme conditions, i.e. at high pressures, very high or very low temperatures, with radiation exposure etc., since the actual measuring instruments can be arranged outside the critical range.
  • the measurement can be carried out during operation and provides reliable information about the operating state of each individual filter element. Retrofitting with little effort is also possible in the case of plants which are already standing, since the cleaning systems which are present anyway can be used as measuring probes.

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Abstract

Afin de mettre en oeuvre un procédé de surveillance de l'écoulement du courant de gaz purifié sortant par la face supérieure ouverte d'un filtre en forme de pot, également à l'aide des installations actuelles sans modifier le filtre (7), il est proposé de déterminer la pression dynamique du courant de gaz sortant du filtre à l'aide d'un tube de Pitot (9) disposé au-dessus de la face supérieure et ouvert en direction du filtre. Un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé est décrit.In order to implement a method of monitoring the flow of the stream of purified gas exiting through the open upper face of a filter in the form of a pot, also using current installations without modifying the filter (7), it is necessary to It is proposed to determine the dynamic pressure of the gas stream leaving the filter using a Pitot tube (9) arranged above the upper face and open towards the filter. A device for implementing this method is described.

Description

B e s c h r e i b u n g Description
Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung der Strömung eines aus einem Filter aus¬ tretenden GasstromesMethod and device for monitoring the flow of a gas stream emerging from a filter
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Strömung des aus einem topfförmigen Filter aus dessen offener Oberseite austretenden, gereinigten Gasstromes sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfah¬ rens mit mindestens einem topfförmigen Filter.The invention relates to a method for monitoring the flow of the cleaned gas stream emerging from a cup-shaped filter from the open top thereof and a device for carrying out this method with at least one cup-shaped filter.
Bei der Filterung von Gasen, die beispielsweise durch Kohlevergasung gewonnen und bei Temperaturen von etwa 1000°C gereinigt werden sollen, werden Filterbehälter verwendet, in denen eine größere Anzahl von topf- oder kerzenförmigen Keramikfiltern nebeneinander in eine Lochplatte eingehängt sind. Die Lochplatte unterteilt dabei einen großen abgeschlossenen Behälter in zwei Teilräume, wobei in den unteren Teilraum das zu reinigen¬ de Gas eingeleitet wird, das von außen nach innen durch die Filterelemente hindurchtritt. Aus dem Innenraum der an der Oberseite offenen Filterelemente gelangt das ge¬ reinigte Gas in den oberen Teilraum des Behälters und wird aus diesem zur weiteren Verwendung abgeleitet. Eine solche Filteranlage ist beispielsweise beschrieben in Proceedings of the Filtech Conference, London, Sept. 27- 29, 1983, Seiten 384-395. Bei dieser Vorrichtung ist wei¬ terhin eine Filterreinigungseinrichtung vorgesehen, die oberhalb von jedem Filterelement angeordnete Abreini- gungsrohre aufweist, die unmittelbar oberhalb des of¬ fenen Endes der Filterelemente enden und mit einer Gas¬ quelle verbindbar sind. Durch diese Rohre können kurze Gasstöße in den Filterinnenraum eingeleitet v/erden, die entgegengesetzt dem üblichen Strömunσsweg des Gases bei der Filtration durch die Filterelemente hindurchtreten und diese an ihrer Außenseite abreinigen.When filtering gases that are to be obtained, for example, from coal gasification and are to be cleaned at temperatures of approximately 1000 ° C., filter containers are used in which a larger number of pot-shaped or candle-shaped ceramic filters are suspended next to one another in a perforated plate. The perforated plate divides a large closed container into two Subspaces, the gas to be cleaned being introduced into the lower subspace and passing through the filter elements from the outside inwards. The cleaned gas reaches the upper part of the container from the interior of the filter elements open at the top and is derived from it for further use. Such a filter system is described, for example, in Proceedings of the Filtech Conference, London, Sept. 27-29, 1983, pages 384-395. In this device, a filter cleaning device is also provided, which has cleaning tubes arranged above each filter element, which end immediately above the open end of the filter elements and can be connected to a gas source. Through these tubes, short bursts of gas can be introduced into the filter interior, which, contrary to the usual flow path of the gas, pass through the filter elements during filtration and clean the outside of these.
Derartige Filteranlagen arbeiten mit einer sehr großen Anzahl von Filterelementen, und es ist daher außerordent¬ lich schwierig, die einzelnen Filterelemente auf ein¬ wandfreie Funktion zu überwachen. Werden die Filterele¬ mente zu stark verunreinigt, sinkt der Durchsatz durch die Filter unerwünscht stark ab, v/eisen die Filterele¬ mente jedoch einen Schaden auf, beispielsweise eine Bruchstelle, kann durch sie ungereinigtes Gas hindurch¬ treten, so daß die Gesamtreinigung des Gases in Frage gestellt wird. XSuch filter systems work with a very large number of filter elements, and it is therefore extremely difficult to monitor the individual filter elements for proper functioning. If the filter elements become too contaminated, the throughput through the filter drops undesirably significantly, but if the filter elements are damaged, for example a breakage, unpurified gas can pass through them, so that the overall cleaning of the gas is questioned. X
Es ist bereits bekannt, die Strömung des durch die Fil¬ terelemente tretenden Gases dadurch zu überwachen, daß die Filterelemente in ihrem oberen, offenen Teil durch eine Querschnittsverengung venturiartig ausgebildet werden und daß an der engsten Stelle und kurz vor dem oberen Ende der Filterelemente seitliche Kanäle in die Filterelemente eingearbeitet sind, die den jeweiligen Druck des ausströmenden Gases an ihrer Einmündung in das Filterelement bestimmen können (Filtration & Sepa¬ ration, July/August 1983, Seiten 297/298) . Obwohl auf diese Weise die Strömung des filtrierten Gases durch das Filterelement überwacht werden kann, ist es dazu erforderlich, die Filterelemente speziell auszubilden, d.h. dieses Verfahren kann bei herkömmlichen Filterele¬ menten nicht verwendet werden.It is already known to monitor the flow of the gas passing through the filter elements by designing the filter elements in their upper, open part by means of a cross-sectional constriction, and by lateral channels at the narrowest point and shortly before the upper end of the filter elements are incorporated into the filter elements, which can determine the respective pressure of the outflowing gas at its confluence with the filter element (Filtration & Separation, July / August 1983, pages 297/298). In this way, although the flow of the filtered gas through the filter element can be monitored, it is necessary to specially design the filter elements, i.e. this method cannot be used with conventional filter elements.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Überwa¬ chung der Strömung bei einer gattungsgemäßen Vorrich¬ tung derart zu verbessern, daß die Überwachung der Strö¬ mung ohne komplizierten apparativen Aufwand bei herkömm¬ lichen Filterelementen durchgeführt werden kann.It is an object of the invention to improve a method for monitoring the flow in a generic device such that the flow can be monitored with conventional filter elements without complicated apparatus.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs be¬ schriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man mittels eines oberhalb der offenen Oberseite ange¬ ordneten, zur Innenseite des Filters offenen Staurohres den Staudruck des aus dem Filter ausströmenden Gases und daraus dessen Strömungsgeschwindigkeit bestimmt.This object is achieved according to the invention in a method of the type described at the outset by determining the back pressure of the gas flowing out of the filter and from this the flow velocity thereof by means of a pitot tube which is arranged above the open top and is open to the inside of the filter.
Es genügt also bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, ober¬ halb des offenen Filterendes ein Staurohr anzuordnen und den sich darin ausbildenden Staudruck zu bestimmen, der ein Maß für die Ausströmgeschwindigkeit des filtrierten Gases darstellt. Eine solche Staudruckbestimmung kann oberhalb jedes einzelnen Filterelements in einfachster Weise durchgeführt werden, ohne daß dazu das Filterele¬ ment verändert werden muß. In the method according to the invention, it is therefore sufficient to arrange a pitot tube above the open filter end and to determine the dynamic pressure which forms therein and which is a measure of the outflow speed of the filtered gas. Such a dynamic pressure determination can be carried out in a very simple manner above each individual filter element without the filter element having to be changed.
Bei einer Vorrichtung mit mehreren parallel geschalteten Filtern, wie sie üblicherweise bei Vorrichtungen der geschilderten Art verwendet werden, verbindet man die den einzelnen Filtern zugeordneten Staurohre nacheinan¬ der mit einer einzigen Staudruckmeßeinrichtung. Es ge¬ nügt also in diesem Falle, für jedes Filterelement ein eigenes Staudruckrohr vorzusehen, wobei diese Staudruck¬ meßrohre nacheinander mit nur einer Meß orrichtung ver¬ bunden werden können, so daß der konstruktive Aufwand insgesamt sehr gering gehalten werden kann.In the case of a device with several filters connected in parallel, as are usually used in devices of the type described, the pitot tubes assigned to the individual filters are connected in succession with a single dynamic pressure measuring device. In this case, it is sufficient to provide an individual dynamic pressure tube for each filter element, these dynamic pressure measuring tubes being able to be connected in succession with only one measuring device, so that the overall design effort can be kept very low.
Ein großer Vorteil des beschriebenen Verfahrens liegt darin, daß Schließventile, die die Staudruckrohre selek¬ tiv mit der Meßeinrichtung verbinden, außerhalb des Hochtemperaturbereiches angeordnet werden können, so daß keine besonderen konstruktiven Maßnahmen zum Schutz die¬ ser Einrichtungen notwendig sind.A great advantage of the described method lies in the fact that closing valves, which selectively connect the dynamic pressure tubes to the measuring device, can be arranged outside the high-temperature range, so that no special structural measures are necessary to protect these devices.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß man als Staudruckrohr ein Impulsab- reinigungsrohr verwendet, und daß man dieses abwechselnd mit einer einen in das Filter gerichteten Gasstoß erzeu¬ genden Gasquelle bzw. mit einer Staudruckmeßeinrichtung verbindet. Diese Ausführung hat den großen Vorteil, daß die bei der Impulsabreinigung ohnehin oberhalb jedes Fil¬ terelements vorgesehenen Rohre gleichzeitig als Stau¬ druckrohre verwendet werden können, ohne daß erhebliche Umbauten notwendig sind. Es genügt dazu, wenn die Abrei- nigungsrohre mit einer zusätzlichen, verschließbaren Verbindungsmöglichkeit mit der Staudruckmeßeinrichtung versehen werden.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that a pulse Cleaning pipe is used, and that this is alternately connected to a gas source generating a gas surge directed into the filter or to a dynamic pressure measuring device. This design has the great advantage that the tubes provided in any case above the pulse element for pulse cleaning can simultaneously be used as back-up pressure tubes without significant modifications being necessary. It is sufficient if the cleaning pipes are provided with an additional, lockable connection possibility with the dynamic pressure measuring device.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn man bei mehreren par¬ allel geschalteten Filtern ein Filter automatisch ver¬ schließt, wenn der Staudruckwert dieses Filters einen bestimmten Wert überschreitet. Dieses Ansteigen des Stau¬ druckes zeigt an, daß die Strömungsgeschwindigkeit, mit der das Gas aus dem Filterelement austritt, höher gewor¬ den ist, als es bei unbeschädigtem Filter der Fall sein kann, d.h. ein zu hoher Staudruckwert zeigt eine Beschä¬ digung eines Filterelements an. Um hier eine Verunreini¬ gung des durch die anderen Filterelemente tretenden, ge¬ reinigten Gases zu vermeiden, kann man durch sofortige automatische Verschließung des beschädigten Filters die¬ sen unerwünschten Nebenschluß beseitigen.It is particularly advantageous if, in the case of a plurality of filters connected in parallel, a filter is automatically closed when the back pressure value of this filter exceeds a certain value. This increase in the back pressure indicates that the flow rate at which the gas exits the filter element has become higher than can be the case with an undamaged filter, i.e. too high a back pressure value indicates damage to a filter element. In order to avoid contamination of the cleaned gas passing through the other filter elements, this undesired shunt can be eliminated by immediately closing the damaged filter automatically.
Umgekehrt ist es vorteilhaft, wenn man in Filter, bei i. * ' denen der Staudruckwert einen bestimmten Wert unterschrei¬ tet, zur Abreinigung einen Gasstoß einleitet. Ein zu ge- ringer Staudruckwert zeigt eine übermäßige Verschmutzung eines Filterelementes an, die durch die an sich bekann¬ te Impulsreinigung wieder beseitigt werden kann.Conversely, it is advantageous if you filter in i. * 'to which the dynamic pressure value falls below a certain value, initiates a gas surge for cleaning. One too The low dynamic pressure value indicates excessive contamination of a filter element, which can be eliminated again by pulse cleaning, which is known per se.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfah¬ rens zu schaffen.The invention is also based on the object of providing a device for carrying out the method described.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art gelöst, die gekennzeichnet ist durch ein zur Innenseite des Filters offenes, ober¬ halb des oben offenen Filters angeordnetes Staudruckrohr sowie eine Staudruckmeßeinrichtung, mit. der das Stau¬ druckrohr verbindbar ist.This object is achieved according to the invention by a device of the type described at the outset, which is characterized by a dynamic pressure pipe which is open to the inside of the filter and arranged above the open filter and a dynamic pressure measuring device with. which the ram pressure pipe can be connected.
Es ist dabei vorteilhaft, wenn die Staudruckmeßeinrich¬ tung eine Meßleitung zur Bestimmung des statischen Druk- kes im Bereich oberhalb der Filter sowie ein Subtrak¬ tionsglied umfaßt, welches die Differenz des Druckes im Staudruckrohr und des Druckes in der Meßleitung be¬ stimmt. Auf diese Weise läßt sich der aufgrund der Gas¬ strömung hervorgerufene Staudruck in einfacher Weise be¬ stimmen.It is advantageous if the dynamic pressure measuring device comprises a measuring line for determining the static pressure in the area above the filter and a subtraction element which determines the difference between the pressure in the dynamic pressure tube and the pressure in the measuring line. In this way, the dynamic pressure caused by the gas flow can be determined in a simple manner.
Vorteilhaft ist es, wenn mehrere Staudruckrohre über Schließventile nacheinander einzeln mit dem Subtraktions¬ glied verbindbar sind. Auf diese Weise kann der Betriebs- zustand der Filterelemente nacheinander mit nur einer Vor¬ richtung überwacht werden. - 7 -It is advantageous if a plurality of dynamic pressure pipes can be connected individually to the subtraction element in succession via closing valves. In this way, the operating state of the filter elements can be monitored in succession with only one device. - 7 -
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß Staudruckrohre über Schließventile mit einer einen in die Filter einleitbaren Gasstoß erzeugenden Gasquelle verbindbar sind und daß die Staudruckrohre stromabwärts der Schließventile über durch weitere Schließventile ver¬ schließbare Leitungen mit der Staudruckmeßeinrichtung verbindbar sind. Durch diese einfache Modifikation der an sich bekannten Gasstoßabreinigung kann das an sich bereits vorhandene Rohrsystem gleichzeitig zur Überwa¬ chung des Betriebszustandes jedes einzelnen Filterele¬ mentes verwendet werden.In a preferred embodiment it is provided that dynamic pressure pipes can be connected via closing valves to a gas source producing a gas surge which can be introduced into the filter and that the dynamic pressure pipes can be connected downstream of the closing valves to the dynamic pressure measuring device via lines which can be closed by further closing valves. As a result of this simple modification of the gas surge cleaning system known per se, the pipe system which is already present per se can simultaneously be used for monitoring the operating state of each individual filter element.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Steue¬ rung vorgesehen, die die Schließventile verschiedener Filter nacheinander öffnet, wobei bei einem Filter gleich¬ zeitig nur entweder das Schließventil zur Gasquelle oder das Schließventil zur Staudruckmeßeinrichtung geöffnet ist.According to a preferred embodiment, a control is provided which opens the closing valves of different filters one after the other, with one filter only one of the closing valve for the gas source or the closing valve for the dynamic pressure measuring device being opened at the same time.
Es kann vorgesehen sein, daß die Steuerung das Schließven¬ til zur Gasquelle eines Filters kurzzeitig öffnet, bei dem sich bei der Staudruckmessung ein Wert des Staudruk- kes ergeben hat, der unter einem vorgegebenen Wert liegt.Provision can be made for the control unit to briefly open the closing valve to the gas source of a filter, in which the back pressure measurement has produced a back pressure value that is below a predetermined value.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsfor¬ men dient in Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:The following description of preferred embodiments serves in conjunction with the drawing for a more detailed explanation. Show it:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Filteran¬ lage mit Gasstoßabreinigung und Staudruck¬ überwachung und - 8 -1 shows a schematic view of a filter system with gas surge cleaning and dynamic pressure monitoring and - 8th -
Fig. 2 eine Ansicht ähnlich Figur 1 eines abge¬ wandelten Ausführungsbeispiels, bei dem zur Erhöhung der Übersicht nur ein Fil¬ terelement dargestellt ist.2 shows a view similar to FIG. 1 of a modified exemplary embodiment, in which only one filter element is shown to increase the overview.
Die in den Zeichnungen dargestellten Vorrichtungen um¬ fassen einen verschlossenen Behälter 1 , der durch eine Lochplatte 2 in einen unteren Teilraum 3 und in einen oberen Teilraum 4 unterteilt wird. Der untere Teilraum 3 steht mit einer Gaszufuhr 5 in Verbindung, der obere Teilraum 4 mit einem Gasauslaß 6.The devices shown in the drawings comprise a closed container 1, which is subdivided into a lower part space 3 and an upper part space 4 by a perforated plate 2. The lower part 3 is connected to a gas supply 5, the upper part 4 with a gas outlet 6.
In die Löcher der Lochplatte 2 sind von oben her eine größere Anzahl von topf- oder kerzenförmigen Filterele¬ menten 7 eingehängt, die vorzugsweise aus einem kerami¬ schen Werkstoff bestehen und eine langgestreckte, kreis- zylinderförmige Gestalt aufweisen. Die Zahl dieser Fil¬ terelemente kann dabei sehr groß sein, benachbarte Fil¬ terelemente hängen dicht nebeneinander.A larger number of pot-shaped or candle-shaped filter elements 7 are suspended from above in the holes of the perforated plate 2, which preferably consist of a ceramic material and have an elongated, circular-cylindrical shape. The number of these filter elements can be very large, adjacent filter elements hang closely together.
Oberhalb des offenen Endes 8 jedes Filterelementes 7 ist auf der Mittelachse des Filterelements ein Rohr 9 ange¬ ordnet, welches knapp oberhalb des offenen Endes 8 des Filterelementes 7 endet und in Richtung auf das Filter¬ element offen Ist. Der Durchmesser der Rohre 9 ist klei¬ ner als der Innendurchmesser der Filterelemente 7, so daß aus den Filterelementen ausströmendes Gas am Rohr 9 vorbei in den oberen Teilraum 4 austreten kann. In jedem Rohr 9 ist ein Schließventil 10 angeordnet, bei¬ spielsweise ein elektrisch betätigbares Magnetventil, welches über eine Steuerleitung 11 betätigbar ist. Die¬ se Schließventile 10 verschließen eine Verbindung des Rohres 9 mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Hochdruckgasquelle, die für alle Rohre 9 gemeinsam sein kann.Above the open end 8 of each filter element 7, a tube 9 is arranged on the central axis of the filter element, which ends just above the open end 8 of the filter element 7 and is open in the direction of the filter element. The diameter of the tubes 9 is smaller than the inside diameter of the filter elements 7, so that gas flowing out of the filter elements can escape past the tube 9 into the upper part space 4. A closing valve 10 is arranged in each tube 9, for example an electrically actuable solenoid valve which can be actuated via a control line 11. These closing valves 10 close a connection of the tube 9 to a high-pressure gas source, not shown in the drawing, which can be common to all tubes 9.
Zwischen den Schließventilen 10 und dem freien Ende der Rohre 9 zweigt von jedem Rohr 9 eine Leitung 12 ab, wo¬ bei sich alle Leitungen 12 sämtlicher Rohre 9 zu einer gemeinsamen Meßleitung 13 vereinigen. Vor der Vereini¬ gung zur gemeinsamen Meßleitung 13 ist in jeder Leitung 12 ein Schließventil 14 angeordnet, beispielsweise ein elektrisch betätigbares Magnetventil, welches über eine Steuerleitung 15 betätigbar ist. Die gemeinsame Meßlei¬ tung 13 führt zu einer Staudruckmeßeinrichtung 16, die über eine zweite Referenzleitung 17 mit dem oberen Teil¬ raum 4 des Behälters 1 verbunden ist.Between the closing valves 10 and the free end of the tubes 9 a line 12 branches off from each tube 9, whereby all lines 12 of all tubes 9 combine to form a common measuring line 13. Before the union to the common measuring line 13, a closing valve 14 is arranged in each line 12, for example an electrically actuable solenoid valve which can be actuated via a control line 15. The common measuring line 13 leads to a dynamic pressure measuring device 16 which is connected to the upper part 4 of the container 1 via a second reference line 17.
Im Betrieb der beschriebenen Vorrichtung strömt zu rei¬ nigendes Gas unter hohem Druck und hohen Temperaturen über die Zufuhr 5 in den unteren Teilraum 3 ein und ge¬ langt von außen nach innen durch die Filterelemente 7 hindurch. Das gereinigte Gas tritt an der Oberseite der Filterelemente 7 in den oberen Teilraum 4 aus und ver¬ läßt diesen durch den Auslaß 6 zur weiteren Verwendung.In the operation of the device described, gas to be cleaned flows under high pressure and high temperatures via the feed 5 into the lower subspace 3 and passes through the filter elements 7 from the outside inwards. The cleaned gas exits at the top of the filter elements 7 into the upper part space 4 and leaves it through the outlet 6 for further use.
Zur Überprüfung der Austrittsströmungsgeschwindigkeit des gereinigten Gases aus einem bestimmten Filterele- ment 7 wird bei dem diesem Filterelement zugeordneten Rohr 9 das Schließventil 10 geschlossen, während das Schließventil 14 geöffnet wird. Dadurch wirkt der sich im Inneren des Rohres 9 ausbildende Druck, der sich aus dem statischen Druck im Auslaßbereich und aus dem Staudruck des strömenden Gases zusammensetzt, über die Meßleitung 13 auf die Staudruckmeßeinrichtung 16, der über die Referenzleitung 17 der statische, im oberen Teilraum 4 herrschende Druck zugeführt wird. In einem Subtrahierglied der Staudruckmeßeinrichtung wird die Differenz dieser beiden Druckwerte gebildet, die ein Maß ist für den am Filterauslaß herrschenden Staudruck, der wiederum eine Information gibt über die Ausströmge¬ schwindigkeit und den Volumenstrom des Gases am Fil¬ terauslaß.To check the outlet flow rate of the cleaned gas from a certain filter element element 7, the closing valve 10 is closed in the tube 9 associated with this filter element, while the closing valve 14 is opened. As a result, the pressure which builds up in the interior of the tube 9 and is composed of the static pressure in the outlet region and the back pressure of the flowing gas acts via the measuring line 13 on the back pressure measuring device 16, and the static line in the upper part 4 via the reference line 17 prevailing pressure is supplied. The difference between these two pressure values is formed in a subtractor of the dynamic pressure measuring device, which is a measure of the dynamic pressure prevailing at the filter outlet, which in turn provides information about the outflow speed and the volume flow of the gas at the filter outlet.
Liegt der dabei gemessene Wert zwischen zwei vorher be¬ stimmten Grenzwerten, ist dies ein Nachweis für einen normalen Betrieb des Filterelements. Übersteigt der Staudruck einen oberen Grenzwert, so zeigt dies an, daß durch das Filterelement ein zu hoher Gasstrom hin¬ durchtritt, beispielsweise durch eine Beschädigung des Filterelements, wie dies bei dem mittleren Filterele¬ ment in Figur 1 angedeutet ist. In diesem Falle kann durch die das Überschreiten des Referenzwertes fest¬ stellende Steuerschaltung automatisch ein Verschluß des beschädigten Filterelementes erfolgen, beispiels¬ weise durch Auflegen einer Verschlußplatte auf das be¬ schädigte Filterelement. Liegt der Staudruck jedoch unterhalb eines vorbestimmten Minimalwertes, so zeigt dies eine unzulässig hohe Ver¬ schmutzung des Filterelementes an. Die Steuerschaltung kann dann automatisch eine Abreinigung des Filterele¬ mentes vornehmen. Dazu wird das Schließventil 14 ge¬ schlossen und anschließend wird das Schließventil 10 kurz geöffnet, so daß ein Gasstoß durch das Rohr 9 in das Innere des entsprechenden Filterelementes gelangt, der das Filterelement in umgekehrter Richtung durch¬ strömt und dabei an der Außenseite des Filters abgela¬ gerte Verschmutzung abstößt.If the value measured lies between two previously determined limit values, this is evidence of normal operation of the filter element. If the dynamic pressure exceeds an upper limit value, this indicates that an excessively high gas flow is passing through the filter element, for example due to damage to the filter element, as is indicated in the middle filter element in FIG. 1. In this case, the damaged circuit element can be automatically closed by the control circuit determining that the reference value has been exceeded, for example by placing a closure plate on the damaged filter element. However, if the dynamic pressure is below a predetermined minimum value, this indicates an impermissibly high level of contamination of the filter element. The control circuit can then automatically clean the filter element. For this purpose, the closing valve 14 is closed and then the closing valve 10 is opened briefly, so that a gas surge through the pipe 9 reaches the interior of the corresponding filter element, which flows through the filter element in the opposite direction and thereby discharges on the outside of the filter ¬ repels pollution.
Es ist vorteilhaft, wenn zur Überprüfung der Funktions¬ fähigkeit des Gesamtsystems die Betriebsbedingungen der Filterelemente nacheinander geprüft werden, indem die entsprechenden Schließventile 14 zeitlich und nachein¬ ander geöffnet werden. Der jeweils festgestellte Be¬ triebszustand kann auf einer Anzeigetafel sichtbar ge¬ macht werden, vorzugsweise auf einem Bildschirm 18, auf dem alle Filterelemente angezeigt werden. Durch geeig¬ nete Symbole kann normaler Betriebszustand, erhöhte Ver¬ schmutzung oder Beschädigung angezeigt werden, so daß eine Bedienungsperson sofort den jeweiligen Betriebszu¬ stand der Gesamtanlage erkennen kann.It is advantageous if, in order to check the functionality of the overall system, the operating conditions of the filter elements are checked one after the other by opening the corresponding closing valves 14 in time and one after the other. The operating state determined in each case can be made visible on a display panel, preferably on a screen 18, on which all filter elements are displayed. Appropriate symbols can be used to indicate normal operating status, increased contamination or damage, so that an operator can immediately recognize the respective operating status of the overall system.
üblicherweise wird bei Anlagen dieser Art auch die Ab¬ reinigung während des normalen Betriebes ununterbrochen durchgeführt, wobei jeweils nacheinander bestimmte Fil¬ terelemente durch kurzzeitiges Öffnen des entsprechenden Schließventils 10 gereinigt werden. Es ist vorteilhaft, wenn die Abreinlgung durch öffnen des Schließventils 10 und die Staudruckbestimmung durch ffnen des Schlie߬ ventils 14 sowohl zeitlich als auch örtlich versetzt er¬ folgen, d.h. bei einem Filterelement erfolgen Abreinigen und Staudruckbestimmungen zu verschiedenen Zeiten, wäh¬ rend andererseits Abreinlgung und Staudruckbestimmung gleichzeitig an unterschiedlichen Stellen der Lochplat¬ te durchgeführt werden. Auf diese Weise wird vermieden, daß sich die Abreinigung und die Staudruckbestimmung ge¬ genseitig in unerwünschter Weise beeinflussen.In systems of this type, cleaning is usually also carried out continuously during normal operation, certain filter elements being successively determined in each case by briefly opening the corresponding one Closing valve 10 are cleaned. It is advantageous if the cleaning by opening the closing valve 10 and the dynamic pressure determination by opening the closing valve 14 are carried out both in terms of time and location, ie in the case of a filter element, cleaning and dynamic pressure determinations take place at different times, while on the other hand cleaning and Back pressure determination can be carried out simultaneously at different locations on the perforated plate. In this way it is avoided that the cleaning and the dynamic pressure determination mutually influence one another in an undesirable manner.
Bei dem beschriebenen Verfahren ist besonders vorteil¬ haft, daß die als Staudruck-Meßsonden eingesetzten Roh¬ re 9 durch die zyklische Abreinigung immer wieder ge¬ reinigt werden, d.h. man erhält hier zwangsläufig ohne zusätzlichen konstruktiven Aufwand sich immer wieder reinigende Meßsonden. Die Anlage kann bei extremen Be¬ dingungen betrieben werden, d.h. bei hohen Drücken, sehr hohen oder sehr tiefen Temperaturen, bei Strahlenbela¬ stung etc., da die eigentlichen Meßinstrumente außerhalb des kritischen Bereichs angeordnet werden können. Die Messung kann während des Betriebes durchgeführt werden und gibt zuverlässig Auskunft über den Betriebszustand jedes einzelnen Filterelementes. Dabei ist auch bei be¬ reits stehenden Anlagen eine Umrüstung mit geringem Auf¬ wand möglich, da die ohnehin vorhandenen Abreinigungs- systeme als Meßsonden verwendet werden können. In the described method it is particularly advantageous that the tubes 9 used as dynamic pressure measuring probes are repeatedly cleaned by the cyclical cleaning, i.e. one inevitably obtains measuring probes that clean themselves again and again without additional design effort. The system can be operated under extreme conditions, i.e. at high pressures, very high or very low temperatures, with radiation exposure etc., since the actual measuring instruments can be arranged outside the critical range. The measurement can be carried out during operation and provides reliable information about the operating state of each individual filter element. Retrofitting with little effort is also possible in the case of plants which are already standing, since the cleaning systems which are present anyway can be used as measuring probes.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e P a t e n t a n s r u c h e
Verfahren zur Überwachung der Strömung des aus einem topfförmigen Filter aus dessen offener Oberseite aus¬ tretenden, gereinigten Gasstromes, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß man mittels eines oberhalb der offenen Oberseite an¬ geordneten, zur Innenseite des Filters offenen Stau¬ druckrohres den Staudruck des aus dem Filter ausströ¬ menden Gases bestimmt.Method for monitoring the flow of the cleaned gas stream emerging from a cup-shaped filter from its open top, characterized in that the dynamic pressure of the stream flowing out of the filter is arranged by means of a ram pressure pipe arranged above the open top and open to the inside of the filter ¬ menden gas determined.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei einer Vorrichtung mit mehreren, parallel geschalteten Filtern die den einzelnen Filtern zuge¬ ordneten Staudruckrohre nacheinander mit einer einzi- ■ gen Staudruckmeßeinrichtung verbindet. 2. The method according to claim 1, characterized in that it combines, in a device with multiple, parallel-connected filters, each filter zuge¬ arranged pitot tubes sequentially with a einzi- ■ Staudruckmeßeinrichtung gen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß man als Staudruckrohr ein Impulsabreinigungs- rohr verwendet und daß man dieses Rohr abwechselnd mit einer einen in das Filter gerichteten Gasstoß erzeu¬ genden Gasquelle bzw. mit einer Staudruckmeßeinrich¬ tung verbindet. Method according to Claim 1 or 2, characterized in that a pulse cleaning tube is used as the dynamic pressure tube and that this tube is alternately connected to a gas source generating a gas surge directed into the filter or to a dynamic pressure measuring device.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich¬ net, daß man bei mehreren parallel geschalteten Fil¬ tern ein Filter automatisch verschließt, wenn der Stau¬ druckwert dieses Filters einen bestimmten Wert über¬ schreitet.4. The method according to claim 2 or 3, characterized gekennzeich¬ net that one automatically closes a filter in a plurality of filters connected in parallel when the dynamic pressure value of this filter exceeds a certain value.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich¬ net, daß man in Filter, bei denen der Staudruckwert einen bestimmten Wert unterschreitet, zur Abreinigung einen Gasstoß einleitet.5. The method according to claim 3 or 4, characterized gekennzeich¬ net that one initiates a gas surge for cleaning in filters in which the dynamic pressure value falls below a certain value.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der An¬ sprüche 1 bis 5 mit mindestens einem topfförmigen Filter, gekennzeichnet durch ein zur Innenseite des Filters (7) offenes, oberhalb des oben offenen Fil¬ ters (7) angeordnetes Staudruckrohr (9) sowie eine Staudruckmeßeinrichtung (16) , mit der das Staudruck¬ rohr (9) verbindbar ist. Device for carrying out the method of claims 1 to 5 with at least one cup-shaped filter, characterized by a dynamic pressure tube (9) which is open to the inside of the filter (7) and arranged above the open top filter (7), and a dynamic pressure measuring device (16 ), with which the dynamic pressure tube (9) can be connected.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Staudruckmeßeinrichtung eine Referenzleitung (17) zur Bestimmung des statischen Drucks im Bereich oberhalb der Filter (7) sowie ein Subtraktionsglied umfaßt, welches die Differenz des Druckes im Staudruckroh (9) und des Druckes in der Referenzleitung (17) be¬ stimmt. Apparatus according to claim 6, characterized in that the dynamic pressure measuring device comprises a reference line (17) for determining the static pressure in the area above the filter (7) and a subtraction element which comprises the difference between the pressure in the dynamic pressure tube (9) and the pressure in the reference line (17) determined.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Staudruckrohre (9) über Schließventile (14) nacheinander einzeln mit der Staudruckmeßein¬ richtung (16) verbindbar sind.8. The device according to claim 7, characterized in that a plurality of dynamic pressure pipes (9) via closing valves (14) one after the other can be connected individually to the dynamic pressure measuring device (16).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Staudruckrohre (9) über Schließventile (10) mit einer einen in die Filter (7) einleitbaren Gasstoß erzeugenden Gasquelle verbind¬ bar sind und daß die Staudruckrohre (9) stromabwärts der Schließventile (10) über durch weitere Schlie߬ ventile (14) verschließbare Leitungen (12) mit der Staudruckmeßeinrichtung (16) verbindbar sind.Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the back pressure pipes (9) can be connected via closing valves (10) to a gas source producing a gas surge which can be introduced into the filter (7), and that the back pressure pipes (9) the closing valves (10) can be connected to the dynamic pressure measuring device (16) via lines (12) which can be closed by further closing valves (14).
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerung (19) vorgesehen ist, die die Schließventile (10, 14) verschiedener Filter (7) nacheinander öffnet, wobei bei einem Filter (7) gleichzeitig nur entweder das Schließventil (10) zur Gasquelle oder das Schließventil (14) zur Staudruck¬ meßeinrichtung (16) geöffnet ist.10. The device according to claim 9, characterized in that a controller (19) is provided which opens the closing valves (10, 14) of different filters (7) one after the other, with a filter (7) at the same time only either the closing valve (10) to the gas source or the closing valve (14) to the dynamic pressure measuring device (16) is open.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (19) das Schließventil (10) zur Gasquelle eines Filters (7) kurzzeitig öffnet, bei dem sich bei der Staudruckmessung ein Wert des Stau¬ druckes ergeben hat, der unter einem vorgegebenen Wert liegt. 11. The device according to claim 10, characterized in that the controller (19) opens the closing valve (10) to the gas source of a filter (7) for a short time, in which a value of the back pressure has resulted in the back pressure measurement, which is below a predetermined Value.
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