FI87540B

FI87540B - FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER MATNING AV GAS TILL PARTIKELFILTER

Info

Publication number: FI87540B
Application number: FI896252A
Authority: FI
Inventors: Kai Salo
Original assignee: Tampella Oy Ab
Priority date: 1989-12-22
Filing date: 1989-12-22
Publication date: 1992-10-15
Also published as: PT96300A; WO1991009662A1; FI896252A0; FI87540C; FI896252A

Description

1 875401 87540

Menetelmä ja sovitelma kaasun syöttämiseksi hiukkassuodat-timeenMethod and arrangement for supplying gas to a particulate filter

Keksinnön kohteena on menetelmä kaasun syöttämisek-5 si putkimaisia suodatinelementtejä käsittävään hiukkassuo-dattimeen, jossa menetelmässä kaasu johdetaan syöttökana-vaa pitkin hiukkassuodattimen suodatinelementtien ulkopuolelle suodatinelementtien väliseen tilaan.The invention relates to a method for supplying gas to a particulate filter comprising tubular filter elements, in which method the gas is led along the supply channel outside the filter elements of the particulate filter into the space between the filter elements.

Edelleen keksinnön kohteena on sovitelma menetelmän 10 toteuttamiseksi, johon sovitelmaan kuuluu olennaisesti hiukkassuodattimen suodatinelementtien välisen tilan keskellä ja suodatinelementtien kanssa samansuuntaisesti sijaitseva ainakin yhdellä syöttöaukolla varustettu syöttö-kanava kaasun syöttämiseksi suodatinelementtien ulkopuo-15 lelle.The invention further relates to an arrangement for carrying out the method 10, which arrangement comprises a supply duct with at least one supply opening located in the middle of the space between the filter elements of the particulate filter and parallel to the filter elements for supplying gas to the outside of the filter elements.

Hiukkassuodattimia käytetään yleisesti erilaisten prosessikaasujen puhdistamiseksi niistä olevista hiukkas-maisista aineista. Näissä kaasu johdetaan suodatinyksikön sisälle, josta se virtaa erillisten suodatinelementtien 20 läpi poistopuolelle hiukkasten jäädessä suodatinelement tien pinnalle. DE-julkaisussa 3709671 on esitetty ratkaisu, jossa kaasu syötetään suodatin yksikköön sen sisällä putkimaisten suodatinelementtien kanssa samansuuntaiseksi asetetun putken yläpäästä niin, että puhdistettava 25 kaasu virtaa putken yläpäästä suodatinelementtejä pitkin alaspäin. Tässä ratkaisussa kaasun mukana tulevat ja suodatinelementtien pinnalle jäävät epäpuhtaudet eivät jakaudu tasaisesti suodattimen elementtien pinnoille, vaan saattavat muodostaa paikoitellen yhtenäisiä kerrostumia. 30 Tällaisten suodatinelementtien puhdistus tehdään yleensä johtamalla elementin sisään hetkellisesti paineistettua ilmaa tai kaasua, jonka pitäisi työntää elementin pinnalle kertynyt pöly irti pinnasta ja siten saada se putoamaan suodatinyksikön pohjalle. Jos elementin pinnalle 35 muodostuu paikoittaisia yhtenäisiä kerrostumia, ei ilma 2 87540 pysty irrottamaan näitä, vaan virtaa suodattimen läpi kohdasta, jossa kerrostumia ei ole eikä suodatinelementtejä näin ollen saada tehokkaasti puhdistetuksi.Particulate filters are commonly used to purify various process gases from their particulate matter. In these, the gas is led inside the filter unit, from where it flows through the separate filter elements 20 to the outlet side, with the particles remaining on the surface of the filter element. DE 3709671 discloses a solution in which a gas is fed into a filter unit from the upper end of a pipe placed parallel to it inside the tubular filter elements so that the gas to be cleaned flows downwards from the upper end of the pipe along the filter elements. In this solution, the impurities accompanying the gas and remaining on the surface of the filter elements are not evenly distributed on the surfaces of the filter elements, but may form uniform deposits in places. The cleaning of such filter elements is generally performed by introducing momentarily pressurized air or gas into the element, which should push the dust accumulated on the surface of the element off the surface and thus cause it to fall to the bottom of the filter unit. If local uniform deposits form on the surface 35 of the element, the air 2 87540 cannot remove these, but flows through the filter from the point where there are no deposits and thus the filter elements cannot be effectively cleaned.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sel-5 lainen menetelmä ja sovitelma puhdistettavan kaasun juottamiseksi suodatinyksikön puhdistuskammioon siten, että vältetään edellä mainittuja haittapuolia ja saadaan sekä tasaisemmin suodattava että varmemmin puhdistettava suodatin. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on ominaista, 10 että puhdistettava kaasu johdetaan suodatinelementtien väliseen tilaan siten, että kaasuvirtaus syöttökanavasta suodatinelementteihin päin on suodatinelementtien akselin suunnassa olennaisesti vakio suodatinelementtien pituudelta.The object of the present invention is to provide such a method and arrangement for soldering the gas to be cleaned into the cleaning chamber of the filter unit so as to avoid the above-mentioned disadvantages and to obtain both a filter that is more evenly filtered and a filter that can be cleaned more safely. The method according to the invention is characterized in that the gas to be purified is introduced into the space between the filter elements so that the gas flow from the supply duct to the filter elements is substantially constant along the length of the filter elements.

15 Keksinnön mukaiselle sovitelmalle puolestaan on ominaista, että syöttökanavan pää on suljettu, että syöt-tökanavaan on muodostettu olennaisesti symmetrisesti sen pituusakselin ympärille ja suodatinelementtien pituudelle useita syöttöaukkoja kaasun johtamiseksi ulos syöttökana-20 vasta sen poikkisuunnassa ja että aukkojen poikkileikkaus suurenee kaasun virtaussuunnassa eteenpäin suodatinele-mentteihin päin suuntautuneen kaasuvirtauksen pitämiseksi olennaisesti vakiona suodatinelementtien pituudelta.The arrangement according to the invention, in turn, is characterized in that the end of the supply duct is closed, that several supply openings are formed in the supply duct substantially symmetrically about its longitudinal axis and along the length of the filter elements. to keep the forward gas flow substantially constant along the length of the filter elements.

Keksinnön olennainen ajatus on, että puhdistettava 25 kaasu johdetaan suodatinyksikön elementtien pituussuunnassa olennaisesti tasaisena virtauksena, jolloin pöly kertyy tasaisesti elementtien pinnalle muodostamatta paikallisia kerrostumia ja tämä saadaan erikoisesti aikaan siten, että syöttöputkesta johtaa suodatinkammioon syöttöputken kehän 30 suunnassa symmetrisesti sijaitsevia ja elementtien pituussuunnassa poikkialaltaan laajenevia virtausaukkoja, jotka voivat olla joko peräkkäisiä virtaussuunnassa kasvavien reikien muodostama tai virtaussuunnassa leveydeltään laajeneva rako. Tälläisiä reikärivejä tai rakoja on syöttö-35 putkessa useita kappaleita niin, että myös syöttöputken I:The essential idea of the invention is that the gas to be cleaned is conducted in a substantially uniform flow along the longitudinal elements of the filter unit, whereby dust accumulates evenly on the surface of the elements without forming local deposits which may be either a successive gap growing in the direction of flow or a gap extending in width in the direction of flow. There are several such rows of holes or slits in the supply pipe 35, so that also in the supply pipe I:

3 8 7 5 4 U3 8 7 5 4 U

kehän suunnassa saadaan mahdollisimman tasainen jakautuma tulevan kaasun virtaukselle.in the circumferential direction, the most even distribution possible for the incoming gas flow is obtained.

Keksintöä selostetaan lähemmin oheisissa piirustuksissa, joissa 5 kuvio 1 esittää erästä keksinnön sovellutusmuotoa poikkileikkauksena, kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaisen suodattimen syöt-töputken poikkileikkausta kohdasta A-A, kuvio 3 esittää erästä keksinnön toista sovellutus-10 muotoa poikkileikkauksena ja kuvio 4 esittää kuvion 3 mukaisen suodattimen syöt-töputken poikkileikkausta kohdasta B-B.The invention is described in more detail in the accompanying drawings, in which Figure 1 shows a cross-section of an embodiment of the invention, Figure 2 shows a cross-section of the filter supply pipe of Figure 1 at point AA, Figure 3 shows a cross-section of another embodiment of the invention and Figure 4 shows a filter of Figure 3 cross section of the working tube at BB.

Kuviossa 1 on hiukkassuodatin, jossa suodatuskammio 1 ja puhdistetun kaasun poistokammio 2. Puhdistettava kaa-15 su syötetään suodatuskammioon syöttökanavana toimivan kaa-sunsyöttöputkea 3 pitkin, joka on päästään muodostettu umpinaiseksi ja siihen on muodostettu aukkoja 4, jotka sijaitsevat sinänsä tunnettujen keraamisten suodinelement-tien 5 pituudella säännöllisin välein. Keraamiset suoti-20 met, joiden sisäosa 6 on yhteydessä poistokammioon 2, on kiinnitetty yläpäästään sinänsä tunnetulla tavalla suoda-tuskammion 1 ja poistokammion 2 väliseen väliseinään. Syöttöputkessa 3 olevat kaasunsyöttöaukot sijaitsevat symmetrisesti syöttöputken 3 keskiakselin suhteen, jolloin 25 niitä voi olla keraamisten suodatinelementtien 5 lukumäärästä riippuen eri määrä. Reikien 4 halkaisija on pienimmillään suodatinelementtien 5 alapään kohdalla eli kaasun tulosuunnassa ja suurenee syöttöputkeen 3 etemissuunnassa niin, että lähinnä syöttöputken päätä olevat aukot ovat 30 suuria. Tällä tavalla saadaan kaasun paine ja virtaus säädetyksi syöttöputkesta ulospäin siten, että kaasua virtaa olennaisesti tasaisesti koko suodatinelementin 5 pituudelta suodatinelementtiin ja sen pinnan läpi. Tällöin kaasun sisältämät pölyhiukkaset kerääntyvät suodatinelementtien 5 35 pinnalle tasaisesti muodostamatta erillisiä paikallisia 4 87540 kerrostumia. Suodatinelementtien 5 sisäpuolelta poistokam-mioon 2 virranneet kaasut poistuvat poistokammiosta poistokanavan 7 kautta eteenpäin.Fig. 1 shows a particulate filter with a filtration chamber 1 and a purified gas discharge chamber 2. The gas to be cleaned is fed to the filter chamber via a gas supply pipe 3 acting as a supply channel, which is closed at its ends length at regular intervals. The ceramic filters 20, the inner part 6 of which communicates with the outlet chamber 2, are attached at their upper end to the partition wall between the filter chamber 1 and the outlet chamber 2 in a manner known per se. The gas supply openings in the supply pipe 3 are located symmetrically with respect to the central axis of the supply pipe 3, whereby there may be a different number of them depending on the number of ceramic filter elements 5. The diameter of the holes 4 is smallest at the lower end of the filter elements 5, i.e. in the direction of gas inlet, and increases in the direction of advance of the supply pipe 3 so that the openings closest to the end of the supply pipe are 30 large. In this way, the pressure and flow of the gas can be adjusted outwards from the supply pipe so that the gas flows substantially evenly over the entire length of the filter element 5 into the filter element and through its surface. In this case, the dust particles contained in the gas accumulate evenly on the surface of the filter elements 5 35 without forming separate local 4 87540 deposits. The gases flowing from the inside of the filter elements 5 to the outlet chamber 2 leave the outlet chamber through the outlet duct 7 onwards.

Kuviossa 2 on esitetty kuvion 1 mukaisen syöttöput-5 ken 3 poikkileikkaus kuvioon 1 merkityltä kohdalta A-A. Kuviossa 2 näkyy, kuinka kaasunsyötttöaukot 4 sijaitsevat symmetrisesti syötttöputken 3 keskiakselin suhteen, jolloin kaasua virtaa tasaisesti kaikista aukoista aukkojen suuntiin ja siten eri suodatinelementtien 5 pinnalle olen-10 naisesti yhtä tasaisesti.Fig. 2 shows a cross-section of the supply pipe 5 according to Fig. 1 at the point A-A marked in Fig. 1. Figure 2 shows how the gas supply openings 4 are located symmetrically with respect to the central axis of the supply pipe 3, whereby gas flows evenly from all openings in the directions of the openings and thus on the surface of the different filter elements 5 substantially evenly.

Kuviossa 3 on esitetty muilta osin kuviota 1 rakenteeltaan vastaava suodin, jonka vastaavat osat on numeroitu samalla tavalla. Siinä on kuitenkin syöttöputkeen muodostettu kaasunsyöttöuria 14, jotka laajenevat kaasun 15 virtaussuunnassa siten, että ura on kapein suodatinelementtien 5 alapäässä ja levenee tasaisesti suodatinelementtien yläpäähän eli kaasun virtaussuunnassa eteenpäin mentäessä. Tässä tapauksessa liuskamaisiksi muodostuvat syöttöputken seinämäosat on tuettu toisiinsa rengasmaisil-20 la tukielementeillä 15, jotka pitävät ne toisiinsa nähden liikkumattomina. Tässäkin tapauksessa syöttöputken 3 yläpää on suljettu, jotta kaasu ei virtaisi sieltä ulos, vaan tulisi virtausaukkojen 14 kautta ulos. Kuten kuvion 1 mukaisessa tapauksessa, voi virtausaukkoja tässäkin tapauk-25 sessa olla sijoitettu haluttu määrä niin, että suodatinelementtien 5 suhteen saadaan syöttöputken 3 ympärille tasaisesti jakautunut kaasuvirtaus. Erillisten tukirenkai-: den 15 sijaan voi tässä ratkaisussa myöskin syöttöputken seinämäliuskat kiinnittää toisiinsa syöttöaukkojen 14 30 poikki kulkevilla kiinnikkeillä tai hitsauksilla, joiden olemassa olon sinänsä ei millään tavalla vaikuta kaasuvir-taukseen tasaisuuteen olennaisesti.Fig. 3 shows a filter corresponding to the structure of Fig. 1 in other respects, the corresponding parts of which are numbered in the same way. However, it has gas supply grooves 14 formed in the supply pipe, which expand in the flow direction of the gas 15 so that the groove is narrowest at the lower end of the filter elements 5 and widens evenly at the upper end of the filter elements, i.e. in the gas flow direction. In this case, the wall parts of the supply pipe which form in the form of strips are supported on each other by annular support elements 15a which keep them immovable relative to one another. In this case too, the upper end of the supply pipe 3 is closed so that the gas does not flow out of it, but comes out through the flow openings 14. As in the case according to Fig. 1, in this case too the flow openings can be arranged in the desired number so that a gas flow is evenly distributed around the supply pipe 3 with respect to the filter elements 5. Instead of separate support rings 15, in this solution the wall strips of the supply pipe can also be fastened to each other by fasteners or welds running across the supply openings 14 30, the existence of which in itself in no way substantially affects the uniformity of the gas flow.

Kuviossa 4 on esitetty kuvion 3 mukaisen suodattimen syöttöputken 3 poikkileikkaus kohdasta B-B. Tässäkin 35 tapauksessa kaasunsyöttöurat 14 on muodostettu symmetri- 5 87540 sesti syöttöputken 3 akselin suhteen, jotta kaasuvirtaus saataisiin mahdollisimman tasaisesti syöttöputken ympäristöön ja siten suodatinelementtien 5 suhteen.Fig. 4 shows a cross-section of the filter supply pipe 3 of Fig. 3 from B-B. Also in this case 35, the gas supply grooves 14 are formed symmetrically with respect to the axis of the supply pipe 3 in order to obtain the gas flow as evenly as possible around the supply pipe and thus with respect to the filter elements 5.

Claims

6 87540

A method for feeding gas to a particulate filter comprising tubular filter elements (5), wherein the gas is led along the supply channel (3) outside the filter elements (5) of the particulate filter to the space between the filter elements (5), characterized in that the gas to be cleaned is ) so that the gas flow from the supply duct (3) to the filter elements (5) is substantially constant in the axial direction of the filter elements (5) along the length of the filter elements.

Method according to Claim 1, characterized in that the gas to be cleaned is fed into the space between the filter elements (5) along a supply channel (3) located substantially in the middle of the space and in that openings (4) of increasing cross-section are formed in the supply channel (3) to keep the gas flow outwards from the working duct (3) substantially constant along the length of the part of the duct (3) containing the openings (4).

An arrangement for carrying out the method according to claim 1, the arrangement comprising a supply channel (3) with at least one supply opening (4) located in the middle of the space 25 between the filter elements (5) of the particulate filter and parallel to the filter elements (5) for supplying gas outside the filter elements (5) that the end of the supply channel (3) is closed, that a number of supply openings (4) are formed in the supply channel (3) substantially symmetrically about its longitudinal axis and along the length of the filter elements (5) for conducting gas out of the supply channel (3) in its transverse direction; increases in the gas flow direction forward to keep the gas flow to the filter-35 elements (5) substantially constant along the length of the filter elements (5).

An arrangement according to claim 3, characterized in that the supply channel (3) is formed with rows of openings forming successive openings (4) in its axial direction, which are located substantially symmetrically with respect to the circumference of the supply channel (3).

Arrangement according to Claim 3, characterized in that a plurality of openings (4) are formed in the supply duct (3) which are substantially uniform in length along the length of the filter elements (5) and which have a cross-section in the direction of gas flow. 8 87540