NO149762B - Fremgangsmaate for aa styre renseforloepet ved rensing av sperrefilter av tekstil - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for å styre rense-forløpet ved rensing av filtermaterialet for sperrefilter av tekstil, som angitt i krav l's overbegrep.

Ved et vanlig styresystem styres et slangefilters rensesystem vanligvis av anleggets flens-til-flenstrykkfall. Både inn- og utløpsspjeldene og kanaltapene omfattes av flens-til-flenstrykkfallet. Rensingen settes igang når en grenseverdi for flens-til-flenstrykkfallet nås. Renseintervallet er således beroende av gassens støvkonsentrasjon. Metoden egner seg godt for prosesser hvor driftsbetingelsene, dvs. gass-strømmen, gasstemperaturen og støvkonsentrasjonen, er i det vesentlige konstant.

Ved varierende gasstrøm og støvkonsentrasjon er imidlertid det ovenfor beskrevne styresystem tilbøyelig til i sterk grad å styres av gasstrømmen, og separeringsteknisk er dette en klar ulempe. Da flens-til-flenstrykkfallet i hvert øyeblikk er proporsjonalt med gasstrømmen, kan rensingen settes igang, uten å være avhengig av støvbelegg på slangene, av kortvarige strømøkninger. Resultatet blir en overrensing,

dvs. at støvkaken ødelegges og filtermaterialet frilegges for gasstrømmen. Utslippet såvel som slangeslitasjen og slangens restmotstand øker fordi støvets finfraksjon lettere kan penetrere det frilagte filtermateriale.

Det motsatte driftstilfelle kan også forekomme, dvs. en høy støvkonsentrasjon og en lav gasstrøm, som resulterer i en kraftig vekstøkning av støvkaken uten at rensingen settes igang. Støvbeleggøkningen som sådan er derfor ikke tilstrek-kelig til at rensingen vil settes igang ved den lavere grenseverdi for gasstrømmen. Når gasstrømmen øker, settes rensingen umiddelbart igang, men renseeffekten (pulstrykket) er da imidlertid ikke tilpasset til den kraftigere støvkake. Resultatet blir at en rekke rensinger er nødvendige for å rense ned filteret, og dette fører til øket slangeslitasje og kortere levetid. I et ekstremt tilfelle kan det endog inn-treffe at anleggets driftspunkt forskyves til det øvre arbeidspunkt med det høyere trykkfall og den lavere gasstrøm. Det øvre arbeidspunkt er skjæringspunktet mellom systemets anleggs-kurve hhv. viftekurve. Når et pulsrenset filter omfattes av anlegget, får anleggskurven form av en skrått oppadrettet parabel med "spissen" svarende til den maksimalt mulige filterstrøm. Når det øvre arbeidspunkt er blitt nådd, må anlegget startes opp på ny for å komme tilbake til det

nedre arbeidspunkt med det lavere trykkfall og den høyere belastning.

Det er også kjent å styre renseforløpet for et slangefilter ved å sette igang rensepulsene med et fastsatt tids-intervall som da er avpasset slik at det gir den nødvendige rensing for et slikt driftstilfelle hvor belastningen er størst. Styringen skjer i dette tilfelle ved hjelp av en tidsuranordning. Det er åpenbart at når belastningen på filteret er under den maksimale, vil systemet kreve rensing selv når et rensebehov ikke foreligger, og dette vil føre til sterk slitasje av filtermaterialet og øket utslipp.

Det tas ved den foreliggende oppfinnelse sikte på å til-veiebringe et forbedret styresystem som ikke er beheftet med de ulemper som de kjente systemer er beheftet med. Dette oppnås ved de særtrekk som er angitt i krav l's karakteri-serende del.

Oppfinnelsen bygger således på den erkjennelse at rensesystemet skal styres av støvbelegget på filtermaterialet, som regel filterslangene, slik at rensing alltid settes igang med det samme støvbelegg på slangene uavhengig av variasjoner i gasstrømmen og variasjoner i støvkonsentrasjonen.

Patentkravene 2 og 3 angir en egnet fremgangsmåte hvor hensyn tas til gassens viskositet, hvilket er formålstjenelig i de tilfeller gassen som skal renses oppviser temperaturvariasjoner foruten strømvariasjoner.

Patentkravene 4-7 angir alternative måter å styre rensesystemets renseeffekt på ved å påvirke de parametre som er av betydning for renseeffekten.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet under henvisning til tegningen som viser et snitt gjennom et filteranlegg.

Ifølge tegningen er filterkammere 2 anordnet i et filter-hus 1. Kasetter 3 eller pakker med flere rekkerav slangefilter-slanger 4 er anordnet i filterkamrene. Den forurensede gass som skal renses, tilføres til filterhuset via en rågasskanal 5, og den rensede gass ledes bort fra filterhuset via en renluftskanal 6. Inne i filterhuset ledes rågassen via en kanal 7 til filterkantmerets rågassinnløp 8 og penetrerer der-efter filterslangene 4 mens støv avsettes på filtermaterialets-overflate. Den rensede gass ledes bort fra filterkammerets rengasside via et rengassutløp 9 til en utløpskanal 10 som er anordnet i filterhuset og står i forbindelse med renlufts-kanalen 6. Filteret ifølge tegningen omfatter en rekke filterkammere (ikke vist) som står i forbindelse med felleskanalene 7 og 10. Spjeldanordninger 11 og 12 er dessuten anordnet for om nødvendig å stenge filterkamrene for inspeksjon eller for utskiftning av filter etc. For dette formål anvendes en heise-anordning 13 for å løfte en kasett opp fra fiiterkammeret.

Det på tegningen viste høyre filterkammer er stengt med spjeldet 12. Det venstre filterkammer er i drift, hvilket fremgår av spjeldets 11 stilling, og gasstrømmen er markert med piler som viser strømningsretningen.

En renseanordning 14 er anordnet for å rense filterslangene. Denne omfatter ifølge den viste utførelsesform en trykktank 15 for rensemiddel, dvs. trykkluft, og en ventil 16 for til-førsel av rensemidlet til en fordelingskanal 17 som er for-synt med dyserør 18. Den på tegningen viste renseanordnings funksjon og utførelse er her ikke detaljert beskrevet, men det kan nevnes at den er av den type som er beskrevet i US patentskrift nr. 4033732. Rensingen oppnås ved at en trykk-puls rettes ned i slangen og gir filtermaterialet en akselera-sjons- og retardasjonsbevegelse, hvorved støvet løsner fra filtermaterialet og oppsamles i en støvlomme 19. Denne rense-prosess er godt utprøvet, og man har god kjennskap til de parametre som påvirker renseeffekten.

Ifølge oppfinnelsen styres rensesystemet på følgende

måte. Ved hjelp av en sonde 20 som er anordnet i røkgass-kanalen 5, måles det totale trykk for gassen og det statiske trykk, hvorved gassens dynamiske trykk og variasjonen i dette med tiden kan registreres av trykktransmitteren 21.

Da det dynamiske trykk er en funksjon av gasstrømmen, fås således et mål for gasstrømvariasjonen, og med kjennskap til det aktuelle kanalareal og det totale areal av filtermaterialet kan filterbelastningen vf fås som utgangssignal fra trykksenderen 21. Filterbelastningen er pr. definisjon således kvotienten mellom gasstrømmen (m 3/s) og filterarealet (m 2), og ved vanlige tillempninger av den foreliggende fremgangsmåte oppgår vf til mellom 0,02 og 0,06 m/s.

Et trykkavfølende organ 22 er anordnet i filterkammerets rågasside (rågassinnløpet 8), og det avfølte trykk overføres til en trykksender 23. Et annet trykkavfølende organ 24 er anordnet ved filterkammerets rengassutløp 9,

og det avfølte trykk overføres likeledes til trykksenderen

23 hvori trykkforskjellen pf dannes og blir til et utgangssignal fra trykksenderen. Trykkforskjellen pf utgjør således det aktuelle trykkfall over filtermaterialet. p^ varierer ved vanlige tillempninger av den foreliggende fremgangsmåte fra 0,75 til 2,5 kPa. Utgangssignalene fra trykk-senderne 21 og 23, dvs. v^ og p^, ledes til en elektronikk-enhet 25 for videre bearbeiding. Ifølge oppfinnelsen beregnes her filtermotstanden S som er definert som kvotienten mellom trykkfallet over filtermaterialet p^ og filterbelastningen vf. Vanlige verdier for S er 15-50 kPa/(m/s). Utgangs-signalet S fra elektronikkenheten overføres til en grenseverdienhet 2 6 hvori en sammenligning med en normverdi So for filtermotstanden utføres, og. fra denne grenseverdienhet av-gis et signal C for filterrensing når filtermotstanden S har steget til den innstilte normverdi So. Signalet c overføres til en styreelektronikkenhet 29 som til rensesystemet 14 avgir de nødvendige signaler for utførelse av rensingen. Således startes en trykkluftkompressor, og dessuten påvirkes en elektromekanisk ventil som via en pilotventil åpner ventilen 16 og dermed setter igang renseforløpet.

Det forekommer ofte prosesser hvor gassens temperatur varierer sterkt med tiden. Derved forandres også gassens viskositet, og dette påvirker trykkfallet over filtermaterialet uten at støvkaken som er blitt avsatt på filtermaterialet, er blitt forandret. Da det er grunntanken ved oppfinnelsen at bare støvbeleggets størrelse skal påvirke styringen av rensesystemet, omfatter oppfinnelsen en gunstig fremgangsmåte for ved temperaturvariasjoner, og derved viskositetvariasjoner,

i gassen å normere beregningen av filtermotstanden i forhold til en referansetemperatur To. Dette utføres ved at et tem-peraturavfølende organ 27 avføler gassens temperatur og via en' sender 28 overfører verdien av gassens absolutte tempera-

tur T til elektronikkenheten 25. Ved beregninger av filter-motstand S multipliseres her kvotienten Pf/V£ med (To/T)<a>, hvor To er en referansetemperatur i K og T den aktuelle temperatur i °K. a er en konstant som ved temperaturer under 200°C har verdien 0,76.

Ifølge oppfinnelsen styres renseforløpet ved at en eller annen av de parametre som er av betydning for virkningen av renseforløpet, påvirkes. Den mest nærliggende metode for den praktiske, utførelse av den foreliggende oppfinnelse er at renseeffekten styres ved at renseintervallet påvirkes eller ved at tidsintervallet mellom rensepulsene påvirkes.

Det kan i denne sammenheng påpekes at rensingen av en kasett med filterslanger som regel finner sted rad for rad og at man med begrepet renseintervall mener den tid som går med fra rensingen av en eller annen av filterradene i kasetten påbegynnes og inntil samtlige filterrader er blitt renset og neste renseomgang blitt påbegynt. En renseomgang kan således innebære en hurtig gjennomrensing av filterpakken, og tiden frem til neste renseintervall styres således. I det annet tilfelle utføres rensingene rad for rad og uten opphold når kasetten er blitt gjennomrenset, og man påvirker isteden tiden mellom rensepulsene. Ved kraftig støvavsetning på filtermaterialet vil rensing settes igang med korte tidsintervaller, og ved svak støvavsetning blir de tilsvarende tidsintervaller lange.

Da renseeffekten beror på rensemidlets eller rensepulsens trykk, slik at et høyt trykk gir en kraftigere renseeffekt enn et lavt trykk, kan rensepulsens trykk ifølge en alternativ utførelsesform av den foreliggende fremgangsmåte påvirkes for regulering av renseeffekten. I dette tilfelle er det gunstig at tidsintervallet mellom trykkpulsene er konstant, og før hver rensing avgir systemet et signal som påvirker rensetrykket slik at den kommende rensepuls er nøyaktig så kraftig som nødvendig for å oppnå den nødvendige rensing. Selve styringen av pulstrykket kan utføres på for-skjellige måter, f.eks. véd å styre tanktrykket, hvilket er åpenbart for fagmannen. Ifølge en ytterligere alternativ utførelsesform av den foreliggende fremgangsmåte kan rensepulsens renseeffekt styres ved å påvirke dens varighet. Dersom pulsen avbrytes tidlig, fås en redusert renseeffekt sammenlignet med om pulsen får virke fullstendig. I praksis kan dette oppnås ved at signalets C varighet varieres.

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet ved hjelp av det neden-stående eksempel.

Eksempel

Et forsøk ble utført med et slangefilteranlegg som renset gass fra en elektrisk lysbueovn. Ved slike anlegg varierer gasstrømmen betraktelig under driften, og dessuten varierer temperaturen. Strømmen gjennom filteret varierte mellom 300000 Nm3/h og 440000 Nm3/h og temperaturen mellom 20°C og 100°C. Filteranlegget omfattet fire seksjoner hver med 336 slanger, og hver slange hadde en lengde av 5 m og en diameter av 0,127 m. Det sammenlagte filterareal utgjorde 2688 m 2. Sammenlignet med vanlig drift medførte drifts-metoden ifølge oppfinnelsen at det gjennomsnittlige renseintervall ble øket med 33%, fra 1,25 til 1,65 minutter. I det tilfelle at hensyn også ble tatt til gassens temperatur-variasjon, ble renseintervallet øket ytterligere fra 1,65

til 1,85 minutter.

Fordelene som oppnås ved anvendelse av den foreliggende oppfinnelse sammenlignet med vanlig teknikk kan sammenfattes som følger: Rensing av filterslangene finner alltid sted ved et visst støvbelegg på slangene, og dette medfører at overrensing med øket slangeslitasje unngås. Slangene får derved en øket levetid. Det samlede utslipp for filteranlegget minsker da ingen slanger blir overrenset og en støvkake alltid er tilbake på filtermaterialet. Derved hindres også dypinntrengning av fint støv i filtermaterialet, og dette gir en lavere restmotstand og derved et lavere gjennomsnittlig trykkfall over filterslangene. Dette innebærer en vesentlig energibesparelse i form av minsket vifteinnsats. Det minskede antall rensinger medfører dessuten at energiforbruket for selve rensesystemet minsker.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for å styre renseforløpet ved rensing av filtermaterialet for sperrefilter av tekstil, fortrinns-vis av slangefiltertypen, hvor den forurensede gass tilføres et filterkammer via et rågassinnløp og passerer det i filterkammeret anbragte filtermateriale under avsetning av støv på dette og avledes fra filterkammeret via et rengassutløp, idet renseforløpet oppnås ved at filtermaterialet utsettes for en trykkluftpuls fra et rensesystem som styres av et styresystem som ved hjelp av et måleorgan avføler trykkfallet (p^ over f iltermaterialet, karakterisert ved at styresystemet også av-føler filterbelastningen (v^) som utgjøres av kvotienten mellom gasstrømmen og filterarealet, og danner kvotienten mellom p^ og v^, dvs. filtermotstanden (S), som ved sammenligning med en normverdi (S0) for filtermotstanden gir et signal for styring av i det minste én av de parametre som påvirker rensesystemets renseeffekt på filtermaterialet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at styresystemet med temperaturavfølende organ måler gassens absolutte temperatur (T) og korrigerer filtermotstanden med hensyn til den aktuelle gasstemperatur ved den relasjon som bestemmer gassens viskositetsendring i forhold til en referansetemperatur (T ).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at korrigeringen skjer ved. beregning av produktet av kvotienten p^/v^ og (T /T)a hvor Tq er referansetemperaturen i K og a er en konstant som ved gasstemperaturer under 473 K har verdien 0,76.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at renseintervallet påvirkes.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at rensesystemets rense effekt styres av styresystemet ved at tidsintervallet mellom rensepulsene påvirkes.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at rensesystemets renseeffekt styres av styresystemet ved at rensepulsens rensetrykk påvirkes.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at rensesystemets renseeffekt styres av styresystemet ved at rensepulsens varighet påvirkes.