TW201412375A - 過濾模組及包含此模組的過濾系統 - Google Patents

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Abstract

一種過濾模組，特別是用於氣體過濾目的，其為包括過濾模組的過濾系統提供提高的每體積過濾面積比率和過濾系統中的高組裝密度。該過濾模組包括一個或多個塊狀單元，以及在塊狀單元的排放側處的清潔氣體收集和排放裝置，每個塊狀單元包括多個過濾元件和清潔氣體管道。過濾元件具有縱向的、多孔的管狀壁部分，並具有用作未淨化氣體入口的開放的第一端，和封閉的第二端，其中所述過濾元件于它們的管狀壁部分共同延伸並平行定向地佈置，它們的開放端都位於用作其輸入側的過濾模組的一側。清潔氣體管道與過濾元件基本共同地延伸並與過濾元件平行地定向，而且規則地插置在過濾元件之間，所述清潔氣體管道在一端開放以形成清潔氣體出口，並且在它們的相對端封閉，清潔氣體管道的封閉端位於過濾模組的輸入側，而清潔氣體管道的開放端靠近與過濾模組的輸入側相反的、過濾模組的排放側。過濾元件的所述開放端和清潔氣體管道的所述封閉端形成塊狀單元的輸入側表面，並且其中清潔氣體管道的所述開放端和過濾元件的所述封閉端形成塊狀單元的排放側表面。所述清潔氣體收集和排放裝置橫跨所述一個或多個單元的清潔氣體管道的所有清潔氣體出口延伸，所述清潔氣體收集和排放裝置包括與清潔氣體管道的所述清潔氣體出口流體聯通的一個或多個清潔氣體槽道，其沿著橫向於所述排放側表面的豎直方向的方向將來自清潔氣體管道的開放端的清潔氣體流偏轉和引導到過濾模組的清潔氣體排放開口。

Description

過濾模組及包含此模組的過濾系統
本發明涉及一種過濾模組，特別是用於氣體過濾目的，並涉及包括本發明的過濾模組的過濾系統。
用於氣體過濾、特別是用於熱氣體過濾工藝的過濾模組在現有技術中以各種構型被公開。
美國專利US 5,482,537 A公開了在包括外部直立容器和內部直立容器的元件中過濾高溫氣體，例如來自流化床反應器的高溫氣體，該內部容器合併不透氣周邊壁，該不透氣周邊壁將外部容器中的氣體體積分為清潔氣體體積及未淨化氣體體積。大量單塊陶瓷過濾模組安裝在設置於內部容器的周邊壁中的開口中，並允許清潔氣體從髒氣體體積經過濾模組流到清潔氣體體積。清潔氣體經由清潔氣體出口從清潔氣體體積排出。過濾模組為蜂窩結構，其過濾單元和清潔氣體管道在水準方向上定向。
美國專利US 5,593,471 A公開了一種灰塵收集設備，其包括具有入口和出口的殼體和容納在其中的一個或多個過濾模組。該過濾模組具有蜂窩結構並沿豎直或水準方向佈置。過濾模組的清潔氣體管道通到殼體內的封閉室中。該封閉室包括清潔氣體出口，該清潔氣體出口與殼體的出口流體連接。該設備還包含反吹回洗裝置，用於在回洗操作中輸送高壓 氣體至封閉室以便清潔過濾模組的過濾元件。
根據另一途徑，管狀濾燭形式的過濾模組用於熱氣體過濾，例如在WO 00/62902 A1中公開的。過濾容器包括管板，該管板將容器內部分為未淨化氣體室和清潔氣體室。管板包括在其一端容納濾燭的開口。濾燭從管板懸垂至未淨化氣體室中。過濾容器還包括回洗系統，用於從濾燭分離在過濾過程中累積的顆粒物質。
在熱氣體過濾中，處理大量氣體需要相當大的過濾面積。
典型的現有熱氣體過濾系統使用陶瓷或金屬材料製成的濾燭。這些濾燭的過濾面積受限，因此對於較大體積流量，需要在殼體內併入幾千或幾萬個濾燭。
這需要非常大的過濾容器或幾個容器平行作業。對於每小時體積流量約1百萬m3或更大，使用2或3m長的陶瓷或金屬濾燭不再夠用。
本發明的目的是提供一種過濾模組和包括該模組的過濾系統，其具有改進的過濾系統的每體積過濾面積率和在過濾系統中的高組裝密度。
本發明用具有如申請專利範圍第1項之特徵的過濾模組來達到該目的。
本發明的關鍵元素在於設置有清潔氣體收集和排放裝置的、過濾元件和規則插置的潔氣體管道的蜂窩結構，該清潔氣體收集和排放裝置橫跨所有清潔氣體管道的清潔氣體出口延伸。在過濾元件的封閉端，即，過濾模組的排放側，清潔氣體流被橫向於所述單元的排放側表面 的豎直方向偏轉和導向。來自所有清潔氣體管道的清潔氣體流的偏轉和導向基本上是一致的。清潔氣體管道的所述清潔氣體出口與清潔氣體收集和排放裝置流體連通。這使得過濾模組具有非常高效和緊湊的結構。
較佳地，清潔氣體開口設置在過濾模組的側面。
過濾元件的管狀壁部分和可選的過濾元件的封閉端部和/或本發明的過濾模組的清潔氣體管道較佳地由陶瓷、金屬和/或聚合物材料製成。多孔結構可通過燒結該材料的顆粒和/或纖維製成。
過濾模組可包括平行佈置並在它們的側面處彼此相連的兩個或多個塊狀單元的多塊結構，所述兩個或多個塊狀單元例如通過將各個塊狀單元膠粘、焊接或燒結到一起或通過將各個塊狀單元容納在共同的框架結構中而彼此相連。在框架結構中的塊狀單元彼此密封，以便於避免從模組的輸入側到清潔氣體收集和排放裝置的旁路。
在多塊式的實施例中，在塊狀單元由陶瓷材料製成的情況中，特別較佳地是使用框架結構容納各個塊狀單元。
較佳地，框架結構由金屬製成。
包含框架結構以容納多個塊狀單元的實施例較佳地具有設置為框架結構的一部分的清潔氣體收集和排放裝置。
清潔氣體收集和排放裝置典型地基本上橫跨過濾模組的一個或多個塊狀單元的整個排放側延伸。較佳地，清潔氣體收集和排放裝置的排放端大致與過濾模組的側壁齊平。
而且，塊狀單元可佈置成背靠背，即，它們的排放側彼些面對，並共用一個共同的清潔氣體收集和排放裝置。
較佳地清潔氣體收集和排放裝置偏轉和導向清潔氣流的橫向方向可定向成與排放側表面的豎直方向成約30°或更大的角度，更佳地約60°或更大，特別較佳地約90°。
在一個較佳實施例中，該偏轉角度通過橫跨過濾模組的塊狀單元的排放側延伸的清潔氣體收集和排放裝置的槽道的一個壁或多個壁的定向來限定。
過濾元件的管狀壁部分的較佳軸向長度範圍從約10到300mm，更佳地從約30到約150mm。管狀壁部分的優選軸向長度允許在脈衝反吹(back-pulsing)時從過濾元件有效排放顆粒物質，即便是在過濾元件的縱向軸線處於水準定向時。
較佳地，清潔氣體收集和排放裝置的槽道的該一個或多個壁設置在距塊狀單元的排放側表面一定距離(間隙)處，該距離是過濾元件的管狀壁部分的長度的從大約0.1倍到約0.7倍，更佳地從約0.3到約0.5倍。
在塊狀單元的排放側表面設置有保險絲(safety fuse)元件時，該距離(間隙)從保險絲元件的下游表面而不是由排放側表面確定。
在多個塊狀單元背靠背佈置的情況中，相應的另一塊狀單元的排放側表面形成這個或這些壁，並在一個方向上界定清潔氣體收集和排放裝置。典型的，由於清潔氣體收集和排放裝置接收較大量的清潔氣體，因此以背靠背佈置的兩個塊狀單元的相應的排放側表面間的距離(間隙)優選是在過濾元件的管狀壁部分的長度的約0.2到約1.4倍的範圍內。更較佳地，該距離(間隙)是在過濾元件的管狀壁部分的長度的約0.6到約1倍 的範圍內。
較佳地，處於背靠背佈置的塊狀單元佈置成其排放側面處於平行定向。則離開清潔氣體管道的清潔氣體的偏轉角度為約90°。
然而，處於背靠背佈置的塊狀單元可以使得它們的排放側面佈置成偏離平行定向。然而，用於離開清潔氣體管道的清潔氣體的偏轉角度較佳地為約30°或更大，更較佳地為約60°或更大。
通常使用的顆粒尺寸具有約為1到450μm的平均尺寸。通常使用的纖維具有從約1到約400μm的平均直徑和從約1到約50mm的平均長度。
塊狀單元的輸入側每10cm2橫截面積的過濾元件的數量優選從約1到約100，更較佳地從2個到約10個。典型的，每10cm2橫截面積提供相同數量的清潔氣體管道。
較佳地，清潔氣體管道由三個或更多個過濾元件的管狀壁部分的縱向段所限定，即，過濾元件的壁部分形成清潔氣體管道的壁。無需額外的結構來構成清潔氣體管道。
更較佳地，相鄰的過濾元件的管狀壁部分彼此直接接觸，在它們的封閉端和開放端之間限定了清潔氣體管道。
過濾元件的管狀壁部分的橫截面可以為多邊形，特別是矩形，更較佳地為正方形、圓形或卵形。
管狀壁部分的橫截面積對應于邊長約3到約20mm的、較佳地約5到約10mm的正方形的面積。對應的橫截面積也優選用於設計有其他矩形、卵形或圓形橫截面的過濾元件。
過濾元件的管狀壁部分的長度相當於約300mm或更小，較佳地約30到約200mm，更佳地約50到150mm。
較佳地，管狀壁部分和可選的過濾元件的封閉端和/或清潔氣體管道具有約0.1到約150μm的孔徑尺寸，更佳地約1到約100μm，最較佳地約2到約10μm。
管狀壁部分和可選的過濾元件的封閉端和/或清潔氣體管道的平均孔隙率按體積在從約25到約90%的範圍內。
根據本發明的過濾模組的另一實施例，過濾元件的管狀壁部分相對於輸入側表面的豎直方向優選佈置在從約10°到約60°的角度，更佳地佈置在從約30°到約60°的角度。在本發明的過濾模組操作過程中輸入側表面典型的處於豎直方向。
本發明的過濾模組優於現有技術的優點特別在於，當這種過濾元件容納於殼體中時，它們能夠在佔用的每立方米上提供高的表面積。
根據本發明的優選的過濾模組在每m3殼體體積部分提供約40m2或更多的表面積，較佳地每m3殼體體積部分提供約60m2或更多的表面積。在計算該比率時，僅考慮當過濾模組在殼體中設置成完全可操作並準備使用時由過濾模組佔用的殼體體積部分。
本發明還涉及包括一個或多個本發明過濾模組的過濾系統。
本發明的過濾系統典型地包括容納一個或多個過濾模組的殼體，並較佳地包括分別用於未淨化氣體和清潔氣體的共同的輸入和/或排放槽道。
較佳地，過濾模組的清潔氣體收集和排放裝置通過它們的排 放端將清潔氣體直接排放至系統的共同的清潔氣體排放槽道中。
圖1A 具有相應表徵的本發明的過濾模組的第一實施例；圖1B 圖1A的本發明的過濾模組的修改；圖2 具有相應表徵的本發明的過濾模組的第二實施例；圖3 具有相應表徵的本發明的過濾模組的第三實施例；圖4A到4C 在第一實施例中的根據本發明的過濾系統及其細節；圖5A到5C 在示意圖中的根據本發明的系統的第二實施例及其細節；和圖6A到6C 在示意圖中的根據本發明的系統的第三實施例及其細節。
圖1A示出根據本發明第一實施例的過濾模組10。
過濾模組10包括一個塊狀單元12，該塊狀單元12包括具有縱向的、多孔的管狀壁部分16的多個過濾元件14，該多個過濾元件14具有開放端18和封閉的第二端20。管狀壁部分16具有正方形的橫截面，並與多個清潔氣體管道22一起佈置成棋盤圖案，所述多個清潔氣體管道22基本上與過濾元件14共同延伸，並定向成平行於過濾元件14，而且規則地插置在過濾元件14之間。清潔氣體管道22在其一端24開放，在其另一端26封閉。過濾元件的開放端18和清潔氣體管道的封閉端26在過濾模組10的上游或輸入側表面28上形成第一棋盤圖案。過濾元件14的封閉端20和清潔氣體管道的開放端24的棋盤圖案設置在塊狀單元12的相對面或下游面 30。該面30是塊狀單元12的排放側表面。過濾元件14的管狀壁部分16為具有一定平均孔徑尺寸的多孔材料，例如燒結陶瓷材料、燒結金屬材料或燒結聚合物材料。壁部分16同時沿其長度方向限定了清潔氣體管道22。
進入過濾模組10的輸入側28的未淨化氣體流入過濾元件14的開放端，穿過它們的多孔管狀壁部分16，並且清潔氣體接收在清潔氣體管道22內，並從那裏在塊狀單元12的排放側表面30處排放。
在塊狀單元12的排放側表面上，以槽道的形式設置有清潔氣體收集和排放裝置32，該槽道具有封閉的後壁和三個封閉的側面。該槽道在圖1A中的前面示出的面34處開放，提供過濾模組10的清潔氣體排放開口36。
由清潔氣體收集和排放裝置32的槽道接收的清潔氣體偏轉約90°並橫向於過濾模組10的排放側的豎直方向被導向(換句話說，基本上平行於過濾模組10的排放側)。
清潔氣體通過開口36離開過濾模組10。槽道32的封閉後壁到單元12的排放側表面的距離(間隙h)較佳地相當於過濾元件14的管狀壁部分16的軸向長度的約0.3到0.5倍。
為了便於在過濾系統的殼體內安裝過濾模組10，過濾模組10在其前側面包括向外凸出的凸緣38。
根據本發明，較佳地過濾元件14的管狀壁部分的長度限定至約300mm或更小，這令人意想不到地使得過濾模組和它的過濾元件非常容易清除在過濾操作中收集在管狀壁部分16上的顆粒物質。
過濾模組10的側表面優選由金屬框架結構40所覆蓋，該金 屬框架結構40可以合併清潔氣體收集和排放裝置32。在其中一個側面(在圖1B中的前表面)上，框架結構40也設置有凸緣38和開口36。
圖1B示出了圖1A中過濾模組10的修改的濾器模組42。因此，相同的部件用與圖1A中使用相同的附圖標記表示。除了已經參考圖1A描述的部件外，過濾模組42包括覆蓋清潔氣體管道22的出口的盤形元件形式的保險絲44。保險絲44基本上與排放側表面共同延伸。在一個或多個過濾元件(例如，它們的管狀壁部分)失效時，在未先經過保險絲44的情況下，沒有過濾並穿入清潔氣體管道的未淨化氣體無法到達清潔氣體收集和排放裝置32。
槽道32的封閉後壁到單元12的保險絲44的下游表面的距離(間隙h)優選相當於過濾元件14的管狀壁部分16的軸向長度的約0.3到0.5倍。
當清潔氣體離開保險絲44的下游側時，由清潔氣體收集和排放裝置32接收清潔氣體。清潔氣體流因而偏轉90°並平行於過濾模組42的排放側被導向。
圖2示出了根據本發明的過濾模組50的第二實施例。
過濾模組50包括一個塊狀單元52，該塊狀單元52包括具有縱向的、多孔的管狀壁部分56的多個過濾元件54，該多個過濾元件54具有開放端58和封閉的第二端60。管狀壁部分56具有正方形的橫截面，並與多個清潔氣體管道62一起佈置成棋盤圖案，所述多個清潔氣體管道62基本上與過濾元件54共同延伸，並定向成平行於過濾元件54，而且規則地插置在過濾元件54之間。清潔氣體管道62在其一端64開放，在其另一端 66封閉。過濾元件的開放端58和清潔氣體管道62的封閉端66在過濾模組50的上游或輸入側表面68上形成第一棋盤圖案。過濾元件54的封閉端60和清潔氣體管道62的開放端64的棋盤圖案設置在塊狀單元52的下游側或相對面70。該面70是塊狀單元52的排放側表面。過濾元件54的管狀壁部分56為具有一定平均孔徑尺寸的多孔材料，例如燒結陶瓷材料、燒結金屬材料或燒結聚合物材料。壁部分56同時沿其長度方向限定了清潔氣體管道62。
進入過濾模組50的輸入側68的未淨化氣體流入過濾元件54的開放端，穿過它們的管狀壁部分56，並且清潔氣體接收在清潔氣體管道62內，並從那裏在塊狀單元52的排放側表面70處排放。
在塊狀單元52的排放側表面70上，以單個槽道的形式設置有清潔氣體收集和排放裝置72，該槽道在三個側表面上封閉並在圖2中示出的前表面74開放。當進入清潔氣體收集和排放裝置72時，清潔氣體流偏轉約90°並橫向於過濾模組50的排放側的豎直方向被導向。
槽道72的封閉後壁到單元52的排放側表面的距離(間隙h)較佳地相當於過濾元件54的管狀壁部分66的軸向長度的約0.3到0.5倍。
清潔氣體通過所述前表面74的開口76離開過濾模組50。為了便於在過濾系統(這裏未示出)的殼體內安裝過濾模組50，過濾模組50在其前側面74上包括向外凸出的凸緣78。
根據本發明，較佳地過濾元件54的長度限定至約300mm或更小，這令人意想不到地使得過濾模組和它的過濾元件非常容易清除在過濾操作中收集在管狀壁部分56上的顆粒物質。
與圖1的過濾模組10相比，圖2的過濾模組50的過濾元件54和清潔氣體管道62佈置在相對于水準方向略微傾斜的定向。
在操作中，由於過濾元件54的管狀壁部分56的傾斜構型，可以使得過濾元件54的內部空間更容易地清除在過濾操作中所積累的顆粒物質。管狀壁部分的縱向軸線與輸入表面的豎直方向所成的角度相當於約25°。
由於塊狀單元52內的過濾模組54的傾斜構型，每體積的過濾面積比率稍稍降低。然而，其通過過濾模組50的改善的再生性能得到補償，這最終使種類型的過濾模組50與過濾模組10相比具有更長的迴圈時間(cycle time)。
圖3以過濾模組100的形式示出了根據本發明的第三實施例。過濾模組100包括兩個背靠背佈置的塊狀單元102、104，所述塊狀單元具有與圖1的過濾模組10的單元相同的基本結構。
塊狀單元102、104均包括具有縱向的、多孔的管狀壁部分114、116的多個過濾元件110、112，該多個過濾元件110、112具有開放端118、120和封閉的第二端122、124。管狀壁部分114、116具有正方形的橫截面，並與多個清潔氣體管道126、128一起佈置成棋盤圖案，所述多個清潔氣體管道126、128與過濾元件110、112基本共同延伸，並定向成平行於過濾元件110、112，而且規則地插置在過濾元件110、112之間。清潔氣體管道126、128在其一端130、132開放，另一端134、136封閉。過濾元件110、112的開放端118、120和清潔氣體管道126、128的封閉端134、136在塊狀單元102、104的輸入側表面140或上游形成第一棋盤圖案。過濾元 件110、112的封閉端122、124和清潔氣體管道126、128的開放端130、132的棋盤圖案設置在塊狀單元102、104的相對面142、144。這些面142、144是塊狀單元102、104的排放側表面。過濾元件110、112的管狀壁部分114、116為具有一定平均孔徑尺寸的多孔材料，例如，燒結陶瓷材料、燒結金屬材料或燒結聚合物材料。壁部分114、116同時沿它們的長度方向限定了清潔氣體管道126、128。
進入過濾模組100的輸入側140的未淨化氣體流入過濾元件110、112的開放端118、120，穿過它們的管狀壁部分114、116，清潔氣體由清潔氣體管道126、128接收並從那裏在塊狀單元102、104的排放側表面142、144處排放。
在塊狀單元102、104的排放側表面142、144處，設置有共同的清潔氣體收集和排放裝置150，該共同的清潔氣體收集和排放裝置150由排放側表面142、144和三個封閉的側表面所限定。裝置150在圖3中示出的前面152處開放，並提供過濾模組100的排放開口154。
由清潔氣體收集和排放裝置150接收的清潔氣體偏轉90°，平行於單元102、104的排放側表面的被引導，並且清潔氣體通過開口154離開過濾模組100。
為了便於在過濾系統的殼體內安裝過濾模組100，過濾模組100在它們前面156上包括向外凸出的凸緣158。
根據本發明，較佳地過濾元件110、112的管狀壁部分的長度限定至約300mm或更小，這令人意想不到地使得非常容易清除過濾模組和它的過濾元件在過濾操作中收集在管狀壁部分114、116上的顆粒物質。
在脈衝反吹後，過濾模組100可重新在過濾系統的過濾模式中工作而不必從過濾系統中拆下來。
然而，與圖1A的過濾模組10相比，圖3的過濾模組100具有兩個以背靠背構型佈置的塊狀單元102、104，這樣過濾元件的封閉端彼此面對，並且清潔氣體管道的開放端也彼此面對。
選擇地，背靠背定向的塊狀單元的排放側表面可設置有如結合圖1B所描述的保險絲元件。
因此，一個共同清潔氣體收集和排放裝置150足夠用於沿朝向過濾模組100的前側表面156的方向收集和排放由塊狀單元102、104所提供的清潔氣體，在過濾模組100的前側表面156處，清潔氣體離開開口152從而從包括這些塊狀模組100的過濾系統排放。排放側表面之間的距離(間隙)通常大於結合圖1和2描述的清潔氣體收集和排放裝置的間隙，因為同時從兩個塊狀單元接收清潔氣體。
通常，如上文所述，本發明的過濾模組以容納在共同的殼體中的多個過濾模組的形式來使用。這種情形在圖3中示意示出。
圖1和圖2的過濾模組10和50可以容易地設置在這樣的構型中，即前表面28、68都面向同一方向，例如，朝向相鄰過濾模組的清潔氣體收集和排放裝置的槽道的後壁。在脈衝反吹時，從過濾元件分離的顆粒物質可以容易地從包括這種過濾元件10或50的過濾系統中丟棄和去除。
在如圖3所示的過濾模組100的佈置中必須採取預防措施。
在脈衝反吹時，在過濾模組100的佈置中，可能會發生兩個過濾模組的交叉污染，因而，較佳地在兩個過濾模組100的輸入面之間佈 置分隔板160。
圖4A示出根據本發明的過濾系統200的第一實施例。該過濾系統200包括細長的箱形構型的殼體202。殼體202支撐在基礎框架203上。
在箱形殼體202中，兩排多個過濾模組堆疊204、204’、204’’…和206、206’、206’’…佈置成兩排過濾模組的排放開口面向相反的方向。沿著箱形殼體202的縱向軸線，這些堆疊彼此相距一定距離而平行地佈置(參考圖4B和4C)。
分別在過濾模組204a、b、c、d和206a、b、c、d的各個堆疊204、206中，可以通過將過濾模組膠粘、焊接或燒結在一起或者將它們安裝在框架中而使得過濾模組彼此相互固定。
在過濾系統200的示例性佈局中，過濾模組204a、206a的輸入側可以具有1500mm的長度和1000mm的高度，過濾模組的深度可以是約200mm。這種過濾模組可以例如包括24個塊狀單元，並且塊狀單元的輸入側表面可具有250mm×250mm的尺寸，過濾元件的管狀壁部分的長度為約140mm。清潔氣體收集和排放槽道的間隙h將相當於約60mm。
過濾模組的兩個相鄰堆疊204和204’或206和206’之間的距離例如可以設置到約100mm。
殼體在其頂表面上包括未淨化氣體供給槽道208，該未淨化氣體供給槽道208將未淨化氣體輸入到殼體202及其堆疊的過濾模組204、206。未淨化氣體供給槽道208可以具有從圖4A前部所示的前端到位於系統200的後端214處的遠封閉端逐漸減小的橫截面積。
在縱向的兩側面上，殼體202都包括清潔氣體排放槽道210、212，該清潔氣體排放槽道210、212在系統200的後端214處開放，在那裏可以排放清潔氣體。
為了容納從該多個過濾模組堆疊204、206接收的沿著殼體202縱軸線增加量的清潔氣體，清潔氣體排放槽道210、212的橫截面沿著系統200的後端214的方向逐漸增加。
根據一個變體，當過濾模組堆疊204、206必須更換時，清潔氣體排放槽道210、212可以被整個去除。代替地，如圖4A所示，清潔氣體排放槽道210、212可以設置有多個門216，這些門216允許接近過濾模組並更換過濾模組而沒有完全去除清潔氣體排放槽道210、212。
系統200合併通過管260接收反吹脈衝(back-pulsing)氣體的反吹脈衝設施，管260僅僅示意示出。圖4A僅僅示出管260，該管260將反吹脈衝氣體提供到堆疊204的過濾模組用於使其再生。需要相應的管(未示出)用於再生堆疊206。
從反吹脈衝氣體管260伸出的多個反吹脈衝供給管264將反吹氣體引導到多個過濾模組堆疊204、204’、204’’…。
通過清潔氣體開口供給到堆疊的各個過濾模組204a、204b、204c、204d和206a、206b、206c、206d的反吹脈衝壓力將在過濾操作期間收集的顆粒物質從這些過濾模組的過濾元件上分離。
在脈衝反吹期間排放的顆粒物質收集在佈置於殼體202底部的錐形灰塵收集器262中。
在圖5A中，本發明的過濾系統300的第二實施例示出為包 括基本上由圓筒形壁部分304構成的殼體302，該圓筒形的壁部分304在其上端由圓頂形的蓋306封閉，並在其下端連接到錐形的收塵收集器308。
殼體302由管板314分成未淨化氣體室310和清潔氣體室312，該管板314在圓筒壁部分304的上端橫跨圓筒壁部分304的整個橫截面。
通過輸入氣體入口316可接近未淨化氣體室310，未淨化氣體通過該輸入氣體入口316被引入未淨化氣體室310。
殼體302的圓頂形部分306包括清潔氣體出口318，通過該清潔氣體出口318可以排放清潔氣體。
管板314包括多個矩形開口320，所述矩形開口320容納根據本發明的多個燭式過濾模組330。
在圖5B中更詳細地示出燭式過濾模組330，該過濾模組330在它們的上端包括向外延伸的周邊凸緣332，該周邊凸緣332用於將過濾模組330以向下懸垂的方式安裝到管板314的開口320中。
單個過濾模組330包括相互堆疊的五個塊狀單元334、335、336、337和338，它們的輸入側都面向圖5B中示出的左邊。塊狀單元334至338大致具有與圖1中示出的相同的構造，因此這裏省略這方面的更詳細的說明。塊狀單元334至338可以組裝在共同的框架結構344中，該共同的框架結構344將多個單元保持在一起並提供共同的清潔氣體槽道340。該共同的框架結構344的頂表面可以整體地合併該凸緣332並提供開口342。
在與輸入側表面相對的排放側表面上，塊狀單元334至338由共同的清潔氣體收集和排放裝置覆蓋，該共同的清潔氣體收集和排放裝 置基本上由一個清潔氣體槽道340構成，該清潔氣體槽道340在其上端342開放，以便將清潔氣體排放到殼體302的清潔氣體室312中。類似於圖1B所示並且在說明書中所描述的，過濾模組330可以設置有盤形的保險絲元件，該盤形的保險絲元件橫跨過濾模組的整個排放側表面延伸(圖5A到5C中未示出)。
燭式過濾模組330以平行交錯的佈置設置在管板314中，其中單個過濾模組的輸入側面對相鄰過濾模組330的清潔氣體槽道。
因此，在脈衝反吹期間，當顆粒物質從過濾模組的塊狀單元的過濾元件分離時，在相鄰的過濾模組330之間不會發生交叉污染。
為了使各個過濾模組330再生，過濾系統300包括反吹脈衝系統350，該反吹脈衝系統350包括壓力源352和多個供給線路354，這些供給線路終止在各個過濾模組330上方的圓頂形蓋306中。
從過濾模組330的過濾元件分離的顆粒物質通過重力收集在錐形的灰塵收集殼體部分308中。
在圖6A中示出本發明類似系統的第三實施例。
在圖6A中，本發明過濾系統400的第三實施例示出為包括基本由圓筒壁部分404構成的殼體402，該圓筒壁部分404在其上端由圓頂形蓋406封閉，並在其下端連接到錐形的灰塵收集器408。
殼體402由管板414分成未淨化氣體室410和清潔氣體室412，該管板414在圓筒壁部分404的上端橫跨圓筒壁部分404的整個橫截面。
通過輸入氣體入口416可接近未淨化氣體室410，未淨化 氣體通過該輸入氣體入口416被引入未淨化氣體室410。
殼體402的圓頂形部分406包括清潔氣體出口418，通過該清潔氣體出口418可以排放清潔氣體。
管板414包括多個矩形開口420，所述矩形開口420容納根據本發明的多個燭式過濾模組430。
在圖6B中更詳細地示出燭式過濾模組430，該過濾模組430在它們的上端包括向外延伸的周邊凸緣432，該周邊凸緣432用於將過濾模組430以向下懸垂的方式安裝到管板414的開口420中。
單個過濾模組430包括相互堆疊的五對背靠背佈置的塊狀單元434、435、436、437和438。這些成對的單元434至438大致具有與圖3中示出的相同的構造，因此這裏省略這方面的更詳細的說明。成對的塊狀單元434至438可以膠粘、焊接或燒結在一起，或容納在共同的框架結構中。
基本上由共用於所有成對的塊狀單元434到438的一個清潔氣體槽道442構成的清潔氣體收集和排放裝置440定位在背對背佈置的單元之間，該清潔氣體收集和排放裝置440在模組430的上端處具有開口444，用於將清潔氣體排放到殼體402的清潔氣體室412中。
可選的，過濾模組430的塊狀單元可以在排放側表面上設置有保險絲(未示出)，如已經結合圖3說明的。
燭式過濾模組430以平行交錯的佈置設置在管板414中，如從圖6C中明顯可見。由於每個過濾模組的輸入側不可避免地會相互面對，因此在相鄰的過濾模組430之間設置分隔板446。
塊狀單元434至438組裝在共同的框架結構448中，該框 架結構448密封地將多個單元保持在一起並提供共同的清潔氣體槽道440。 框架結構448的頂表面可以整體合併凸緣432並提供開口444。
為了脈衝反吹各個過濾模組430，過濾系統400包括反吹脈衝系統450，該反吹脈衝系統450包括壓力源452和多個供給線路454，這些供給線路終止在各個過濾模組430上方的圓頂形蓋406中。
從過濾模組430的過濾元件分離的顆粒物質通過重力收集在錐形的灰塵收集殼體部分408中。
在脈衝反吹時，當顆粒物質從過濾元件430分離時，在相鄰的過濾模組430之間不會發生交叉污染，因為它們的輸入面被分隔板446遮蔽。
通過與包括管狀燭式過濾模組的現有技術系統比較的示例性設計，更詳細地說明本發明的優點。
在第一現有技術系統中，由7200個外徑60mm、長度2500mm的標準幾何體的濾燭提供3325m2的過濾表面積。為了容納該大量的管狀濾燭，需要具有占地面積63.7m2(對應於例如3.5m×18.2m的矩形面積)的過濾容器。過濾表面積與占地面積的比率計算為52。
圖4A類型的本發明的系統可使用堆疊的過濾模組204、204’、204’’…和206、206’、206’’…如下建立：
過濾模組堆疊具有4000mm的高度，包括4個過濾模組，如結合圖4A到4C所描述的。塊狀單元由過濾元件構成，所述過濾元件具有長度為140mm的管形壁部分和10mm×10mm的它們的管形壁部分的正方形橫截面積。
提供至少約3325m2的過濾表面積所需的模組的數量是128，這樣的系統 需要的占地面積是17.5m2(對應於例如3.5m×5m)。過濾表面積與占地面積的比率對應於190。
在使用51個外徑60mm且長度2500mm的標準幾何體的管狀燭式過濾模組的現有技術系統的另一例子中，提供23.5m2的過濾表面積。容納這51個管狀燭式過濾模組的殼體具有在相鄰過濾模組之間的操作需要的30mm的距離，該殼體需要0.9m3的體積(該計算不考慮灰塵收集器所佔據的體積)。這對應的過濾表面積與體積的比率為約26。
在體積為0.9m3的殼體操作地容納圖1A所示的、具有140mm的過濾元件長度和10mm×10mm的正方形管狀壁部分的過濾模組的情況下，可以提供約為67m2的過濾表面積。過濾表面積與體積的計算比率相當於約74。

Claims (19)

  1. 一種過濾模組，特別是用於氣體過濾目的，該過濾模組包括：一個或多個塊狀單元，每個塊狀單元包括：具有縱向的、多孔的管狀壁部分的複數個過濾元件，所述過濾元件具有用作未淨化氣體入口的、開放的第一端，和封閉的第二端，其中所述過濾元件與它們的管狀壁部分共同延伸並且平行定向地佈置，過濾元件的開放端都位於用作過濾模組的輸入側的過濾模組的一側上，和複數個清潔氣體管道，這些清潔氣體管道與過濾元件基本共同地延伸並與過濾元件平行地定向，而且規則地插置在過濾元件之間，所述清潔氣體管道在一端開放以形成清潔氣體出口，並且在它們的相對端封閉，清潔氣體管道的封閉端位於過濾模組的輸入側，而清潔氣體管道的開放端靠近與過濾模組的輸入側相反的、過濾模組的排放側；其中過濾元件的所述開放端和清潔氣體管道的所述封閉端形成塊狀單元的輸入側表面，並且其中清潔氣體管道的所述開放端和過濾元件的所述封閉端形成塊狀單元的排放側表面；所述過濾模組在所述排放側還包括清潔氣體收集和排放裝置，所述清潔氣體收集和排放裝置橫跨所述一個或多個單元的清潔氣體管道的所有清潔氣體出口延伸，並且為過濾模組提供清潔氣體排放開口，所述清潔氣體收集和排放裝置包括與清潔氣體管道的所述清潔氣體出口流體聯通的一個或多個清潔氣體槽道，其沿著橫向於所述排放側表面的豎直方向的方向偏轉和引導來自清潔氣體管道的開放端的清潔氣體流。
  2. 根據申請專利範圍第1項的過濾模組，所述過濾模組設計為燭式過濾模組，所述燭式過濾模組在其一端包括由清潔氣體收集和排放裝置提供的所述清潔氣體排放開口，較佳地所述燭式過濾模組在所述一端進一步包括安裝凸緣。
  3. 根據申請專利範圍第1或2項所述的過濾模組，其中清潔氣體管道由三個或更多個過濾元件的管狀壁部分的縱向段限定，較佳地其中相鄰過濾元件的管狀壁部分彼此直接接觸，在它們的封閉端和開放端之間界定所述清潔氣體管道。
  4. 根據申請專利範圍第1到3項中任一項所述的過濾模組，其中過濾元件的管狀壁部分的橫截面為多邊形、圓形或卵形。
  5. 根據申請專利範圍第1到4項中任一項所述的過濾模組，其中所述管狀壁部分具有的橫截面積對應於正方形的面積，該正方形的邊長為約3到約20mm，優選約5到約10mm。
  6. 根據申請專利範圍第1到5項中任一項所述的過濾模組，其中過濾元件的管狀壁部分的長度相當於約300mm或更小，較佳地約30到約200mm，更佳地約50mm到約150mm。
  7. 根據申請專利範圍第1到6項中任一項所述的過濾模組，其中作為沿塊狀單元的排放側表面的豎直方向的間隙測量的、清潔氣體收集和排放裝置的一個或多個槽道的高度是在過濾元件的管狀壁部分的長度的從約0.1倍到約0.7倍的範圍內，較佳地從約0.3倍到約0.5倍的範圍內。
  8. 根據申請專利範圍第1到6項中任一項所述的過濾模組，其中所述過濾模組包括：一個或多個第一塊狀單元，所述第一塊狀單元的過濾元件在第一方向上開放，和一個或多個第二塊狀單元，所述第二塊狀單元的過濾元件在第二方向上開放，第一塊狀單元和第二塊狀背對背佈置，它們的排放側表面相互間隔開並相互面對，所述清潔氣體收集和排放裝置定位在所述第一塊狀單元和第二塊狀單 元之間，並從第一塊狀單元和第二塊狀單元接收清潔氣體；較佳地，作為沿著塊狀單元的排放側表面的豎直方向的間隙測量的、清潔氣體收集和排放裝置的一個或多個槽道的高度是在過濾元件的管狀壁部分的長度的從約0.2倍到約1.4倍的範圍內，更佳地在從約0.6倍到約1倍的範圍內。
  9. 根據申請專利範圍第1到8項中任一項所述的過濾模組，其中管狀壁部分和可選的過濾元件的封閉端和/或清潔氣體管道具有的平均孔徑尺寸為約0.1到約150μm，優選為約1到約100μm，更佳地為約2到約10μm。
  10. 根據申請專利範圍第1到9項中任一項所述的過濾模組，其中管狀壁部分和可選的過濾元件的封閉端和/或清潔氣體管道由陶瓷材料、金屬或塑膠製成。
  11. 根據申請專利範圍第1到10項中任一項所述的過濾模組，其中過濾元件的管狀壁部分相對於過濾模組的輸入側表面的豎直方向設置在從約10°到約60°的角度，較佳地從約30°到約60°的角度。
  12. 根據申請專利範圍第1到11項中任一項所述的過濾模組，其中清潔氣體收集和排放裝置的一個或多個槽道定向成使得它們的縱向相對於過濾模組的排放側的表面成約30°或更大的角度，較佳地成約60°或更大的角度，更佳地成約90°的角度。
  13. 根據申請專利範圍第1到12項中任一項所述的過濾模組，其中塊狀單元包括橫跨清潔氣體管道的開放端延伸的保險絲元件。
  14. 根據申請專利範圍第1到13項中任一項所述的過濾模組，其中清潔氣體收集和排放裝置的一個或多個槽道在一端封閉並在相對端開放，並且可選擇的為具有從槽道的封閉端到槽道的相反的開放端增大的橫截面積。
  15. 一種過濾系統，包括： 殼體，其包括未淨化氣體室和清潔氣體室以及一個或多個根據申請專利範圍第1到14項中任一項的過濾模組，所述殼體包括分成所述未淨化氣體室和清潔氣體室的內部空間，所述過濾模組佈置在所述內部空間中，過濾模組的輸入側基本豎直地定向，過濾模組的所述輸入側與未淨化氣體室流體聯通，並且過濾模組的所述清潔氣體排放開口與殼體的清潔氣體室流體聯通，所述系統可選擇地包括反吹脈衝裝置。
  16. 根據申請專利範圍第15項的過濾系統，其中殼體包括將殼體的內部分成未淨化氣體室和清潔氣體室的管板，所述管板包括容納優選相互平行定向的兩個或更多個過濾模組的開口。
  17. 根據申請專利範圍第15或16項所述的過濾系統，其中過濾模組容納在殼體中，過濾模組的輸入側平行定向，可選的，一個過濾模組的輸入側面對相鄰過濾模組的排放側，過濾模組優選以交錯的構型佈置。
  18. 根據申請專利範圍第15或16項所述的過濾系統，其中過濾模組容納在殼體中，過濾模組的輸入側平行定向，一個過濾模組的輸入側面對相鄰過濾模組的輸入側，較佳地，該系統還包括定位在兩個相鄰的過濾模組之間的分隔板。
  19. 根據申請專利範圍第15到18項中任一項的過濾系統，其中兩個或多個過濾模組安裝在共同的支架中，並且較佳地使過濾模組的清潔氣體收集和排放裝置彼此流體連接，較佳地，該系統包括清潔氣體排放槽道，清潔氣體收集和排放裝置的排放端基本上直接將清潔氣體輸入到該清潔氣體排放槽道中。
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