WO1993019833A1

WO1993019833A1 - Schüttschichtfilter

Info

Publication number: WO1993019833A1
Application number: PCT/DE1993/000235
Authority: WO
Inventors: Hermann Weichs; Andreas Friedl
Original assignee: Fhw-Brenntechnik Gmbh
Priority date: 1992-03-27
Filing date: 1993-03-15
Publication date: 1993-10-14
Also published as: DE4210133C1; RU94043784A; CZ234794A3; EP0633809A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schüttschichtfilter, insbesondere für Rauchgase, mit einem innerhalb eines Gehäuses (1) angeordneten Tragrost (2), einer darauf aufgebrachten und erneuerbaren Schüttschicht (3) aus Schadstoffe bindendem körnigem Filtermaterial vorbestimmter Stärke, welche zwischen einem oberhalb liegenden Reingasraum (4) und einem unterhalb liegenden Rohgasraum (5) angeordnet ist, mit einer Zubringvorrichtung (6), einem Förderer (7) und einer Verteilvorrichtung (8), welche parallel zum Tragrost (2) an der Oberseite der Schüttschicht verläuft. Erfindungsgemäß ist in dem Gehäuse (1) zwischen der Verteilvorrichtung (8) und der Oberseite (9) der Schüttschicht (3) mindestens ein Lochboden (10) angeordnet.

Description

Schüttschichtfilter

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schüttschichtfilter, ins- besondere für Rauchgase, mit einem innerhalb eines Gehäuses angeordneten Tragrost, einer darauf aufgebrachten und erneuer¬ baren Schüttschicht aus Schadstoffe bindendem körnigem Filter¬ material vorbestimmter Stärke, welche zwischen einem oberhalb liegendem Reingasraum und einem unterhalb liegendem Rohgasraum angeordnet ist, mit einer Zubringvorrichtung, einem Förderer und einer Verteilvorrichtung, welche parallel zum Tragrost an der Oberseite der Schüttschicht verläuft.

Als Stand der Technik ist bereits ein derartiger Schüttschicht- filter bekannt, bei welchem die VerteilVorrichtung das Filter¬ material über dem Tiefbett ausbreitet und die Austragvorrich¬ tung einen schichtweisen, ganzflächigen Austrag an der Unter¬ seite der Schüttschicht durchführt(DE-PS 34 43 832). Derartige Schüttschichtfilter können in einer Vorrichtung zum Filtern von umweltschädlichen Abgasen eingesetzt werden, wie sie .bereits zum Stand der Technik zählt (DE-OS 36 41 205) .

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, auf einfache Weise eine gleichmäßigere Verteilung des Filtergranulats in dem Schüttbett zu bewirken, und zwar hauptsächlich durch Verhinde¬ rung der Entmischung des Kornspektrums (Beibehaltung des Korn¬ spektrums über das ganze Schüttbett) , um damit die Effektivität der Filterung zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Gehäuse zwischen der Verteilvorrichtung und der Oberseite der Schüttschicht mindestens ein Lochboden angeordnet ist. Dieser Lochboden bewirkt vorteilhafterweise die optimale Erhaltung von günstigen Reaktionsbedingungen über die gesamte Tiefbettlänge. Eine unerwünschte Entmischung des Kornspektrums des Filtergra¬ nulates wird einwandfrei vermieden. Ein weiterer Vorteil be- steht darin, daß das Austragssystem vor Verunreinigung durch größere Fremdkörper durch Begrenzung der Durchtrittsfläche mittels des Lochbodens geschützt ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Lochboden horizontal verlaufen. Die Löcher des Lochbodens können gleichen Durchmesser besitzen, wobei der Abstand der Löcher voneinander ebenfalls gleich sein kann. Alternativ besteht die Möglichkeit, daß in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Abstand der Lö- eher voneinander unterschiedlich ist. Weiterhin kann der Loch¬ boden einzelne Abschnitte mit unterschiedlichem Abstand der Löcher voneinander aufweisen, wobei diese Abschnitte unter¬ schiedliche Länge und/oder Breite besitzen können. Die Anord¬ nung der Lochung kann gerade oder versetzt oder teils gerade und teils versetzt sein.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung können die Löcher un¬ terschiedliche Durchmesser aufweisen. Darüber hinaus können die Löcher rund, konisch, elliptisch, quadratisch oder rechteckig ausgebildet sein. Bei konischer Ausbildung der Lochung ist der größere Durchmesser der Oberseite der Schüttschicht zugekehrt. Hierdurch wird einer eventuell gegebenen Verstopfung entgegen¬ gewirkt.

Durch Bildung von Schüttkegeln unterhalb der Durchtrittsfläche des Lochbodens wird vorteilhafterweise die reaktive Oberfläche unterhalb des Lochbodens zusätzlich vergrößert, das Schüttgut bleibt locker, eine unerwünschte Verdichtung und Verstopfung wird einwandfrei vermieden.

Alternativ besteht in weiterer Ausgestaltung der Erfindung auch die Möglichkeit, daß zwei Lochböden übereinander angeordnet sind. Hierbei können die beiden Lochböden mit Abstand überein¬ ander angeordnet sein, wodurch sich zwischen den beiden Lochbö- den die Möglichkeit des Einsatzes eines Kühlsystems ergibt.

Dieses Kühlsystem kann entweder in sich geschlossen sein oder an eine Quelle für ein kühlendes Medium angeschlossen werden. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, als Kühlsystem Wasser, Wasser-Luft bzw. Luft-Luft zu verwenden.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung können auch die beiden Lochböden aufeinander liegen, wobei der obere Lochboden zum Einstellen der freien Querschnitte verstellbar ist. Es ergibt sich hierdurch eine Art Regulierschieber. Statt des oberen Lochbodens kann auch der untere Lochboden beispielsweise ver- stellt werden. Einer oder beide der Lochböden können in ein¬ zelne Abschnitte mit unterschiedlichen Abständen der Löcher voneinander und/oder unterschiedlichem Lochdurchmesser aufge¬ teilt sein. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, daß sich un¬ terhalb der beiden Lochböden das Kühlsystem befindet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des

Schüttschichtfilters;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform des

Lochbodens;

Fig. 3 eine andere AusführungsVariante des

Schüttschichtfilters mit Einsatz eines Lochbo¬ dens mit Kühlsystem;

Fig. 4 bis 8 verschiedene Möglichkeiten der Gestaltung des oder der Lochböden im Querschnitt, teils gebro¬ chen;

Fig. 9 Vergrößerung der reaktiven Oberfläche durch Schüttkegelbildung der Durchtrittsöffnungen. In Fig. 1 ist schematisch ein Schüttschichtfilter dargestellt. Dieser Schüttschichtfilter weist im wesentlichen ein Gehäuse 1 auf, in welchem ein Tragrost 2 angeordnet ist. Auf diesem Tra¬ grost 2 befindet sich eine erneuerbare Schüttschicht 3 aus Schadstoffe bindendem körnigem Filtermaterial vorbestimmter Stärke.

Der Tragrost 2 ist zwischen einem oberhalb liegenden Reingas¬ raum 4 und einem unterhalb liegenden Rohgasraum 5 angeordnet. Das zu reinigende Gas tritt damit von unten nach oben aus dem Rohgasraum 5 durch den Tragrost in den Reingasraum 4 und muß hierbei die Schüttschicht 3 durchströmen.

Innerhalb des Gehäuses befindet sich weiterhin eine Zubringvor- richtung 6 mit Füllschacht 21 zur Einbringung von Filtergranu¬ lat in das Schüttbett zur ständigen Erneuerung der Schütt¬ schicht 3 sowie eines Förderers 7, welcher verbrauchtes Filter¬ material abfördert. Hierzu ist der Tragrost 2 mit einer nicht näher bezeichneten Tragrost-Austragsvorrichtung ausgestattet, welche durch mindestens eine Kolbenzylindereinheit 20 betätig¬ bar ist. Die bei Betätigung der Tragrost-Austragsvorrichtung nach abwärts ausgetragenen und verbrauchten Filtermaterialien fallen auf den Förderer 7 und werden abtransportiert.

In dem Gehäuse 1 befindet sich zwischen dem unteren Trum der Verteilvorrichtung 8 und der Oberseite 9 der Schüttschicht 3 ein Lochboden 10. Dieser Lochboden 10 ist horizontal angeordnet und wirkt mit der Verteilvorrichtung 8 zusammen: Das Filter¬ granulat, welches durch die Zubringvorrichtung 6 über den Loch- boden 10 zu der Oberseite 9 der Schüttschicht 3 herantranspor¬ tiert wird, wird gleichmäßig verteilt, wobei der Lochboden 10 vorteilhafterweise eine Entmischung des Kornspektrums des Fil¬ tergranulates verhindert.

Die jeweiligen sogenannten Planierleisten der Verteilvorrich¬ tung 8 schieben in den Bereichen der nichtgelochten Fläche des Lochbodens 10 das gesamte zuzuführende Filtergranulat in vom Füllschacht 21 entferntere Bereiche. Von dort an findet eine allmähliche Verteilung des gesamten Kornspektrums statt. Da die nicht gelochten Längsbahnen des Lochbodens 10 im vorderen Be¬ reich auch nicht von Rauchgasen durchströmt werden, wird das Filtergranulat der Schüttschicht 3 vorteilhafterweise solange reaktiv behalten, bis Abschnitte des Lochbodens 10 mit der Lochung in Form der Löcher 11 beginnen. Ein unerwünschtes vor¬ zeitiges Reagieren wird somit wirksam verhindert.

Während bei der Ausführungsform nach Fig. 1 der Lochboden 10 Löcher 11 aufweist, welche gleichmäßig über die gesamte Ober¬ fläche des Lochbodens 10 verteilt sind, besteht nach Fig. 2 die Möglichkeit, daß der Lochboden 10 in einzelne Abschnitte A, B und C mit unterschiedlichem Abstand und Anordnung der Löcher 11 aufgeteilt ist.

Hierbei können die Abschnitte A, B, C unterschiedliche Länge und/oder Breite aufweisen; bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist der Abschnitt A am größten, wobei die Abschnitte B und C geringere Länge aufweisen und jeweils kürzer ausgebildet sein können. Die Anordnung der Löcher 11 kann gerade oder versetzt oder teils gerade und teils versetzt innerhalb der Abschnitte A, B oder C sein.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die Löcher 11 zylindrisch aus¬ gebildet sind. Es besteht nach Fig. 5 auch die Möglichkeit, die Löcher 12 konisch auszubilden, wobei der größere Durchmesser der Oberseite 9 der Schutzschicht 3 zugekehrt ist.

Wie in Fig. 9 dargestellt, ergibt sich durch Bildung von Schüttkegeln eine Vergrößerung der reaktiven Fläche, wobei das Schüttgut außerdem locker bleibt und eine unerwünschte Verdich¬ tung vermieden wird. Statt der zylindrischen oder konischen Form können die Löcher 11 bzw. 12 beispielsweise auch ellip¬ tisch, quadratisch oder rechteckig ausgebildet sein. Es können auch mehrere Lochbleche übereinander angeordnet sein. Diese Möglichkeit ist in Fig. 6 in einer Ausführungsvariante näher dargestellt. Hier liegen zwei Lochbleche 10 und 10' im Abstand voneinander übereinander, wobei zwischen den Löchern 11 jeweils ein Rohr 17 angeordnet ist. Durch diese Gestaltung nach Fig. 6 ergeben sich zwischen den einzelnen Löchern 11 Zwischen¬ räume 13, welche als Kühlsystem verwendet werden können.

Ein derartiges Kühlsystem ist in Fig. 3 näher dargestellt. Wie- derum befindet sich unterhalb der Verteilvorrichtung 8 das diesmal aus zwei Lochböden 10 und 10' bestehende System, wobei die Zwischenräume 13 zwischen den Löchern 11 untereinander in Verbindung stehen und mit Rohrleitungen 14 ein geschlossenes Kühlsystem mit Pumpe 15 und Kühlaggregat 16 bilden. Hierdurch wird eine Kühlung des Lochbodens 10, 10' ermöglicht.

Statt der in Fig. 3 dargestellten geschlossenen Kühlung ist es möglich, das Kühlsystem an eine Quelle für ein kühlendes Medium anzuschließen. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist der Lochboden 10, 10' wiederum in verschiedene Abschnitte unterschiedlicher Länge aufgeteilt, analog der Ausführungsform nach Fig. 2.

Nach Fig. 7 besteht auch die Möglichkeit, die beiden Lochböden 10, 10' unmittelbar übereinander anzuordnen, wobei einer der Lochbδden 10 oder 10' zum Einstellen der freien Querschnitte verstellbar ausgebildet sein kann. Es ergibt sich damit vor¬ teilhafterweise eine Art^*Regulierschieber , durch welchen eine gute Anpassung an die Konsistenz des Schüttgutes einerseits sowie einer optimalen Gasmengenverteilung andererseits Rechnung getragen wird.

Nach Fig. 8 können auch drei Lochböden 10, 10', 10" Anwendung finden, wobei zwischen den Lochböden 10' und 10" wiederum Zwi¬ schenräume 13 zur Einbringung eines Kühlsystems analog der Aus- führungsform nach Fig. 3 vorliegen. Weiterhin kann beispiels- weise der obere Lochboden 10 verstellbar sein, um auch bei dieser Ausführungsform als Regulierschieber zu dienen.

Die vorliegende Erfindung führt damit auf einfache Weise zu einer erheblichen Verbesserung der Effektivität eines Schütt¬ schichtfilters mit folgenden Vorteilen:

Optimale Erhaltung von günstigen Reaktionsbedingungen über die gesamtes Schüttbettlänge. Diese sind im wesentlichen die möglichst lange Erhaltung der kapillar gebundenen

Feuchte aus einem gegebenenfalls vor der Einbringung des Granulates in das Schüttschichtfilter durchgeführten Be- schichtungsvorgang. Die Wirkung liegt vorteilhafterweise in der Einstellung einer möglichst geringen Temperaturdif- ferenz zum Wasserdampftaupunkt der zu reinigenden Gase. Der Beschichtungsvorgang kann in einer dem Schüttschichtfilter vorgeschalteten, hier nicht näher beschriebenen Vorrichtung kontinuierlich mit einer Kalksuspension erfolgen.

- Gleichmäßige Verteilung des Filtergranulates der Schütt¬ schicht 3 durch Verhinderung der Entmischung des gegebenen Kornspektrums.

Möglichkeit der Kühlung, entweder durch ein geschlossenes Kühlsystem oder Anschluß an eine Kaltluftquelle zur

Vorwärmung, z.B. von Verbrennungsluft, Trockenluft usw. oder auch von Wasser für Heizzwecke.

Fremdkörper bzw. eventuell erzeugte Gluten aus einem vorher stattgefundenen, nicht näher beschriebenen Beschichtungs¬ vorgang mit Kalksuspension werden durch die Scherwirkung der Planierleiste auf dem Lochboden 10 zerkleinert. Nicht zerkleinerte Teile werden über das vorher beschriebene Lochblechsystem hinweg in den Überlaufschacht transportiert und durch die Austragsvorrichtung oder der nachgeschalte- ten, ebenfalls nicht näher beschriebenen Schäl- und Sicht¬ vorrichtung zermahlen.

Das Austragsystem des Tragrostes wird vor Verunreinigungen und Beschädigung durch Fremdkörper mittels der begrenzten Durchtrittsfläche des Lochbodens 10 sorgsam geschützt.

Wie in Fig. 9 dargestellt, ergibt sich durch die Bildung von natürlichen Schüttkegeln des Filtergranulates unterhalb der Öffnungen des Lochbodens eine nicht unwesentliche Ver¬ größerung der Schüttschichtoberfläche. Hierdurch wird durch in diesem Bereich stets vorhandenem frischem und damit hochreaktivem Material eine weitere Verbesserung der Schad¬ gasabsorption erreicht

Infolge der vorher beschriebenen Vorteile ist durch die allgemeine Leistungserhöhung eine Komprimierung und Ver¬ kleinerung des Schüttschichtfilters möglich.

Claims

Patentansprüche

5 1. Schüttschichtfilter, insbesondere für Rauchgase, mit einem innerhalb eines Gehäuses angeordneten Tragrost, einer dar¬ auf aufgebrachten und erneuerbaren Schüttschicht aus Schad¬ stoffe bindendem, körnigem Filtermaterial vorbestimmter Dicke, welche zwischen einem oberhalb liegenden Reingasraum 10 und einem unterhalb liegenden Rohgasraum angeordnet ist,

mit einer Zubringvorrichtung, einem Förderer und einer Ver- teilvorrichtung, welche parallel zum Tragrost an der Ober¬ seite der Schüttschicht verläuft, 15 dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (1) zwischen der VerteilVorrichtung (8) und der Oberseite (9) der Schüttschicht (3) mindestens ein Lochboden (10; 10';10") angeordnet ist.

20 2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lochboden (10; 10'; 10") horizontal verläuft.

3. Filter nach Anspruch 1 und 2, 25 dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (11) des Lochbodens (10; 10', 10") gleichen Durchmesser besitzen.

4. Filter nach Anspruch 2, 30 dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Löcher (11) voneinander gleich ist.

5. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

»

35 daß der Abstand der Löcher (11) voneinander unterschiedlich ist.

6. Filter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lochboden (10; 10'; 10") einzelne Abschnitte A, B, C mit unterschiedlichem Abstand der Löcher (11) voneinander aufweist.

7. Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (A, B, C) unterschiedliche Länge und/- oder Breite aufweisen.

8. Filter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Lochung gerade oder versetzt oder teils gerade und teils versetzt ist.

9. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (11) unterschiedliche Durchmesser aufweisen.

10. Filter nach einem der vorliegenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (11) rund, konisch, elliptisch, quadratisch oder rechteckig ausgebildet sind.

11. Filter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei konischer Ausbildung der Lochung (12) der größere Durchmesser der Oberseite (9) der Schüttschicht (3) zuge- kehrt ist.

12. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Lochböden (10, 10') übereinander angeordnet sind.

13. Filter nach einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lochböden (10, 10'; 10, 10") mit Abstand übereinander angeordnet sind, wobei sich zwischen den Loch¬ böden ein Kühlsystem (13-16) befindet.

14. Filter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlsystem in sich geschlossen ist mit Pumpe (15) und Kühlaggregat (16) .

15. Filter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlsystem an eine Quelle für ein kühlendes Medium angeschlossen ist.

16. Filter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lochböden (10, 10') aufeinanderliegen, wobei der obere Lochboden (10) zum Einstellen der freien Quer¬ schnitte verstellbar ist.

17. Filter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Lochboden (10) und/oder der untere Lochboden (10') in einzelne Abschnitte unterschiedliche Abstände der Löcher voneinander und/oder unterschiedlicher Lochdurch¬ messer aufgeteilt ist.

18. Filter nach Anspruch 16 und 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß sich unterhalb der beiden Loch¬ böden (10, 10') das Kühlsystem (13-16) befindet.