WO2008116455A1 - Filteranordnung mit metallischem filterelement - Google Patents

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WO2008116455A1
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Wilfried Pergande
Klaus Euler
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PERGANDE Gesellschaft für industrielle Entstaubungstechnik mbH
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    • B01D46/71Regeneration 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
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    • B01D2273/00Operation of filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2273/20High temperature filtration

Definitions

  • the invention relates to a filter element with a metallic filter element for a filter for dedusting a gas for use at high temperatures.
  • Purpose of the invention is to provide a filter assembly with metallic filter elements, which is characterized by a comparatively small size and thereby enables effective cleaning.
  • a filter assembly with metallic filter element having a designed as a double jacket filter metallic filter element with two coaxially arranged cylindrical metal filter elements between which an annular opening for the discharge of the purified gas is formed on one side and at this Opening for the outlet of the purified gas opposite side are connected to each other.
  • the interior of the inner cylindrical metal filter element is sealed in the plane of the opening for the discharge of the purified gas.
  • an annular gap nozzle adapted to the mean diameter of the annular opening for the outlet of the purified gas is arranged centrally to the annular opening for the discharge of the purified gas.
  • connection of the two coaxially arranged filter elements takes place at the annular opening for the exit of the purified gas through an annular element.
  • This annular element may consist of metal filter material. However, it can also be designed as a solid ring in order to give the filter element mechanical stability.
  • the tight closure of the interior of the inner cylindrical metal filter element in the plane of the opening for the discharge of the purified gas is expediently carried out by a sufficiently warp-resistant metal plate. This also gives the filter element mechanical stability.
  • the double-walled design of the filter element allows for comparatively small size, especially compared to bag filters of small length, compared to the solutions of the prior art significantly increased filter surface.
  • the spaced apart from the annular opening for the outlet of the purified gas symmetrical to this and in diameter to the average diameter of this opening adapted annular gap.
  • Connected to this annular gap nozzle is a compressed gas system by means of which an annular gas radiation with one of the openings for the discharge of the purified gas from the filter element adapted annular diameter can be generated by the nozzle. It has been found that such an annular gas radiation penetrates deeply into the double-walled filter element and effects effective cleaning of the filter element. The cleaning effect can be further improved by a pulsation of the annular gas radiation.
  • FIG. 1 a filter arrangement according to the invention and in Figure 2: the upper part of a filter for dedusting a gas with filter arrangements according to the invention.
  • the filter arrangement shown in FIG. 1 comprises a filter element 1 and an annular gap nozzle arrangement 2 arranged concentrically therewith.
  • the filter element 1 consists of two metal filter elements 3 and 4 arranged coaxially with each other.
  • the two metal filter elements 3 and 4 enclose a hollow cylindrical volume 5. They are connected on the bottom side with a metal ring 6, which closes the hollow cylindrical volume 5 on the bottom side.
  • the inner metal filter element 4 is closed at the top by a metal lid 7.
  • the outer metal filter element 3 is clamped at the top in a ring 8.
  • the metal ring 6, the metal cover 7 and the ring 8 are torsionally rigid and give the filter element 1 mechanical stability.
  • the hollow cylindrical volume 5 has between the metal lid 7 and the ring 8 at the top an annular opening 9 through which purified gas can escape from the filter element 1.
  • the filter element 1 is arranged in a filter head plate 10.
  • the annular gap nozzle arrangement 2, which is arranged centrally above the filter element and is arranged at a distance from the filter element, is connected via a gas line 11 to an unillustrated compressed gas system.
  • the annular gap nozzle arrangement is dimensioned such that the diameter of the annular gap nozzle 12 corresponds approximately to the mean diameter of the annular opening 9 of the filter element 1.
  • annular gas flow 13 is generated by means of the annular gap nozzle, which penetrates deep into the hollow cylindrical volume 5 through the annular opening 9 and dissolves dust and particles adhering to the metal filter elements.
  • the cleaning can be intensified by a pulsation of the gas flow 13. It has been shown that an annular gas flow 13, which penetrates very deep into a previously described double-walled filter element 1 and thus a very good cleaning of adhering dust and particles, is produced by means of an annular gap nozzle 12 dimensioned and arranged in such a manner in operative connection with a compressed gas system is effected.
  • Figure 2 illustrates the upper part of a filter for dedusting a gas with illustrated 3 filter assemblies according to the invention.
  • FIG. 2 shows three filter arrangements. Centrally over each of the filter elements 1 is an annular gap nozzle assembly 2, which is positioned at a distance from the annular openings of the filter elements 1.
  • the annular gap nozzle arrangements 2 are connected via a gas line 11 to a compressed gas system.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Filteranordnung mit metallischem Filterelement für einen Filter zur Entstaubung eines Gases zur Anwendung für hohe Temperaturen. Die Filteranordnung weist zwei metallische Filterelemente (3 und 4) auf, die koaxial zueinander angeordnet sind und ein hohlzylinderförmiges Volumen (5) einschließen. An der Oberseite des Filterelementes (1) ist eine ringförmige Öffnung (9) für den Austritt des gereinigten Gases ausgebildet. An der dieser Öffnung (9) für den Austritt des gereinigten Gases gegenüberliegenden Seite sind die metallischen Filterelemente (3 und 4) durch einen das hohlzylinderförmige Volumen (5) verschließenden Kreisring (6) verbunden. Der Innenraum des inneren zylindrischen Metallfilterelementes (4) ist in der Ebene der Öffnung (9) für den Austritt des gereinigten Gases dicht verschlossen. Beabstandet zur Öffnung (9) für den Austritt des gereinigten Gases ist eine dem mittleren Durchmesser der ringförmigen Öffnung (9) für den Austritt des gereinigten Gases angepasste Ringspaltdüse (12) zentrisch zur ringförmigen Öffnung (9) für den Austritt des gereinigten Gases angeordnet. Mittels der Ringspaltdüse (12) wird eine ringförmige Gasströmung erzeugt, die tief in das hohlzyliderförmige Volumen (5) zwischen den metallischen Filterelementen (3 und 4) eindringt und eine effektive Abreinigung von an den metallischen Filterellementen (3 und 4) anhaftendem Staub und Partikeln bewirkt.

Description

Filteranordnung mit metallischem Filterelement
Die Erfindung betrifft eine Filteranordnung mit metallischem Filterelement für einen Filter zur Entstaubung eines Gases zur Anwendung für hohe Temperaturen.
In der Entstaubungstechnik werden sehr oft Filterschläuche verwendet, die in herkömmlicher Gewebeausführung hinsichtlich ihrer Temperaturbeständigkeit beschränkt sind. Um diesem Mangel zu begegnen, werden Metallfilterelemente verwendet, die sich durch eine hohe Temperaturbeständigkeit auszeichnen. Jedoch sind wegen der im Vergleich zu Filterschläuchen deutlich geringeren Elastizität der Metallfilterelemente die üblichen Reinigungsmechanismen in Form von intervallartigen Dmckluftbeaufschlagungen nicht ausreichend effektiv. In der Praxis werden daher nur relativ kurze Metallfilterelemente eingesetzt, die mit den bekannten Reinigungsverfahren ausreichend effektiv gereinigt werden können. Dies hat zur Folge, dass bei im Vergleich zu einem Filter mit Filterschläuchen, für die gleiche Filterleistung eine ungleich höhere Anzahl metallischer Filterelemente benötigt werden. Besonders nachteilig ist, bedingt durch diese große Anzahl an metallischen Filterelementen, die erhebliche Größe der Filter aufgrund der benötigten großen Filterkopfplatten für die Halterung der metallischen Filterelemente.
Zweck der Erfindung ist die Bereitstellung einer Filteranordnung mit metallischem Filterelementen, die sich durch eine vergleichsweise geringe Größe auszeichnet und dabei eine effektive Reinigung ermöglicht.
Der Zweck der Erfindung wird durch eine Filteranordnung mit metallischem Filterelement erfüllt, die ein als Doppelmantelfilter ausgeführtes metallisches Filterelement mit zwei koaxial zueinander angeordneten zylindrischen Metallfilterelementen aufweist, zwischen denen an einer Seite eine ringförmige Öffnung für den Austritt des gereinigten Gases ausgebildet ist und die an der dieser Öffnung für den Austritt des gereinigten Gases gegenüberliegenden Seite miteinander verbunden sind. Der Innenraum des inneren zylindrischen Metallfilterelementes ist in der Ebene der Öffnung für den Austritt des gereinigten Gases dicht verschlossen. Beabstandet zur Öffnung für den Austritt des gereinigten Gases ist eine dem mittleren Durchmesser der ringförmigen Öffnung für den Austritt des gereinigten Gases angepasste Rings- paltdüse zentrisch zur ringförmigen Öffnung für den Austritt des gereinigten Gases angeordnet. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Verbindung der beiden koaxial zueinander angeordneten Filterelemente an der ringförmigen Öffnung für den Austritt des gereinigten Gases durch ein ringförmiges Element. Diese ringförmiges Element kann aus Metallfiltermaterial bestehen. Es kann aber auch als massi- ver Ring ausgeführt sein, um dem Filterelement mechanische Stabilität zu verleihen.
Der dichte Verschluss des Innenraumes des inneren zylindrischen Metallfilterelementes in der Ebene der Öffnung für den Austritt des gereinigten Gases erfolgt zweckmäßig durch eine ausreichend verwindungssteife Metallplatte. Auch hierdurch wird dem Filterelement mechanische Stabilität verliehen.
Die doppelwandige Ausführung des Filterelementes ermöglicht bei vergleichsweise geringer Baugröße, insbesondere im Vergleich zu Schlauchfiltern geringer Länge, eine gegenüber den Lösungen des Standes der Technik deutlich erhöhte Filter- fläche. Von besonderer Bedeutung für die Erfindung ist die beabstandet zur ringförmigen Öffnung für den Austritt des gereinigten Gases symmetrisch zu dieser und in ihrem Durchmesser dem mittleren Durchmesser dieser Öffnung angepasste Ringspaltdüse. An diese Ringspaltdüse ist ein Druckgassystem angeschlossen, mittels dessen durch die Düse eine ringförmige Gasstrahlung mit einem der Öffnung für den Austritt des gereinigten Gases aus dem Filterelement angepassten Ringdurchmesser erzeugt werden kann. Es hat sich gezeigt, dass eine derartige ringförmige Gasstrahlung tief in das doppelwandig ausgeführte Filterelement eindringt und eine effektive Reinigung des Filterelementes bewirkt. Die Reinigungswirkung kann durch eine Pulsung der ringförmigen Gasstrahlung noch verbessert werden.
Erst mit einer, alle im Hauptanspruch aufgeführten Merkmale umfassenden Filteranordnung kann der Zweck der Erfindung erfüllt werden, nämlich eine Filteranordnung zur Anwendung in einem Filter zur Entstaubung eines Gases bei hohen Temperaturen bereitzustellen, die eine geringe Größe aufweist und eine effektive Reinigung ermöglicht.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles weiter beschrieben werden, ohne die Erfindung dadurch einzuschränken.
Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in
Figur 1 : eine erfindungsgemäße Filteranordnung und in Figur 2: den oberen Teil eines Filters zur Entstaubung eines Gases mit erfindungsgemäßen Filteranordnungen. Die in Figur 1 gezeigte Filteranordnung umfasst ein Filterelement 1 und eine zentrisch dazu angeordnete Ringspaltdüsenanordnung 2. Das Filterelement 1 besteht aus zwei koaxial zueinander angeordneten Metallfilterelementen 3 und 4. Die beiden Metallfilterelemente 3 und 4 schließen ein hohlzylinderförmiges Volumen 5 ein. Sie sind bodenseitig mit einem Metallring 6 verbunden, der das hohlzylinderförmige Volumen 5 bodenseitig abschließt. Das innere Metallfilterelement 4 ist an der Oberseite durch einen Metalldeckel 7 verschlossen. Das äußere Metallfilterelement 3 ist an der Oberseite in einen Ring 8 eingespannt. Der Metallring 6, der Metalldeckel 7 und der Ring 8 sind verwindungssteif ausgeführt und verleihen dem Filterelement 1 mechanische Stabilität. Das hohlzylinderförmige Volumen 5 besitzt zwischen dem Metalldeckel 7 und dem Ring 8 obenseitig eine ringförmige Öffnung 9, durch die gereinigtes Gas aus dem Filterelement 1 austreten kann. Das Filterelement 1 ist in einer Filterkopfplatte 10 angeordnet. Die zentrisch über dem Filterelement beabstandet zu diesem angeordnete Ring- spaltdüsenanordnung 2 ist über eine Gasleitung 11 an ein nicht dargestelltes Druckgassystem angeschlossen. Die Ringspaltdüsenanordnung ist so bemessen, dass der Durchmesser der Ringspaltdüse 12 etwa dem mittleren Durchmesser der ringförmigen Öffnung 9 des Filterelementes 1 entspricht. Zur Reinigung des Filterelementes 1 wird mittels der Ringspaltdüse eine ringförmige Gasströmung 13 erzeugt, die durch die ringförmige Öffnung 9 tief in das hohlzylinderförmige Volumen 5 vordringt und an den Metallfilterelementen anhaftenden Staub und Partikel löst. Die Reinigiung kann durch eine Pulsung der Gasströmung 13 verstärkt werden. Es hat sich gezeigt, dass mittels einer derartig bemessenen und angeordneten Ringspaltdüse 12 in Wirkverbindung mit einem Druckgassystem eine ringförmige Gasströmung 13 erzeugt wird, die sehr tief in ein vorstehend beschriebenes doppel- wandiges Filterelement 1 eindringt und so eine sehr gute Abreinigung von anhaftendem Staub und Partikeln bewirkt wird. Figur 2 veranschaulicht den oberen Teil eines Filters zur Entstaubung eines Gases mit dargestellten 3 erfindungsgemäßen Filteranordnungen. In einer Filterkopfplatte 10 sind wie zu Figur 1 beschriebene Filterelemente 1 angeordnet. In Figur 2 sind drei Filteranordnungen dargestellt. Zentrisch über jedem der Filterelemente 1 befindet sich eine Ringspaltdüsenanordnung 2, die beabstandet zu den ringförmigen Öffnungen der Filterelemente 1 positioniert ist. Die Ringspaltdüsenanordnungen 2 sind über eine Gasleitung 11 an ein Druckgassystem angeschlossen.
Unterhalb der Filterkopfplatte 10 befindet sich die Filterkammer 14. Das gereinigte, aus den ringförmigen Öffnungen der Filterelemente 1 austretende Gas verlässt den Filter über die seitlich angeordnete Ausgangsöffnung 15. Liste der verwendeten Bezugszeichen
1 Filterelement
2 Rinspaltdüsenanordnung 3 äußeres Metallfilterelement
4 inneres Metallfilterelement
5 hohlzylinderförmiges Volumen
6 Metallring
7 Metalldeckel 8 Ring
9 ringförmige Öffnung
10 Filterkopfplatte
11 Gasleitung
12 Ringspaltdϋse 13 Gasströmung
14 Filterkammer
15 Ausgangsöffnung

Claims

Patentansprüche
1. Filteranordnung mit metallischem Filterelement, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (1 ) als Doppelmantelfilter ausgeführt ist, der zwei koaxial zueinander angeordnete zylindrische Metallfilterelemente (3 und 4) aufweist, die ein hohlzylinderförmiges Volumen (5) einschließen und bodenseitig miteinander verbunden sind, dass die Öffnung (9) für den Austritt des gereinigten Gases aus dem Filterelement (1 ) als Ring zwischen den zylindrischen Metallfilterelementen (3 und 4) ausgeführt ist und dass der zylinderförmige Innenraum des inneren zylindrischen Metallfilterelementes (4) in der Ebene der Austrittsöffnung (9) dicht verschlossen ist und dass beabstandet zur ringförmigen Austrittsöffnung (9) für das gereinigte Gas eine dem mittleren Durchmesser der ringförmigen Austrittsöffnung (9) angepasste Ringspaltdüse (12) zentrisch zur ringförmigen Austrittsöff- nung (9) angeordnet ist.
2. Filteranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den koaxial angeordneten zylindrischen Metallfilterelementen (3 und 4) bodenseitig ein Kreisring (6) als Verbindungselement angeordnet ist.
3. Filteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreisring (6) aus Metallfiltermaterial besteht.
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