DE2738119B2 - Schlauch- oder Taschenfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schlauch- oder Taschenfilter nach dem Oberbegriff des Anspruches I.

Durch die Feinheit von meistens durch Sublimation entstandenen Staubpartikelchen, insbesondere aus Rauchgasen einiger Schmelzanlagen wird die Abtrennung dieser feinsten Staubteilchen in filternden Abscheidern, wie Taschen- oder Schlauchfilter, dadurch erheblich erschwert, daß diese Teilchen bei großer Oberfläche im Verhältnis zu ihrer geringen Masse besonders große Adhäsionskräfte besitzen und sich beim Zusammenstoßen mit einem anderer festen

ίο Gegenstand an diesem festhaftend anlagern. Diese Anlagerung von Staubteilchen aneinander und vor allen an den Fasern von Filtertaschen oder Filterschläuchen führt infolge der großen Adhäsionskräfte dazu, daß die Staubteilchen sich nicht mehr im ausreichenden Maße durch bekannte Regenerierungsvorgänge, wie Gegenstromspülung, Rüttelung oder dergleichen, von den Filterflächen lösen bzw. nur teilweise lösen lassen. Damit wird der Filterwiderstand selbst bei geringen Filtriergeschwindigkeiten so weit zwangsläufig erhöht, daß die Filteranlage häufig auf eine wirtschaftlich nicht mehr vertretbare Anlagengröße erweitert werden müßte. Um das durch die große Adhäsionskraft des Feinstaubes eintretende Haftenbleiben an den Filterflächen zu vermeiden, ist ein Abreinigen der Filterflächen durch Gegenstromspülung und/oder Rüttelung nach einem älteren Vorschlag (DE-PS 21 13 062) dadurch möglich gemacht worden, daß der bei \uer periodischen Abreinigung von den Filterflächen gelöste Staub den Filterflächen mit dem Staubgas mehrfach erneut zugeführt wird, damit eine Agglomeration der Staubteilchen im Schwebezustand und unmittelbar vor der eigentlichen Filterfläche eintritt und dadurch eine Gasdurchlässigkeit der Staubschicht auf den Filterflächen bewahrt bleibt, durch die ein zu hoch werdender Filterwiderstand vermieden wird. Dieses Verfahren hat sich bewährt, solange die Adhäsionskräfte der Feinstäube ein gewisses Maß nicht überschreiten. Als Folge zu großer Adhäsionskräfte bleiben die aneinander sowie an in den Filterflächen sich einlagernden Staubteilchen trotz üblicher Abreinigungsverfafiren haften bzw. bleiben häufig als kleine Klumpen an den einzelnen Fasern hängen, was dann trotz Einrichtung einer Staubrückführung zu einem irreversiblen Zusetzen des Filters mit entsprechender Verringerung der Filtrierge schwindigkeiten und stark ansteigendem Filterwider stand führen kann.

Nach dem Stand der Technik ist es weiter aus der FR-OS 22 90 940 bekannt, ein Staubgas ein Filter aus einer körnigen Füterschicht durchströmen zu lassen, wobei das Material der Füterschicht den Staub aus dem Gas zurückhält und das Gas gereinigt über einen Ventilator ins Freie strömt. Sowie die Füterschicht einen zu großen Strömungswiderstand durch sich ansammelnden Staub bildet, wird ein Ventil umgeschal fet und durch den Ventilator wird Außenluft als Spülluft unter Rühren des Filtermaterials im Gegenstrom durch die Füterschicht geschickt, die dann den losgelösten Staub mitnimmt, der anschließend in einem Zyklon ausgeschieden wird.

Die Filterung des Staubgases muß also während der Abreinigung der Füterschicht abgeschaltet bzw. unterbrochen werden. Ähnliche Filter ergeben sich auch aus der DE-AS 23 45 344 und der DE-OS 21 17 088.

Es ist weiter aus der DD-PS C 850 ein Naßreiniger

zum Entstauben von Luft oder Gasen bekannt, der aus einer umlaufend angetriebenen Trommel mit Ringen als Füllkörper besteht, die in einem von unten nach oben durchströmten Gehäuse gelagert ist und von der zu

entstaubenden Luft oder dem zu entstaubenden Gas von unten nach oben durchströmt wird, wobei diese umlaufende Trommel von oben mit einer Netzflüssigkeit berieselt wird, so daß die sich in der drehenden Trommel an den Ringen ansammelnden Staubteilchen durch die Netzflüssigkeit aus der Trommel nach unten mitgenommen werden, wo diese mit Staub gesättigte Flüssigkeit abgenommen wird.

Gegenüber dem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, filternde Abscheider, wie Taschen- oder Schlauchfilter, mit periodischer Abreinigung der Filterflächen durch Gegenstromspülung und/oder Rüttelung auch dann einsetzen zu können, wenn Staubgase oder Rauchgase mit Feinststaub sehr großer Adhäsionskraft abzureinigen sind.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung im wesentlichen durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Die umströmten Körper, wie Kugeln, Ringe oder sonstige Körper regelmäßiger oder unregelmäßiger Form, an denen und zwischen denen die feinsten Staubpartikel aus dem Rauchgas gespeichert haftenbleiben, lassen sich mindest zeitweise durch Drehung der Trommel oder Einschaltung des Rührwerkes durch die damit erfolgende gegenseitige Reibung der Körper ohne weiteres lösen, um sie freizusetzen, so daß sie durch das Rauchgas mitgerissen werden. Es wird dabei die Tendenz der Staubpartikel großer Adhäsionskraft, sich an und zwischen Körpern speichernd anzulagern, ausgenutzt, wobei die dabei mindestens teilweise agglomerierenden Staubteile durch eine Art von Alterung ihre Adhäsionskraft ganz oder mindestens teilweise verlieren. Die durch das Drehen oder Rühren freigesetzten Staubpartikel gelangen sodp.nn mit dem Rauchgas in den filternden Abscheider, wo sie sich an den Filterflächen absetzen und nunmehr durch die Zwischenspeicherung gealtert und voragglomeriert periodisch durch Gegenstromspülung und/oder Rüttelung von den Filterflächen zu deren Abreinigung gelöst werden können. Es wird also nach der Erfindung eine vorübergehende Speicherung zu mildest eines Teiles der Staubpartikel großer Adhäsionskraft an den oder zwischen den Körpern vorgenommen und dann der gespeicherte, gealterte und agglomerierte Staub durch eine Krafteinwit kung freigesetzt und erst dann mit dem Rauchgas in den filternden Abscheider geleitet, wobei ein Teil dieses freigesetzten Staubes im Bereich der Körper auch nach außen ausgetragen werden kann.

Nach der Erfindung kann weiter so vorgegangen werden, daß dem von den Körpern gebildeten Speicherbereich wahlweise einzeln oder in Kombination folgendes zugesetzt wird,

a) Staub als Agglomerationskerne, für die Staubpartikel großer Adhäsion,

b) Additive zur Bindung von chemischen Schadgasen oder zur trockenen Neutralisation von Säuren,

c) Wasser zur Verdampfungskühlung heißer Rauchgause,

d) chemisch aktive Gase zur Bildung von im Gasrauch gewünschten Verbindungen.

Das Ein- und Aussetzen des Trommel- oder Rührwerkantriebes wird vorteilhaft in Abhängigkeit von vorgegebenen Werten des Strömungswiderstandes des von den Körpern gebildeten Speicherbereiches gesteuert, so daß bei Ansteigen des Widerstandes auf ein vorgegebenes Maximum das Anschalten der Krafteinwirkung und bei Abfallen des Widerstandes auf ein vorgegebenes Minimum das Abschalten der Krafteinwirkung erfolgt

Weiter kann es vorteilhaft sein, mehrere von Körpern gebildete Speicherbereiche parallel oder in Reihe zu schalten, womit es möglich ist, große Rauchgasmengen aufzuteilen und dadurch den Zeitfaktor für die Speicherung besser beherrschen zu können, oder in einem oder mehreren Speicherbereichen eine Kühlung von heißen Rauchgasen durch Zufuhr von Wasser oder auch wäßrigen Lösungen herbeizuführen. Dabei kann auch einer oder können auch mehrere Speicherbereiche durch einen Nebenschluß der heißen Rauchgase überbrückt werden, um z. B. die gekühlten Rauchgase in der Temperatur durch Mischung wieder auf eine für den Abscheider verträgliche Temperatur anzuheben, bevor der letzte Speicherbereich vom Rauchgas durchströmt wird.

Eine besonders einfache Lösung besteht in der Anwendung einer Loch- oder Siebtrommel, die mit Körpern, wie Kugeln, Ringen oder sonstigen Körpern aus Stahl, Keramik oder sonstigen schwerem Material gefüllt ist, die vom Rauchgas umuiömt bzw. durchströmt werden und die in Abhängigkeit /on steigenden Strömungswiderstand infolge größer werdender Speicherung von Staubpartikeln zur drehenden Bewegung mit fallender Reibung der Körper angeschaltet und nach Fallen des Strömungswiderstandes abgeschaltet wird. Durch die Reibung der Körper aneinander und an der Trommelwandung werden die gespeicherten Staubteile gelöst und freigesetzt, so daß sie vom Rauchgas zum filternden Abscheider mitgenommen werden können.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert, in der mehrere Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt sind. Es zeigt

Fig. 1 ein Schema einer filternden Abscheideranlage mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum vorübergehenden Speichern von Feinststaub großer Adhäsionskraft,

Fig. la ein Schema einer abgeänderten Anordnung des Speicherbereiches,

Fig. Ib ein Schema mit in der Rauchgasleitung hintereinandergeschalteten Speicherbereichen,

i· i g. 2 einen Schnitt des erfindungsgemäßen Speicherbereiches nach Fi g. 1 in der Gaszuleitung zum Filter im vergrößerten Maßstab,

F i g. 2a einen gegenüber F i g. 2 abgeänderten Speicherbereich in Form eines mit Körpern gefüllten und einem Rührwerk versehenen Raumes oder Behälters in der Rauchgasleitung,

F i g. 3 ein zweites abgeändertes schematisches Beispiel eines erfindungsgemäßen Speicherbereiches im Längsschnitt,

F i g. 4 ein weiteres abgeändertes Beispiel d^s Speicherbereiches im schematischen Längsschnitt.

Ni.;h Fig. 1 wird ein Rauchgas mit Feinststaubteilchen großer Adhäsionskraft, z. B. aus einem Schmelzofen 1 über eine Staubgaslciiung 2 einem filternden Abscheider, z. B. Taschen- oder Schlauchfilter 3 von oben oder, wie nur gestrichelt angedeutet, von unten zugeführt und durch ein Sauggebläse wird das Reingas auf der Eingasseite 3a abgenommen. Die Filterelemente 5 sind in bekannter Weise durch Gegenstromspülung und/oder Rüttelung abzureinigen.

Gemäß einem besonders einfachen und wirtschaftlichen Beispiel nach F i g. I und 2 ist vor dem Abscheider 3 vorteilhaft in einer Erweiterung der Staubgasleitung 2 ein Staubspeicherbereich aus einer mindestens zeitweise in drehende Bewegung versetzbaren Sieb- oder Lochtrommel 6 gelagert, die mit regelmäßigen oder

unregelmäßigen Körpern 7 nahezu oder ganz gefüllt ist, wobei die Körper 7 z. B. Kugeln aus Stahl, Keramik, Stein oder sonstigen ähnlichen Materialien bestehen.

Die robust auszuführende Loch- oder Siebtrommel 6 mit der Kugelfüllung 7, deren Kugeln ζ Β. eine Hauptabmessung von 5 bis etwa 30 mm besitzen, wird von dem Rauchgas durchströmt, wobei der Widerstand durch die Abmessungen der Trommel und der Kugeln so klein wie möglich gehalten werden kann. Beim Durchströmen des Rauchgases lagern sich Feinststaubteilchen als Folge ihrer großen Adhäsionskraft an den Kugeln und zwischen den Kugeln an, agglomerieren zu größeren Staubteilchen. Sobald nach bestimmter Zeit der Durchströmungswiderstand von Trommel und Füllung auf ein maximal vorgegebenes Maß angestiegen ist, wobei in dieser Zeit auch ein Altern der Staubteilchen und dabei geringerer Adhäsionskraft einsetzt, wird die Trommel 6 in Umdrehung versetzt, so daß die Kugeln 7 fallend oder sich bewegend aneinander reiben und dadurch den an ihnen angelagerten Staub lösen, der dann in agglomerierter und gealterter Form dem Filter 3 mit dem Staubgas zugeführt wird, wo er sich an den Filterflächen absetzt und durch seinen Zustand in bekannter Weise periodisch leicht abreinigen läßt. Nach der Abreinigung der Füllkörper sinkt der Widerstand der Vorrichtung 6, 7 auf ein vorgegebenes Minimalmaß ab und es wird der Antrieb der Trommel 6 abgeschaltet, so daß sich wieder Feinstaub an den Kugeln anlagern kann.

Man kann auch so vorgehen, daß unterhalb der Trommel 7, wie in F i g. 1 angedeutet, ein Staubfangtrichter 8 mit einer Austragschleuse vorgesehen wird, so daß während der periodischen drehenden Bewegung der Trommel mindestens ein Teil des von den Kugeln gelösten Staubes aus der Lochtrommel in den Fangtrichter 8 absinkt, wodurch ggfs. unerwünschte Staubablagerungen verhindert werden können.

Das An- und Abschalten des Trommelantriebes erfolgt vorteilhaft automatisch durch ein symbolisch in Form eines U-Rohres dargestelltes Differenzdruckmeßgerät 9, durch das bei Erreichen des Maximalwiderstandes zip max das Anschalten und bei Erreichen des Minimalwiderstandes Ap min das Abschalten des Trommelantriebes erfolgt.

Es ist naturgemäß möglich, die Vorrichtung 6, 7 unmittelbar im Einlaß des Filters, z. B. oberhalb des Filtergehäuses oder unmittelbar im Filtergehäuse vorzusehen, um zu einer Einheit mit dem Filter zu kommen. Es ist weiter möglich, ansteile von Kugeln 7 beliebig anders geformte, genügend schwere Körper zu verwenden.

Enthält das Rauchgas Schadgase oder Säuren, so kann der Trommel 6 eine als Trichter angedeutete Vorrichtung 6a zugeordnet werden, durch die der Trommel direkt oder der Rauchgasleitung 2 vor der Trommel Additive zur Bindung der Schadgase oder zur trockenen Neutralisation der Säuren zugesetzt werden.

Nach dem Schema F i g. 1 a ist die Trommel 7 bzw. der Speicherbereich 7 oberhalb des Filtergehäuses 3 in der Rauchgasleitung 2 angeordnet, so daß dann die von den Körpern 7 periodisch durch Krafteinwirkung gelösten und mindestens teilweise agglomerierten Staubteilchen mit dem Rauchgas fallend in das Filter 3 gelangen.

Man kann auch so vorgehen, daß mehrere Speicherbereiche parallel in die Rauchgasleitung geschaltet werden, um dadurch eine Aufteilung des Rauchgasstromes und dadurch eine bessere Beherrschung des Zeitfaktors, & h„ der Speicherzeit der Staubteilchen zu erreichen.

Man kann aber auch nach dem Schema der Fig. Ib mindestens zwei Speicherbereiche der beschriebenen Art hintereinander in der Rauchgasleitung 2 anordnen, und zwar vorteilhaft dann, wenn heiße Rauchgase abzureinigen und auf die für das Filter 3 verträgliche Temperatur herabzukühlen sind. In diesem Fall wird anstelle eines üblichen Kühlers dem zuerst durchströmten Speicherbereich la oder mehreren zuerst nachein- ander durchströmten Speicherbereichen la über eine Leitung Ib und Düsen Kühlwasser zugeführt, um die Rauchgastemperatur durch Verdampfung des Wassers herabzusetzen. Damit man es in der Hand hat, die endgültige Temperatur des in den filternden Abscheider 3 eintretenden Rauchgases einzuregeln, kann eine Beipaßleitung 2a für einen Teil der heißen Rauchgase dem folgenden oder letzten Speicherbereich 7 durch eine einstellbare Klappe regelbar zugeführt werden, so daß die gekühlten Rauchgase mit heißen Rauchgasen gemischt evtl. auch mit Zusatz von Außeniuft gemischt werden, um die verträgliche Temperatur für den filternden Abscheider 3 zu erreichen. Anstelle von Wasser können unter Umständen auch wäßrige Lösungen zur Anwendung kommen, um chemische

Bindungen mit Schadgasen oder Säuren zu erzielen.

Schließlich ist es auch in bekannter Weise möglich, den innerhalb des Abscheiders 3 bei den periodischen Abreinigungen der Filterflächen gelösten und niedersinkendefi Staub den Filterflächen im Kreislauf mit dem Rauchgas wieder zuzuführen, um im Abscheider 3 eine zusätzliche Agglomeration der im Speicherbereich voragglomerierteR Staubteilchen herbeizuführen, ohne daß der Filterwiderstand erhöht wird und mit dem Ziel, die Abreinigung der Filterflächen, z. B. durch Gegen- Stromspülung und/oder Rüttelung noch weiter zu begünstigen.

Weiter kann dem Speicherbereich 7 oder der Rauchgasleitung 2 vor dem Speicherbereich Staub als Agglomerationskerne für die Staubteilchen großer

Adhäsionskraft zugeführt werden.

Anstelle der drehend antreibbaren Sieb- oder Lochtrommel 6 mit Körperfüllung kann in die Rauchgasleitung 2 durch ein aus Loch- oder Siebblech ein mit schweren Körpern gefüllter, vom Rauchgas durchströmter Raum geschaffen werden, in welchem ein Rührwerk für die Körper vorgesehen ist (F i g. 2a) durch das die Körper periodisch in reibende Bewegung versetzt werden, um die gespeicherten Staubteilchen freizusetzen, damit sie mit dem Rauchgas dem filternden Abscheider agglomeriert zugeführt werden können Nach dem Beispiel F i g. 3 sind zur Erzielung eines Speicherbereiches in der Staubgasleitung 2 auf einer durch einen Motor t0 antreibbaren Welle 11 hintereinander abwechselnde Ringscheiben 12 und 13 angeord

ss net, die so liegen, daß die Ringscheiben 12 außen und die Scheiben 13 an der Innenkante umströmt werden, se daß der Feinstaub genügend Zeit hat, sich an der Ringscheiben anzulagern. Sobald sich größere Staub mengen agglomeriert angelagert haben und dei Durchströmwiderstand ein vorgegebenes Maximurr erreicht hat, werden die Ringscheiben 12,13 durch der Antrieb 10 in Umdrehung versetzt, wobei dei angelagerte Staub auf einer oder beiden Seiten dei Scheiben 12, 13 durch feststehende Bürsten 14 odei Schaber von den Ringscheiben gelöst wird und mit den Rauchgas dem Filter 3 zugeführt wird.

Nach dem Beispiel F i g. 4 ist als Speicherbereich au einer periodisch antreibbaren Welle 15 eine gasdurch

lässige Scheibe 16 angeordnet, die aus mehreren L.och- oder .Siebscheiben mit zueinander versetzten Löchern oder aus einem mehrschichtigen Drahtgeflecht besieht. Dieser Scheibe 16 ist auf der gasbeaufschlagten Seite oder auf beiden Seiten eine feststehende Bürste 17, z. B. Z.ylinderbürste zugeordnet, die um ihre Achse umlaufend angetrieben werden kann. Sobald sich an oder in der Scheibe Feinstaub so weit angelagert hat. daß ihr

Widerstand ein vorgegebenes Maximum erreicht, wird die Scheibe 16 und gleichzeitig die Bürste 17 in Umdrehung versetzt, um den angelagerten Staub zu lösen, damit er agglomeriert mit dem Staubgas dem Filter 3 zugeführt werden kann. Anstelle oder zusätzlich zu den Abreinigungsbürsten kann die Scheibe 16 durch Druckluft abgereinigt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Schlauch- oder Taschenfilter zur Filterung von Rauchgasen, insbesondere von Rauchgasen mit feinsten Staubteilchen großer Adhäsionskraft, bei dem die Schläuche oder Taschen durch Gegenstrom und/oder Rüttelung periodisch nacheinander abgereinigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schlauch- oder Taschenfilter (3) eine vom zu filternden Rauchgas durchströmte Loch- oder Siebtrommel (6) oder ein an sich bekannter Lochoder Siebbehälter vorgeschaltet ist, die bzw. der mit eingefüllten, regelmäßigen oder unregelmäßigen Körpern (7), wie Kugeln, Ringer oder dergleichen, versehen ist, welche periodisch durch Trommeldrehung oder ein an sich bekanntes Rührwerk in gegenseitig reibende Bewegung versetzbar sind.

2. Schlauch- oder Taschenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihm mehrere parallel oder hintereinander geschaltete Trommeln (6) oder Behälterzugeordnet sind.

3. Schlauch- oder Taschenfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Teilmengen von heißen Rauchgasen im Nebenschluß zu wenigstens einer Trommel oder einem Behälter geführt sind.

4. Schlauch- oder Taschenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommel oder dem Behälter oder der zu ihr oder ihm führenden Rauchgasleitung eine Vorrichtung (6a) zur Zufuhr von Staub als Agglomerationkerne oder von Additiven zur Bindung von Schadgasen oder zur Ne^iralisation von Säuren zugeordnet ist.

5. Schlauch- oder Tasche-füter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine zu ihm führende, unterhalb der "^rommel (6) oder des Behälters durchbrochene Rauchgasleitung (2) mit einem eine Austragsschleuse aufweisenden Staubsammeltrichter versehen ist.

6. Schlauch- oder Taschenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die eingefüllten Körper (7) aus Stahl, Keramik oder sonstigem schweren Material eine Hauptabmessung von 5 bis 30 Millimeter besitzen.

7. Schlauch- oder Taschenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abreinigung heißer Rauchgase bei Anordnung mehrerer Trommeln (6, 7) oder Behälter hintereinander mindestens einer ersten (7ajoder einem ersten eine Vorrichtung (Tb) zur Zufuhr von Kühlwasser zugeordnet ist. und daß eine regelbare Bypaßleitung (2a) der heißen Rauchgase vor der letzten Trommel (7) oder dem letzten Behälter in die Rauchgasleitung mündet.

8. Schlauch- oder Taschenfilter nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der Trommel (6, 7) oder dem Behälter ein Differenzdruck-Meßgerät (9) zugeordnet ist, welches bei einem vorgegebenen maximalen Durchströmwiderstand der Trommel oder des Behälters die Trommeldrehung oder das Rührwerk eingeschaltet und bei Erreichen eines vorgegebenen Minimalwiderstandes abschaltet.