DE19857631A1 - Vorrichtung zum Filtern von heissen staubbeladenen Gasen - Google Patents
Vorrichtung zum Filtern von heissen staubbeladenen GasenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Filtern von heißen staubbeladenen Gasen, bestehend aus rohr- oder kerzenförmigen keramischen Filterelementen (4), die parallel zueinander in einem geschlossenen, einen Rohgasraum (7) und einen Reingasraum (8) aufweisenden Gehäuse (1) angeordnet sind und aus einem eine Austrittsöffnung (15) aufweisenden, im übrigen geschlossenen Hohlkörper bestehen, wobei die Austrittsöffnung (15) mit dem Reingasraum (8) in Verbindung steht. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (4) einen Querschnitt mit drei Ecken und somit drei Seitenflächen (12) aufweisen und benachbarte Filterelemente (4) so angeordnet sind, dass ein zwischen ihren Seitenflächen (12) verbleibender Zwischenraum (13) minimiert ist. Dadurch werden die Packungsdichte erhöht und das Bauvolumen der Filtereinheiten reduziert.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Filtern von heissen staubbeladenen
Gasen mit Hilfe von keramischen Filterelementen.
Eine derartige Vorrichtung ist z. B. aus EP 0 428 862 B1 bekannt. Die Vorrichtung
zum Filtern von heissen staubbeladenen Gasen besteht aus einem zylindrischen
Gehäuse, das Filterkerzen aufnimmt. Wegen der hohen Temperaturen bestehen
die Filterkerzen aus keramischem Material. Das Gehäuse enthält einen
Rohgasraum und einen Reingasraum und ist in seinem unteren Teil trichterförmig
ausgebildet. Der Trichter dient als Sammelraum für den abgeschiedenen Staub.
Die Filterkerzen weisen einen Hohlkörper mit einer porösen Wandung auf. Das
eine Ende des Hohlkörpers ist verschlossen, das andere Ende ist offen und bildet
die Austrittsöffnung für das Reingas. Der Innenraum des Hohlkörpers steht somit
mit dem Reingasraum in Verbindung, während die Aussenseite des Hohlkörpers
mit dem Rohgasraum in Verbindung steht. Die Filterkerzen sind stehend
angeordnet, oberhalb ihrer Auflagefläche seitlich mit Spiel abgestützt und weisen
eine zylindrische Innenwand auf.
Aus DE-C-35 15 365 ist ein Hochtemperaturfilter bekannt, bei dem rohr- oder
kerzenförmige Filterelemente parallel zueinander hängend in einer in einem
geschlossenen Gefäss horizontal angeordneten hochtemperaturfesten Lochplatte
plaziert sind. Die Lochplatte unterteilt den Behälter in einen Rohgas- und einen
Reingasraum. Die Filterelemente weisen einen runden Querschnitt auf und haben
an ihrem oberen Ende eine flanschförmige Verdickung, mit der sie sich an der
Lochplatte abstützen. Das zu filternde Rohgas strömt unter Überdruck von aussen
nach innen durch die Filterelemente.
Die Form der für die Heissgasfiltration bisher verwendeten keramischen rohr- oder
kerzenförmigen Filterelemente mit rundem Querschnitt hat den Nachteil, dass
vergleichsweise viele Filterkerzen verwendet werden müssen, um eine bestimmte
Filtergeschwindigkeit erreichen zu können. Dies führt zu grossen Filterbehältern
und damit zu erhöhten Anlagekosten.
Aus DE 196 06 508 A1 ist eine Schlauchfilteranordnung bekannt, bei der zwei
benachbarte Schlauchfilter zu Reinigungszwecken gleichzeitig mit Druckluft
beaufschlagbar sind. Die Schlauchfilter bestehen aus textilem Filtermaterial, das
von einem korbartigen Gestell bzw. einem Skelett gestützt ist. In einer
Ausführungsvariante haben die Schlauchfilter einen dreieckigen Querschnitt,
wobei jeweils zwei Schlauchfilterreihen ineinander verschachtelt sind, d. h. die
Ecken der Dreiecke der einen Reihe liegen jeweils zwischen benachbarten
Dreiecken der anderen Reihe. Zwischen den Reihenpaaren sind gassenartige
Zwischenräume vorhanden, die senkrecht zur Strömungsrichtung des durch die
Schlauchfilteranordnung strömenden Gases verlaufen. Mit dieser Anordnung wird
die Packungsdichte der Schlauchfilter erhöht.
Die Erfindung versucht, die oben beschriebenen Nachteile zu vermeiden. Ihr liegt
die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Filtern von heissen staubbeladenen
Gasen, bestehend aus rohr- oder kerzenförmigen keramischen Filterelementen,
die parallel zueinander in einem geschlossenen, einen Rohgasraum und einen
Reingasraum aufweisenden Gehäuse angeordnet sind und aus einem eine
Austrittsöffnung aufweisenden im übrigen geschlossenen Hohlkörper bestehen,
wobei die Austrittsöffnung mit dem Reingasraum in Verbindung steht, zu schaffen,
mit welcher gegenüber den bekannten keramischen Filterelementen mit rundem
Querschnitt eine grössere Packungsdichte der Filterelemente sowie ein grösseres
Verhältnis von Oberfläche zu Volumen realisiert werden kann und somit eine
grössere Filterfläche zur Verfügung steht, so dass zur Erzielung einer bestimmten
Filtergeschwindigkeit eine reduzierte Anzahl an Filterelementen notwendig ist.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Filterelemente einen
Querschnitt mit drei Ecken und somit drei Seitenflächen aufweisen und
benachbarte Filterelemente so angeordnet sind, dass ein zwischen ihren
Seitenflächen verbleibender Zwischenraum minimiert ist.
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass eine grössere Packungsdichte der
Filterelemente realisiert werden kann, was zu kleineren Filterbehältern und damit
geringeren Kosten führt.
Es ist zweckmässig, wenn die Seitenflächen der Filterelemente jeweils eben
ausgebildet sind. Der Querschnitt der Filterelemente ist dann ein gleichseitiges
Dreieck. Der Vorteil dieser Ausführung besteht darin, dass Filterelemente mit
derartigen drei ebenflächigen Seitenflächen einfach herstellbar sind.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Seitenflächen der Filterelemente jeweils konkav
gekrümmt ausgebildet sind. Die Seitenflächen sind somit nach innen gewölbt, so
dass der Querschnitt der Filterelemente drei Schenkel aufweist. Dadurch wird ein
grösseres Verhältnis von Oberfläche zu Volumen erreicht, was dazu führt, dass
zur Erreichung einer bestimmten Filtergeschwindigkeit weniger Filterelemente
notwendig sind.
Ausserdem ist es von Vorteil, wenn die Filterelemente in parallelen Reihen
angeordnet sind, wobei benachbarte Filterelemente innerhalb einer Filterreihe
jeweils um 180° versetzt und benachbarte Filterelemente benachbarter
Filterreihen identisch angeordnet sind oder wenn die Filterelemente in parallelen
Reihen angeordnet sind, wobei benachbarte Filterreihen jeweils um eine halbe
Teilung versetzt angeordnet sind und die Filterelemente jeder Filterreihe identisch
angeordnet sind. Dann sind besonders dichte Packungen von Filterelementen mit
dreieckigem Querschnitt und ebenen Seitenflächen möglich.
Schliesslich ist es bei Filterelementen mit drei konkav gewölbten Seitenflächen
vorteilhaft, wenn die Filterelemente in parallelen Reihen angeordnet sind, wobei
benachbarte Filterreihen jeweils um eine halbe Teilung versetzt angeordnet sind
und die Filterelemente jeder Filterreihe identisch angeordnet sind oder die
Filterelemente benachbarter Filterreihen jeweils um 180° versetzt angeordnet
sind. Auch damit lassen sich besonders hohe Packungsdichten der Filterelemente
erreichen.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt einer Vorrichtung zum Filtern von
staubbeladenen Gasen mit Filterkerzen;
Fig. 2 einen Querschnitt eines erfindungsgemässen Filterelementes in
einer ersten Ausführungsvariante;
Fig. 3 einen Querschnitt eines erfindungsgemässen Filterelementes in
einer zweiten Ausführungsvariante;
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine erste Filterelementanordnung;
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine zweite Filterelementanordnung;
Fig. 6 einen Querschnitt durch eine dritte Filterelementanordnung;
Fig. 7 einen Querschnitt durch eine vierte Filterelementanordnung.
Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der
Fig. 1 bis 7 erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt einer Vorrichtung zum Filtern
staubbeladener heisser Gase. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem
zylindrischen Gehäuse 1, welches in seinem unteren Bereich als Trichter 2
ausgebildet ist. Der Trichter 2 dient als Sammelraum für den abgeschiedenen
Staub und geht in einen Auslassstutzen 3 für den Abzug des Staubes über. Im
Gehäuse 1 sind rohr- oder kerzenförmige Filterelemente 4 angeordnet. Das
Gehäuse 1 ist mit einem Zuführungsstutzen 5 für die Zuführung von zu
reinigendem Rohgas 6 versehen und bildet mit seinem Innenraum einen
Rohgasraum 7 und einen Reingasraum 8. Das Reingas 9 wird über einen
Abzugsstutzen 10 aus dem Reingasraum 8 abgezogen. Die Filterelemente 4 sind
in einer Lochplatte 11, welche den Rohgasraum 7 vom Reingasraum 8 trennt,
eingehängt. Die Filterelemente 4 weisen einen Hohlkörper mit einer porösen
Wandung auf und bestehen aus keramischem Material. Das untere Ende des
Hohlkörpers ist verschlossen, während das obere Ende zur Bildung einer
Austrittsöffnung 15 offen ist. Die Filterelemente 4 sind im Gehäuse 1 derart
angeordnet, dass die Aussenseite der Hohlkörper mit dem Rohgasraum 7 in
Verbindung steht und der Innenraum der Hohlkörper mit dem Reingasraum 8 in
Verbindung steht. Insoweit sind Vorrichtungen zum Filtern von Heissgasen
bekannt.
Erfindungsgemäss weisen die Filterelemente 4 nun eine spezielle Form auf. Sie
haben einen Querschnitt mit drei Ecken, der gemäss Fig. 2 in etwa ein
gleichseitiges Dreieck darstellt oder aber gemäss Fig. 3 ein dreifiedriger
Querschnitt ist, d. h. er weist drei Schenkel auf, welche jeweils in einem Winkel
von 120° voneinander beabstandet, angeordnet sind. Die Seitenflächen 12 der
Filterelemente 4 sind somit entweder eben ausgebildet (Fig. 2) oder sie sind nach
innen gewölbt (Fig. 3).
Die Anordnung der Filterelemente 4 im Gehäuse 1 erfolgt so, dass zwischen den
Seitenflächen 12 benachbarte Filterelemente 4 nur ein möglichst kleiner
Zwischenraum 13 verbleibt.
Die Fig. 4 bis 7 zeigen im Querschnitt schematisch verschiedene Varianten
der Anordnung der Filterelemente 1.
Bei der Ausführungsvariante gemäss Fig. 4 sind die Filterelemente 4 mit einem
Querschnitt eines gleichschenkligen Dreieckes und somit mit drei ebenen
Seitenflächen 12 in parallelen Reihen 14 angeordnet sind, wobei benachbarte
Filterelemente 4 innerhalb einer Filterreihe 14 jeweils um 180° versetzt und
benachbarte Filterelemente 4 benachbarter Filterreihen 14 identisch angeordnet
sind. Dadurch wird eine sehr gute Packungsdichte der Filterkerzen 4 erreicht, die
Zwischenräume 13 zwischen den Filterkerzen 4 sind wesentlich kleiner als z. B.
bei Verwendung von Filterkerzen mit rundem Querschnitt.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsvariante, bei welcher die Filterelemente 4, hier
wiederum mit dem Querschnitt eines gleichschenkligen Dreiecks, in parallelen
Reihen 14 angeordnet sind, wobei benachbarte Filterelemente 4 sowohl innerhalb
einer Filterreihe 14 als auch benachbarter Filterreihen 14 jeweils um 180° versetzt
angeordnet sind. Mit dieser Anordnung wird wiederum eine hohe Packungsdichte
der Filterelemente und damit eine Reduzierung des Bauvolumens der Filteranlage
erreicht.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Die Filterelemente 4 haben in
diesem Falle einen dreifiedrigen Querschnitt, ihre Seitenflächen 12 sind nach
innen gewölbt. Die Filterelemente 4 sind in parallelen Reihen 14 angeordnet, von
denen vier Reihen dargestellt sind, wobei benachbarte Filterreihen 14 jeweils um
eine halbe Teilung, also a/2, versetzt angeordnet sind und die Filterelemente 4
jeder Filterreihe 14 identisch angeordnet sind.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 7 unterscheidet sich von dem in Fig. 6
dargestellten Beispiel dadurch, dass die keramischen Filterelemente 4
benachbarter Filterreihen 14 jeweils um 180° versetzt angeordnet sind. Auch mit
diesen Ausführungsvarianten wird eine hohe Packungsdichte erreicht. Zusätzlich
kommt als weiterer Vorteil hinzu, dass gegenüber den Varianten gemäss Fig. 4
und Fig. 5 das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen vergrössert ist, so dass mit
einer geringeren Anzahl an Filterelementen 4 im Vergleich zu Filterelementen mit
rundem Querschnitt eine bestimmte Filtergeschwindigkeit erreicht werden kann.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen
Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Filterelemente 4 können beispielsweise
nicht als Filterkerzen sondern röhrenförmig ausgebildet sein. Ihre Anordnung im
Gehäuse 1 kann z. B. in mehreren Etagen erfolgen und auch die Zufuhr des
Rohgases 6 bzw. die Abfuhr des Reingases 9 kann an anderen Stellen als oben
beschrieben erfolgen.
1
Gehäuse
2
Trichter
3
Auslassstutzen für Staub
4
Filterelement
5
Einlassstutzen für Pos.
6
6
Rohgas
7
Rohgasraum
8
Reingasraum
9
Reingas
10
Auslassstutzen für Pos.
9
11
Lochplatte
12
Seitenfläche von Pos.
4
13
Zwischenraum
14
Filterreihe
15
Austrittsöffnung
a Teilung der Filterreihen
a Teilung der Filterreihen
Claims (7)
1. Vorrichtung zum Filtern von heissen staubbeladenen Gasen, bestehend
aus rohr- oder kerzenförmigen keramischen Filterelementen (4), die parallel
zueinander in einem geschlossenen, einen Rohgasraum (7) und einen
Reingasraum (8)aufweisenden Gehäuse (1) angeordnet sind und aus
einem eine Austrittsöffnung (15) aufweisenden im übrigen geschlossenen
Hohlkörper bestehen, wobei die Austrittsöffnung (15) mit dem Reingasraum
(8) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente
(4) einen Querschnitt mit drei Ecken und somit drei Seitenflächen (12)
aufweisen und benachbarte Filterelemente (4) so angeordnet sind, dass ein
zwischen ihren Seitenflächen (12) verbleibender Zwischenraum (13)
minimiert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Seitenflächen (12) der Filterelemente (4) jeweils eben ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Seitenflächen (12) der Filterelemente (4) jeweils konkav gekrümmt
ausgebildet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Filterelemente (4) in parallelen Reihen (14) angeordnet sind, wobei
benachbarte Filterelemente (4) innerhalb einer Filterreihe (14) jeweils um
180° versetzt und benachbarte Filterelemente (4) benachbarter Filterreihen
(14) identisch angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Filterelemente (4) in parallelen Reihen (14) angeordnet sind, wobei
benachbarte Filterelemente (4) sowohl innerhalb einer Filterreihe (14) als
auch benachbarter Filterreihen (14) jeweils um 180° versetzt angeordnet
sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Filterelemente (4) in parallelen Reihen (14) angeordnet sind, wobei
benachbarte Filterreihen (14) jeweils um eine halbe Teilung (a/2) versetzt
angeordnet sind und die Filterelemente (4) jeder Filterreihe (14) identisch
angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Filterelemente (4) in parallelen Reihen (14) angeordnet sind, wobei
benachbarte Filterreihen (14) jeweils um eine halbe Teilung (a/2) versetzt
angeordnet sind und die Filterelemente (4) benachbarter Filterreihen (14)
jeweils um 180° versetzt angeordnet sind.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19857631A DE19857631A1 (de) | 1998-12-14 | 1998-12-14 | Vorrichtung zum Filtern von heissen staubbeladenen Gasen |
Applications Claiming Priority (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19857631A1 (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2005118103A1 (de) * | 2004-06-02 | 2005-12-15 | Hydac Filtertechnik Gmbh | Filterelement |
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1998
- 1998-12-14 DE DE19857631A patent/DE19857631A1/de not_active Withdrawn
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