DE9108189U1

DE9108189U1 - Filtrationsapparat zur Entstaubung

Info

Publication number: DE9108189U1
Application number: DE9108189U
Authority: DE
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1990-09-10
Filing date: 1991-07-03
Publication date: 1991-09-26
Anticipated expiration: 2001-07-04

Description

Die Erfindung betrifft einen Filtrationsapparat zur Entstaubung, bestehend aus einem Filtergehäuse mit Rein- und Rohgasraum, einer Trennwand mit daran befestigten Filterelementen, einer Reingasabführung, einer Rohgaszuführung, einem Staubaustrag mit Sedimentationszone sowie einer Druckgasleitung zur Spülgaszuführung.

Ein solcher Filtrationsapparat ist aus der DE-OS 38 16 077 bekannt. Bei diesem Filtrationsapparat wird ein allgemein bei kontinuierlich arbeitenden Filtrationsapparaten, die nach dem on-line-Abreinigungsprinzip arbeiten, auftretendes Problem gelöst, das im Wiederanlagern von bereits abgereinigtem Staub besteht. Dieses erneute Anlagern von bereits abgereinigtem Staub an den Filterelementen wird bei diesem Filtrationsapparat durch einen aus dem Prozeßgas bestehenden Sekundärgasstrom unterdrückt. Dieser Sekundärgasstrom erfaßt die abgereinigten, in Schwebe befindlichen Staubpartikeln und wird mit ihnen aus dem Filterbehälter ausge-

Geschäftsführer:
Dr.-Ing. Eduard Hamm Prof. Dr.-Ing. Karl Knoblauch Dipl.-Kfm. Alfred Linden Dr. rer.nat. Alois Ziegler

Sitz der Gesellschaft: Essen
Registergericht: Amtsgericht Essen HRB 809

Commerzbank AG₁ Essen Nr 4314100 (BLZ 36040039) Deutsche Bank AG, Essen Nr, 1055847 (BLZ 36070050) Postgiroamt Essen
Nr, 18423-432 (BLZ 360100 43)

schleust. Nachfolgend wird der Sekundärgasstrom in einem zweiten Apparat separat entstaubt. Neben der Notwendigkeit eines zweiten Entstaubers ist diese Methode mit einem erheblichen Verlust an Prozeßgas von bis zu 10 % verbunden, was bei prozeßintegrierten Entstaubungsaufgaben, wie beispielsweise bei der Entstaubung im Rahmen von Gas- und Dampf-Prozessen, den Wirkungsgrad dieser Verfahren spürbar vermindern kann.

Die Abreinigung von mit Staub beladenen Staubfiltern erfolgt, wie beispielsweise aus Löffler, F.; Dietrich, W.; Flatt, H. : "Staubabscheidung mit Schlauchfiltern und Taschenfiltern", Braunschweig: Vieweg 1984, S. 191 - 209, bekanntgeworden ist, durch eine mehr oder weniger kurzfristige Strömungsumkehr der fluiden Phase an der Filteroberfläche. Dabei wird der Staub von dem Filterelement entfernt. Der diskontinuierliche Betrieb, der durch die Folge von Filtrations- und Abreinigungsphasen bedingt ist, sollte bei einer technischen Anwendung nicht zu einer Unterbrechung im Entstaubungsprozeß führen. Ein Filtrationsapparat hat deshalb mehrere Filterelemente und die Abreinigung der Filterelemente erfolgt zeitlich nacheinander, wobei die nicht abgereinigten Filterelemente den anteiligen Volumenstrom des gerade abgereinigten Filterelementes mit übernehmen. Auf diesem Wege wird ein quasikontinuierlicher Betrieb des Filtrationsapparates realisiert. Bei dieser sogenannten Off-Line-Abreinigung werden die abgereinigten Filterelemente reingasseitig abgesperrt, bis der Feinstaub aussedimentiert ist. Die abgereinigten Partikel neigen zu einer Anlagerung an die Filterelemente, die sich in der Filtrationsphase befinden, a. a. 0., S. 239, 240. Bei einer kurzzeitigen Strömungsumkehr, wie sie von den sogenannten Jet-Pulse Abreinigungsfiltern im On-line-Betrieb bekannt sind,

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können sich die abgereinigten Partikel auch wieder an das Filterelement anlagern, von dem sie kurz vorher abgereinigt wurden. Diese Vorgänge sind unerwünscht und führen in der Praxis zu kürzeren Abreinigungsintervallen mit der Folge einer höheren mechanischen Belastung der Filterelemente und einem höheren Spülluftbedarf, verbunden mit einem höheren Druckverlust des Filters. Ebenso ist eine zunehmende Anreicherung des Feinstaubes im Filtrationsapparat zu beobachten, die zu einem instationären Betrieb des Filters führt. Als Gegenmaßnahme ist a. a. 0., S. 238, angegeben, daß zwischen den einzelnen Filterelementen eines Filtrationsapparates Abstände von 5 bis 8 cm erforderlich sind, um zu verhindern, daß zu viele Staubpartikel nach dem Abreinigungsstoß an umliegende Filterelemente geworfen werden und sich dort anlagern. Um das Wiederanlagern von abgereinigten Partikeln an Filterelementen zu verhindern, kann die sogenannte off-line-Betriebsweise angewandt werden. Dabei werden die Filterelemente während der Abreinigung und für eine Zeitspanne nach der Abreinigung reingasseitig gesperrt, die für die Sedimentation der meisten der abgereinigten Partikel in den Staubaustrag ausreicht.

Beide Vorschläge können die beschriebenen Probleme nicht beseitigen und bedingen weitere unerwünschte Folgen für die Auslegung und den Betrieb von Staubfiltern:

So hat der erforderliche Abstand zwischen den Filterelementen bei gegebener Filterfläche einen direkten Einfluß auf die Baugröße des Filtrationsapparates. Die off-line-Betriebsweise erfordert die Installation von zusätzlicher Filterfläche und von zusätzlichen Absperrarmaturen. Im Hinblick auf die Anwendung der filternden Entstaubung bei hohen Temperaturen und unter Druck sind die Abmessungen der

erforderlichen Filtrationsapparate durch konstruktive und sicherheitstechnischen Randbedingungen und insbesondere aus Kostengründen bestimmt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des gattungsgemäßen Filtrationsapparates zu vermeiden und ein Wiederanlagern von abgereinigtem Staub, insbesondere bei der on-line-Abreinigung, ohne Bereitstellung eines zusätzlichen Entstaubers und ohne Prozeßgasverluste zu erreichen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 niedergelegt .

Beim erfindungsgemäßen Filtrationsapparat wird ein Wiederanlagern von abgereinigtem Staub vermieden. Weitere Vorteile sind niedrigere Druckverluste in den Filterelementen, eine geringere Abreinigungsfrequenz und ein verminderter Spülluftbedarf.

In der Zeichnung ist ein Filtrationsapparat mit der Vorrichtung zur Verbesserung des Abreinigungsverhaltens in einem Längsschnitt dargestellt:

In der Figur ist ein Filtrationsapparat 16 abgebildet, der aus einem Filtergehäuse 1 besteht, in dem eine waagerecht angeordnete Trennplatte 4 einen Rohgasraum 2 von einen Reingasraum 3 trennt. Das Filtergehäuse 1 geht im unteren Bereich in einen Austragskonus 17 über, an dem ein Staubaustrag 14 angeschlossen ist. Im Austragskonus 17 bildet

sich eine Sedimentations zone 6 aus. Im Rohgasraum 2 sind Filterelemente 5 untergebracht, die an der Trennplatte 4 befestigt sind.

Reingasraum 3 und Rohgasraum 2 sind durch Strömungsleitbleche 8 in Segmente 7 unterteilt, in denen sich die Filterelemente 5 befinden.

Das Rohgas gelangt über eine Rohgasleitung 10 in den Rohgasraum 2, in dem eine Prallplatte 9 im Abstand von der Rohgasleitung 10 angebracht ist.

Jedem Segment 7 im Reingasraum 3 ist eine Reingasstichleitung 18 zugeordnet, die in eine Reingassammelleitung 11 mündet.

Vor den Öffnungen der Filterelemente 5 zum Reingasraum 3 hin sind Druckgasstichleitungen 19 mit ihrem Ausgang angeordnet, in denen Abreinigungsventile 15 vorgesehen sind und die in eine Druckgassammelleitung 13 münden. Die Druckgassammelleitung 13 wird von einem Druckspeicher 12 aus mit Druckgas beschickt.

Die Strömungsleitbleche 8 unterteilen sowohl den Reingasraum 3 als auch den Rohgasraum 2 in Segmente 7, die durch die Trennplatte 4 begrenzt sind. Nach unten hin münden alle Segmente 7 in eine gemeinsame Sedimentationszone 6 mit Staubaustrag 14 ein. Die Anzahl der Filterelemente 5 pro Segment 7 hängt von der installierten Filterfläche, den Dimensionen der Filterelemente 5 und von den jeweiligen konstruktiven Gegebenheiten ab. Prinzipiell gibt es keine Begrenzung. Die Anzahl der Segmente 7 sollte aber mindestens

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fünf betragen, um den gewünschten Effekt zu erhalten. Die Rohgaseinspeisung erfolgt am oberen Ende eines jeden Segmentes 7.

Während des Entstaubungszyklusses wird das staubbeladene Gas jedem Segment 7 im oberen Bereich des Rohgasraumes 2 zugeleitet. Nach Auslösung des Abreinigungszyklusses werden die Filterelemente 5 eines Segmentes 7 gleichzeitig on-line abgereinigt. Bei der zeitlich kurzen Jet-Pulse-Abreinigung und auch beim Abreinigen durch Gegenspülen wird das mit dem abgereinigten Staub beladene Abreinigungsgas in Richtung zur Sedimentationszone 6 gefördert. In dieser strömungsberuhigten Zone kann der Staub ungestört aussedimentieren. Um eine möglichst vollständige Entleerung der Segmente 7 vom beladenen Abreinigungsgas zu erreichen, sollte das Volumen des Abreinigungsgases etwa dem Volumen eines Segmentes 7 entsprechen. Dabei kann dieses Volumen aufgeteilt sein, zwischen einem Anteil, der über ein Jet-Pulse eingebracht wird und einem Anteil, der ähnlich einer Abreinigung mit Spülluft wirkt. Die Wahl zwischen diesen beiden Arten der Abreinigung oder ihres Verhältnises zueinander wird durch den jeweiligen Filterelementtyp bestimmt.

Insbesondere bei Spaltfiltern, die z. B. aus der DE 35 29 272 A 1 bekannt sind, ist es aufgrund des erforderlichen geringen Spülluftbedarfes und Spülluftdruckes besonders einfach möglich, die Abreinigung, wie erfindungsgemäß vorgeschlagen, vorzunehmen, so daß eine möglichst effektive Überführung des beladenen Abreinigungsgases in die Sedimentationszone 6 gegeben ist. Die Einspeisung des Rohgases von "oben" in jedes Segment 7 unterstützt zu jeder Zeit die Bewegung in Richtung zur Sedimentationszone 6 und verhindert

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weitgehend eine Rückförderung von abgereinigtem Staub aus der Sedimentationszone 6 in ein Segment 7.

Beispiel

Bei der Entstaubung von Rauchgasen einer Wirbelschichtfeuerung wurde ein Filtrationsapparat konventioneller Bauweise im on-line-Betrieb abgereinigt (Anströmung von unten; keine Segmentierung). Der Abreinigungsimpuls mit einem Vordruck von 5 bar dauerte 0,3 s. Ein Kriterium für die Abreinigungseffektivität ist der sich nach der Abreinigung einstellende Druckverlust des Filtrationsapparates. Bei einer Filterflächenbelastung von 2,5 cm/s, einer Rohgasstaubbeladung von 20 g/m-* und einer Rohgastemperatur vom 180 ⁰C stellte sich ein Druckverlust von 1,6 kPa mit steigender Tendenz ein.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Filtrationsapparates konnte der Druckverlust des Filters auf ca. 1,2 kPa reduziert werden, obgleich der Vordruck des Abreinigungsimpulses von ebenfalls 0,3 s nur noch etwa 3 bar betrug. Damit verbunden ist ein Minderverbrauch an Spülluft von etwa 25 %. Der Druckverlust blieb konstant.

BEZUGSZEICHENLISTE

1	Filtergehäuse
2	Rohgasraum
3	Reingasraum
4	Trennplatte
5	Filterelement
6	Sedimentationszone
7	Segment
8	Strömungsleitblech
9	Prallplatte
10	Rohgasleitung
11	ReingasSammelleitung
12	Druckspeicher
13	DruckgasSammelleitung
14	Staubaustrag
15	Abreinigungsventi1
16	Filtrationsapparat
17	Austragskonus
18	Reingasstichleitung
19	Druckgasstichleitung

Claims

1. Filtrationsapparat zur Entstaubung, bestehend aus einem Filtergehäuse mit Rein- und Rohgasraum, einer Trennwand mit daran befestigten Filterelementen, einer Reingasabführung, einer Rohgaszuführung, einer Sedimentationszone mit Staubaustrag sowie einer Druckgasleitung zur Spülgaszuführung, dadurch gekennzeichnet, daß der Reingasraum (3) und der Rohgasraum (2) über Strömungsleitbleche (8) in die Spaltfilterelemente (5) enthaltende Segmente (7) unterteilt sind, die zur Sedimentationszone (6) hin geöffnet sind und denen im Reingasraum (3) jeweils eine Druckgasstichleitung (19) zugeordnet ist.

Geschäftsführer:
Dr.-Ing. Eduard Hamm Prof. Dr.-Ing. Karl Knoblauch DipL-Kfm. Alfred Linden Dr. rer nat. Alois Ziegler

Sitz der Gesellschaft: Essen
Registergericht: Amtsgericht Essen HRB 809

Commerzbank AG, Essen Nr. 4314100 (BLZ 36040039) Deutsche Bank AG₁ Essen Nr 1055847 (BLZ 36070050) Postgiroamt Essen
Nr. 18423-432 (BLZ 36010043)

2. Filtrationsapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Druckgasstichleitungen (19) jeweils mit einem Abreinigungsventil (15) ausgerüstet sind.

3. Filtrationsapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Druckgasstichleitungen (19) über eine Druckgassammelleitung (13) an einem Druckgasspeicher (12) angeschlossen sind.

4. Filtrationsapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß im Rohgasraum (2) vor der Rohgasleitung (10) eine Prallplatte (10) angeordnet ist.