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Filtervorrichtung zur Reinigung staubhaltiger Luft, Rohgasen und Dämpfen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Filtervorrichtung zur Reinigung staubhaltiger Luft, Rohgase und
Dämpfe mit einer oder mehreren horizontal durchströmten, durch parallele Gitterflächen begrenzte
Filterschichten aus losem, körnigem Material, wobei das Filtermaterial zur Regenerierung durch Druck- luft der Filterschicht unten entnommen und oben wieder zugeführt und der vom Filtermaterial gelöste
Staub in einem Abscheider abgeschieden werden.
Es sind Einrichtungen zur Reinigung und Umlagerung von Filtermaterial in Filterschichten bekannt, bei denen das Filtermaterial durch Saug- oder Druckluft der Filterschicht unten entnommen und oben wieder zugeführt wird. Das Filtermaterial wird dabei durch das Anprallen an die Wandungen der Förder- einrichtung und die Reibung im Förderrohr von den Staubteilchen getrennt, die dann ihrerseits aus dem Druckluft- oder Saugluftstrom in einem Windsichter abgeschieden werden. Die Rückführung des Filtermaterials in die vertikale Filterschicht erfolgt dabei über eine Klappe, die sich nach einer bestimmten Belastung durch das Filtermaterial öffnet und dieses in die Filterschicht zurückfallen lässt.
Durch die Reibung des Filtermaterials an den Wandungen des Förderrohres und durch die zur Lösung des Staubes vom Filtermaterial vorgesehenen Anprallstellen in der Förderanlage ist diese sehr grossen Verschleisserscheinungen unterworfen. Ebenso ist die erwähnte bewegliche Klappe zur Rückführung des Filtermaterials in die Filterschicht starkem Verschleiss unterworfen und kann sich durch eingeklemmtes Filtermaterial leicht verklemmen, so dass die Funktionsfähigkeit der Anlage in Frage gestellt ist. Durch das schubweise Zurückfallen des Filtermaterials in die Filterschicht ist auch das Filtermaterial sehr gro- ssen Beanspruchungen ausgesetzt, was seine Lebensdauer stark herabsetzt. Durch die vorbeschriebene Anordnung ist es nicht zu vermeiden, dass insbesondere besonders feinkörniger Staub wieder in die Filterschicht mit zurückfällt und nicht in den Abscheider gelangt.
Zur Beseitigung dieser Nachteile hat sich die Erfindung zur Aufgabe gestellt, die Regenerierung des Filtermaterials in derartigen Filterschichten so vorzunehmen, dass scharfe Umlenkungen des Filtermaterials in dem Bereich, in dem es bewegt wird, völlig vermieden werden und auch die Rückführung des Filtermaterials in die Filterschicht in für das Material schonender Art und Weise vorgenommen wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung bei einer Filtervorrichtung der eingangs erwähnten Art vor, dass sich die die Filterschichten begrenzenden Gitterflächen in ihrem unteren Teil konisch verengen und sich ein Förderrohr mit seiner Eintrittsöffnung direkt über einer unten in der Filterschicht einmündenden Förderdüse befindet und das Förderrohr in einem darüber angeordneten Beruhigungsraum mündet, wobei in der Austrittsöffnung eine Luftstrom-Siebvorrichtung angeordnet ist, deren Maschenweite etwas kleiner als die Korngrösse des verwendeten Materials ist, so dass das Filtermaterial der Filterschicht durch Überrollen der Siebvorrichtung wieder zuführbar ist und unterhalb der Siebvorrichtung eine Saugleitung zum Absaugen der mit Staub oder Verunreinigungen beladenen Förderluft in den Abscheider vorhanden ist,
und dass Regelventile angeordnet sind, durch welche die Saug- und Druckluft derart aufeinander abgestimmt werden können, dass in dem Beruhigungsraum kein Druck oder ein ge-
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ringer Unterdruck herrscht.
Um Schütt- bzw Fördergüter stark unterschiedlicher Körnung zu trennen, bedarf es keiner scharfen Umlenkungen oder Windungen bzw. Prallvorgänge, da sich solche Materialien bereits bei einfachen För- dervorgängen-wie dies die pneumatische Förderanlage darstellt-entmischen. Die Eindüsung des Fil- termaterials erfolgt am unteren Ende der Filterschicht in das Förderrohr fast aus der Ruhe des Filterma- terials heraus bzw. lediglich aus dem Nachrutscheffekt heraus, wobei dieses Nachrutschen durch den
Unterdruck des Injektionsvorganges noch begünstigt wird.
Erst durch den Düsenstrom wird dem Förder- gut eine geeignete Fördergeschwindigkeit erteilt, wodurch es in Turbulenz im Förderrohr hochgeführt wird, an deren Ende die Geschwindigkeit des Filtermaterials derart verringert wird, dass dieses regel- recht aus der Rohrmündung quillt, anstatt mit der Fördergeschwindigkeit gleich herauszuschiessen und im Beruhigungsraum anzuprallen, wodurch es zerstört werden könnte.
Durch die im Förderrohr herrschende Turbulenz und die damit verbundene innere Reibung des Fil- termaterials hat sich der Staub von dem Filtermaterial gelöst und wird durch die Siebvorrichtung ge- meinsam mit der Förderluft zwangsläufig abgesaugt. Das Sieb wird durch den Luftstrom und das Über- kullem der Filterkömer freigehalten, wodurch einer Verstopfung der Maschinen wirksam entgegengear- beitet wird. Dieses Sieb ist als einziger nennenswerter Verschleissteil der Anordnung anzusehen.
Der Rückfall des Filtermaterials in die Filterschicht und der Abtransport des abgetrennten Staubes kann durch das Zusammenwirken der Druck- und Saugluft von statten gehen, ohne dass ein weiterer
Steuer- oder Absperrmechanismus notwendig ist, da die Förderung so eingeregelt werden kann, dass kein Druck in der Beruhigungskammer bzw. ein geringer Unterdruck darin herrscht. Dieser Unterdruck verhindert ein Rückströmen von Teilen des abzuführenden Staubes in das Filter. Dieser Unterdruck kann leicht dadurch erzielt werden, dass man die Saugluftmenge etwas grösser bemisst als die Förderluftmenge in der Mündung des Förderrohres.
Ein weiterer Vorteil der Anordnung liegt darin, dass keine beweglichen Teile innerhalb des Filters untergebracht sind, was deren natürlichen Verschleiss ausschliesst. Dies macht sich besonders bei der
Entstaubung sehr heisser Gase vorteilhaft bemerkbar, da lediglich die Wahl des jeweiligen Herstellungsmaterials in Verbindung mit dem entsprechenden Filtermaterial die Höhe der oberen Temperaturgrenze für die Beaufschlagung des Filters bestimmt.
Durch die schonende Behandlung des Filtermaterials ist es nunmehr möglich, beispielsweise auch Aktivkohle und anderes empfindliches Filtermaterial einzusetzen.
Gemäss der Erfindung kann die Förderdüse über eine Druckluftleitung mit einem Gebläse mit vorgeschaltetem Einlassregelventil verbunden sein und die Saugleitung über einen Abscheider und ein Auslassregelventil mit einem weiteren Gebläse in Verbindung stehen. Durch die Anordnung von zwei Gebläsen ist es möglich, beispielsweise die staubbeladene Luft auch über grössere Entfernungen zu transportieren, wobei allerdings am Endpunkt der Saug-Förderanlage ein hochwertiger Filter üblicher Bauart notwendig ist.
Die Saugleitung kann gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung über einen Abscheider und ein Gebläse und dieses durch eine Druckluftleitung mit der Förderdüse verbunden sein und die Druckluftleitung mit einem ein Auslassregelventil aufweisenden Abzweig in Verbindung stehen. Dieses Umwälzgebläse kann mit Reingas aus der Anlage arbeiten. Der mit dem Auslassregelventil versehene Abzweig in der Druckluftleitung ist notwendig, um die zur Aufrechterhaltung des Drucknullpunktes oder eines leichten Unterdruckes in dem Beruhigungsraum zusätzlich abgesaugte Luftmenge abführen können.
Erfindungsgemäss kann dabei der mit dem Auslassregelventil versehene Abzweig unter Bildung einer Beipass-Leitung die Druckleitung mit einer Rohgasleitung verbinden.
Gemäss der Erfindung ist das Förderrohr fest innerhalb der Filterschicht angeordnet und die Luftstrom-Siebvorrichtung, über welche die Rückführung des Filtermaterials in die Filterschicht erfolgt, erstreckt sich um die Austrittsöffnung herum. Durch die zentrale Anordnung des Förderrohres wird auf einfache Weise ein gleichmässiges Umwälzen des Filtermaterials bewirkt. Die zentrale Anordnung der Siebvorrichtung um das Förderrohr herum ermöglicht gleichzeitig die gleichmässige Verteilung der zurückzuführenden Filterkömer in die Filterschicht. Die Filterschicht kann dabei einen quadratischen, rechteckigen oder runden Querschnitt aufweisen.
Um die Fördergeschwindigkeit des Filtermaterials im Förderrohr zur Austrittsöffnung hin zu verringem, kann sich das Förderrohr erfindungsgemäss an seiner Austrittsseite im oberen Teil der Filterschicht konisch erweitern.
Bei besonders stark verschmutzten Filterschichten kann es vorkommen, dass das Filtermaterial nicht
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genügend rasch nach unten hin zur Förderdüse nachrutscht und von dieser somit nur Luft in das Förderrohr mitgerissen wird. Um dies zu vermeiden, können sich gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die die Filterschichten begrenzenden Gitterflächen nach unten hin zunächst konisch erweitern und sich dann erst zur Förderdüse hin konisch verengen.
Gemäss der Erfindung sind zur intermittierenden Regenerierung der Filterschichten mehrere Filterschichten parallelgeschaltetund vom Rohgasstrom einzeln abschaltbar in einem Rohgasraum angeordnet.
In diesem Rohgasraum ist erfindungsgemäss unter Weglassung der Gitterflächen und der Siebvorrichtung eine Förderdüse mit Förderrohr zur Entstaubung des Rohgasraumes angeordnet. Die Abschaltung und Regeneration der einzelnen Filterschichten kann beispielsweise immer dann vorgenommen werden, wenn der durch den Filter erzeugte Druckverlust im Rohgasstrom eine bestimmte Höhe erreicht.
Für spezielle Gasreinigungsanforderungen können in dem Rohgasraum auch mehrere jeweils mit einer Fördereinrichtung gemäss der Erfindung versehene Filterschichten mit verschiedenartigem Filtermaterial hintereinandergeschaltet angeordnet sein.
Weitere erfindungsgemässe Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Ansprüchen lediglich als Beispiele aufgeführten Ausführungsformen und den Ansprüchen. Es zeigen : Fig. 1 eine Filtervorrichtung mit zwei Gebläsen in schematischer Darstellung einer Vorderansicht teilweise im Schnitt, Fig. 2 eine Filtervorrichtung in schematischer Darstellung einer Seitenansicht teilweise im Schnitt und Fig. 3 eine Filtervorrichtung mit einem Gebläse in schematischer Darstellung einer Vorderansicht teilweise im Schnitt.
Das Rohgas tritt im Rohgasraum-l-entsprechend den in Fig. 1 eingezeichneten Pfeilen senkrecht durch die als Gitterflächen -2- ausgebildeten seitlichen Begrenzungen der Filterschichten --3-- in den Reingas-Sammelkanal --4--. Im unteren Teil -25-- der Filterschicht --3-- verengen sich die Gitterflächen -2- konisch. Zum Regenerieren des Filtermaterials --5-- und der damit verbundenen Abführung des abgeschiedenen Staubes wird die jeweilige Filterschicht --3-- durch das Absperrorgan --6-- aus dem Hauptgasstrom abgeschaltet.
Gleichzeitig werden die entsprechenden Absperrorgane
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7Druckluftleitung--11--der Düse --12-- Druckluft zugeführt. Direkt über der Düse --12-- befindet sich ein Förderrohr-13-, das in einen über der Filterschicht --3-- angeordneten Beruhigungsraum --14-einmündet. Durch die Douse-- 2-- wired in das Förderrohr so viel Luft bzw.
Gas eingeblasen, wie erforderlich ist, um das Filtermaterial -5-- durch das Förderrohr bis in den Beruhigungsraum zu befördern.
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--14-- gelangte Filtermaterial --5-- fälltFiltermaterial--5-- gelöst und wird durch eine unterhalb der Siebvorrichtung --15-- angeordnete Saug- leitung--16-- abgesaugt. Die Saugleitung --16-- führt zu einem Zyklon --17--, der über ein Auslassregelventil --18-- mit einem weiteren Gebläse --19-- in Verbindung steht.
Mit --12'-- ist eine weitere unten im Rohgasraum-l-angeordnete Düse bezeichnet, über der sich die Eintrittsöffnung eines Förderrohres --13, -- befindet, das unter Fortfall eines dieses umgebenden Filterschicht und der Siebvorrichtung direkt mit der Saugleitung --16-- über ein Absperr-Organ --7'-- zur Reinigung des Roh- gasraumes --1-- von Staubablagerungen verbunden ist.
Durch die Einlass- bzw. Auslassregelventile --10 und 19-- wird der Regenerationsvorgang der Filterschichten --3-- derart gesteuert, dass in dem Beruhigungsraum --14-- kein Druck oder ein geringer
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austritt und nicht gegen die Wände des Beruhigungsraumes --14-- geschleudert wird. Das Filtermaterial - rollt dann infolge der Schwerkraft über die Siebvorrichtung --15--. Die Saugluft setzt nunmehr erst unterhalb dieser Siebvorrichtung --15-- an, so dass die Förderluft gezwungen ist, das rollende Filtermaterial --5-- wieder zu durchströmen, um auf diese Weise den losgelösten Staub durch das Sieb - hindurch abzuführen.
Die Druckluftförderung hat dabei also lediglich die Aufgabe, das Umwälzen des Filtermaterials - zu bewerkstelligen, wogegen die Trennung und die dann folgende Abführung des Staubes durch die Saugteile der Filtervorrichtung erfolgt. Es ist bekannt, dass eingedüste Druckluft auch Sekundärluft mitreisst, die aus der Umgebung angesaugt wird.
Bezeichnet man die durch die Düsen --12- zuge- führte Druckluft mit--L 1--, die aus dem Filtermaterial --5-- mitgerissene Luft mit--L 2--, so besteht die Förderluft am Förderrohr --13-- aus der Menge-L + L-. In der Siebvorrichtung muss aus
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Gründen der Sauberhaltung des Filtermaterials --5-- und zur Vermeidung des erneuten Absetzens von losgelöstem Staub in die Filterschicht etwas mehr Luft abgesaugt werden als der Förderstrom --L1 + L2-- bringt. Diese zusätzliche Luft wird aus der Filterschicht entnommen und strömt damit gegen die Fallrichtung des zurückfliessenden Filtermaterials --5--. Dieser Luftanteil wird mit --L3-- bezeichnet.
Durch die Saugleitung --16-- muss somit die Luftmenge --L1 + L2 + L3-- abgeführt werden.
Damitzu jeder Zeit der Drucknullpunkt im Beruhigungsraum --14-- aufrecht erhalten werden kann, muss durch entsprechende Steuerung des Auslassregelventiles- ? 8-die aus der Filtervorrichtung zusätzlich mitgerissene Luftmenge --L2 + L3-- abgeführt werde. Von der Düse --12-- wird lediglich die durch das Einlassregelventil --10-- gesteuerte Luftmenge --L1-- zugeführt.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der Filtervorrichtung ist das Druckluft- und Saugsystem in einem geschlossenen Kreislauf mit nur einem Gebläse --20-- vereinigt. Das Gebläse-20ist über eine Druckleitung --21-- und die Absperrorgane --8-- mit den Förderdüsen --12-- verbunden.
Die Druckleitung --21-- ist über ein Auslassregelventil-22-mit einer Abzweigleitung --23-- verbunden, die in der dargestellten Ausführungsform in den Rohgasraum-l-mündet und damit eine Beipass-Leitung darstellt. Bei der gezeigten Ausführungsform weisen die Förderrohre --13-- in ihrem oberen Teil eine konische Erweiterung --24-- auf, durch die eine Herabsetzung der Fördergeschwindigkeit im oberen Teil der Förderrohre --13-- erreicht wird. Die die Filterschichten --3-- begrenzenden Gitterflächen --2-- sind nach unten hin zunächst konisch erweitert und dann erst in dem Teil --25-konisch verengt. Dadurch wird ein leichteres Loslösen des Filtermaterials --5-- von den Gitterflächen - beim Umwälzvorgang erreicht.
Selbstverständlich kann auch die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform diese Abänderungen des Förderrohres --13-- und der Gitterflächen --2-- aufweisen.
Um nun bei der Ausführungsform der Filtervorrichtung mit nur einem Gebläse --20-- und geschlosseinem Kreislauf den Drucknullpunkt wieder im Beruhigungsraum --14-- festlegen zu können, ist die mit dem Regelventil --22-- versehene Beipass-Leitung --23-- angeordnet, die als Ausgleichsleitung für die überschüssige Luft, die sich aus dem Unterschied des Druck- und Saugteiles ergibt, dient. Über die
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menge-L-abgesaugtenLuftmengen-LundL-in den Rohgasraum abgeführt. Die zusätzlich abgesaugten Luftnmengen --L2 und L3-- Können ntürlich auch ins Freie abgeblasen werden.
Zur Reinigung des Rohgasraumes --1-- kann zwischen den intermittierend erfolgenden Regenerierungen der Filterschichten --5-- das Absperrventil --8'-- eöffnet werden, wodurch eine Entstaubung des Rohgasraumes-l-selbst über das Förderrohr --13'-- und die Saugleitung --16-- in den Zyklon - erfolgt. Sind in dem Rohgasraum mehrere hintereinandergeschaltete, jeweils mit einer Fördervorrichtung versehene Filterschichten vorgesehen, so können diese Filterschichten --5-- beispielsweise verschiedene Körnungen, wie grob, mittel und fein, aufweisen. Je nach Verschmutzungsgrad ist es dabei möglich, die Grobschicht öfter, die Mittelschicht weniger und die Feinschicht selten umzuwälzen.
Durch die schonende Behandlung des Filtermaterials ist es ebenso möglich, Aktivkohle und anderes empfindliches Filtermaterial einzusetzen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Filtervorrichtung zur Reinigung staubhaltiger Luft, Rohgasen und Dämpfen mit einer oder mehreren horizontal durchströmten durch parallele Gitterflächen begrenzte Filterschichten aus losem, körnigem Material, wobei das Filtermaterial zur Regenerierung durch Druckluft der Filterschicht unten entnommen und oben wieder zugeführt und der vom Filtermaterial gelöste Staub in einem Abscheider abgeschieden wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sich die die Filterschichten (3) begrenzenden Gitterflächen (2) in ihrem unteren Teil (25) konisch verengen und sich ein Förderrohr (13) mit seiner Eintrittsöffnung direkt über einer unten in die Filterschicht (3) einmündenden Förderdüse (12) befindet und das Förderrohr (13) in einen darüber angeordneten Beruhigungsraum (14) mündet,
wobei an der Austrittsöffnung eine Luftstrom-Siebvorrichtung (15) angeordnet ist, deren Maschenweite etwas kleiner als die Korngrösse des verwendeten Filtermaterials (5) ist, so dass das Filtermaterial (5) der Filterschicht (3) durch Überrollen der Siebvorrichtung (15) wieder zuführbar ist und unterhalb der Siebvorrichtung (15) eine Saugleitung (16) zum Absaugen der mit Staub oder Verunreinigungen beladenen Förderluft in den Abscheider (17) vorhanden ist, und dass Regelventile (10, 18 bzw. 22) angeordnet sind, durch welche Saug- und Druckluft derart aufeinander abgestimmt werden können, dass in dem Beruhigungsraum (14) kein Druck oder ein geringer Unterdruck herrscht.