DE9000579U1

DE9000579U1 - Filtrationsapparat zur Heißgasreinigung mittels Spaltkerzenfilter

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Publication number: DE9000579U1
Application number: DE9000579U
Authority: DE
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1990-01-20
Filing date: 1990-01-20
Publication date: 1990-04-05
Anticipated expiration: 2000-01-21

Description

Die Neuerung betrifft einen Filtrationsapparat zur Heißgasreinigung mittels Spaltfilterkerzen, bestehend aus einem Filtergehäuse mit Rohq&sraum und Reingasraum, einer Trennwand mit daran befestigten starren, metallischen Spaltfilterker-7en, einer Rohgaszuführung, einer Reingasabführung sowie einer Spülgaszuführung.

Ein solcher Filtrationsapparat ist z.B. aus der DE 35 29 Al bekannt geworden. Die Abreinigung der Filterelemente erfolgt im allgemeinen durch impulsartiges Entspannen des Inhaltes eines Spülgas-Druckspeichers auf die Reingasseite der einzelnen Filterelemente. Die Abreinigungsef fektiv/ität wird bestimmt durch die Druckhöhe der Abreinigungsgase und durch die Zeit für die Einwirkung diesei Abreinigungsaktivitat auf das Filterelement.

Es ist allgemeiner Stand der Technik, daß zur Erfüllung der zuletzt genannt:en Anforderungen im wesentlichen zwei technische Lösungen angeboten werden. Dazu gehören zum einen die sogenannte On-Line-Betriebsweise und zum anderen die sogenannte Off-Line-Betriebsweise zur Abreinigung eines Filters.

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Bei Off-Line-Betriebswe.ise wird die Reingasseite während der Abreinigung durch ein Ventil kurzzeitig verschlossen, so daß der .ibreinigungsimpuls uneingeschränkt am Filterelement verfügbar ist. Dem stehen als wesent * ' Ciier Nachteil die zusätzlichen Kosten für die notwendigen Ventile entgegen. Um die i-iil der Ventile -zu begrenze.!, werden die Filterelenente eines Filters häufig in Gruppen mit je einem gemeinsamen Reingaskanal zusammengefaßt. Bei der Abreinigung vsird «iann dis gesamte Gruppe durch Schließen des reingasseitigen Ventils Off-Line geschaltet und abgereinigt. Die nicht abzureiniger, den Filtergruppen übernehmen für die Zeit der Abreinigung den anteiligen Rohgasvolumenstrom der Off-Line geschalteten Gruppe. Diese Betriebsweise führt aber zwangsweise zu unerwünschten Druckschwankungen und somit zu einem nachteiligen Druckverlust des Filters. Zur Vermeidung von unzulässig hohen Belastungen der Filterelemente muß der Filter insgesamt mit einer niedrigeren Filterflächenbelastung betrieben werden, als es im sogenannten On-Line-Betrieb erforderlich ist. Der Off-Line-Betrieb erfordert somit außerdem die Installation zusätzlicher Filterfläche, was als weiferen Nachteil die Kosten des Filters hinsichtlich Investition und Betrieb erhöht.

Bei der sogenannten On-Line-Betriebsweise ist die Reingasseite des Filterelementes gegenüber dem Reingaskanal geöffnet. Nachteilig ist, daß ein Teil des Abreinigungsimpulses nicht Tür die Abreinigung zur Verfugung steht, sondern ohne Nutzen über den Reingaskanal entweicht. Zum Ausgleich der damit verbundenen schlechteren Abreinigungseffektivitat ist ein höherer Spülgasvordruck erforderlich oder die Abreinigungsvorrichtung muß größer dimensioniert werden. Beide Maßnahmen führen somit zu einem erhöhten Spülyasbedarf.

Einn technische Verbesserung stellt demgegenüber eine Un-I ine-5chaltung dar, bei der der Spül gas st. rom durch nine Venturidüse an der Filterelementöffnung unterstützt wird. Die Venturidüse hat die Aufgabe, den Spülgasstrom durch gleichzeitiges Mitansaugen won Reingas zu verstärken, so daß die absolute Spülgasmenge gegenüber der On-Line-Schaltung ohne Venturidüse reduzier &igr; ist. Äiieriiiiiys wird der w±Tk same Spülgöädruck reduziert. Diese Technik stammt ursprünglich aus der Entstaubung mit flexiblen Filterschläuchen oder Filtortaschen als Filterelemente, die sich durch den Druckstoß ausdehnen. Dieser Hauptvortei1, den die Venturidüse bietet, ist folglich bei der Entstaubung starrer Filterelerente nicht gegeben.

Ein Beispiel eines starren Filterelementes 13t das aus DF-OS 35 29 272 brkannte Spaltfilterelement. Der starre Aufhau des Spaltfilters aus einem gewendelten und wer schweißt en Profildraht läßt bei der Abreinigung keine, die Abrein igung unterstützende Bewegung des Filterelementes zu, so daß für eine ausreichende Abreinigungseffektivitat bei der On-Line-Abrei-&igr;&igr;&udigr;&pgr;&udiagr;&Pgr; &pgr;&Ggr;&igr;&igr; &Ogr;&Ggr;&ugr;&Egr;&Tgr;&udigr;&Pgr;^&udiagr;&Pgr; &agr; &Pgr; ucS jpuiQao

Druck und Menge gerechnet werden muß.

Der vorliegenden Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde., die Abreinigung von starren Filterelementen im On-Line-Betrieb zu verbessern und gleichzeitig den Spülgasbedarf zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen niedergelegt.

Die Spaltfilterkerzen tragen an ihren Auslaßstücken rohrförmige Verlängerungen, in denen sich die neuerungsgemäßen Ver-

sch IuG[J la ttrcn zwischen je zwei Anschlägen frei bewegen können. Dahni ist. clnr untere Anschlag für den Reingasstrom durchlässig, der ot>ere Anschlag für diesen aber undurchlässig. Damit wird in einfacher Weise und ohne aufwendige Ventile ein verbesserter On-Line-Betrieb ermöglicht unter wesentlicher Reduzierung der Spülgasmenge.

Die Neuerung wird nachfolgend in der Zeichnung dargestellt und näher beschrieben.

Die Figuren 1 und 2 zeigen jeweils in einer Querschnittsdarstellung Filtrationsapparate, deren starren metallischen Spaltfilterkerzen Einrichtungen für den Abreinigungsv/organg zugeordnet sind.

Die Figuren 3 und 4 zeigen Einzelheiten des Verbindungselementes gemäß Figur 1 bzw. Figur 2.

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die einen Rohgasraum 22 sowie einen Reingasraum 5 enthalten, die durch eine Trennwand 10 voneinander getrennt sind. An den Rohgasraum 22 ist eine Rohgaszuführung 23 sowie an den Reingasraum 5 eine Reingasabführung 24 angeschlossen. Die Staubabtrennung erfolgt über Spaltfilterkerzen 3, die hängend an der Trennwand 10 angeordnet sind. Auf den Spaltkerzenfiltern 3 befindet sich eine Filterschicht 25, die sich aus dem Staub aufbaut und von Zeit zu Zeit abgereinigt wird, wobei der abgereinigte Staub über einen Staubaustrag 26 entfernt wird. Zwischen dem Reingasraum 5 und jeder Spalt filterkerze 3 ist eine selbsttätige Verschlußplatte 1 angeordnet, die in einem Verbindungselement 17 (Einzelheit Figur 3 bzw. Figur 4) untergebracht ist. Letzteres besteht aus einem zylindrischen

Anschlußstück 18, einer zylindrischen Erweiterung 19 sowie einem zylindrischen Einsatzstück 2 0. Zur Führung und Begrenzung der VerschluGplatte 1 sind im Verbindungselement 17 ein unteres Anschlagkreuz 2 sowie eine oberes Anschlagteil 8 vorgesehen sowie FüSrungsstä'be 6, die in einer Querschnittserweiterung 4 untergebracht sind.

Die VerschluGplatte 1 liegt bei Nachtbetrieb vollständig auf dem unteren Anschlagkreuz 2 des Verbindungselementes 17. Bei normalem Betrieb des Filters wird sie leicht angehoben. In den Figuren 1 und 2 ist die VerschluQplatte 1 angehoben eingezeichnet. Das untere Anschlagkreuz 2 ist in der Art zweier gekreuzter dünner Streben ausgebildet, deren Kreuzungspunkt sich mit der Mittelachse des Verbindungselementes 17 deckt. Zwischen der VerschluQplatte 1 und dem äuQeren Rand des unteren Anschlages bleibt ein Ringspalt 16 frei. Im Filterbetrieb kann das Reingas den Weg vom Inneren der Spalt filterkerze 3 aus über das untere Anschlagkreuz 2 und die Querschnittserweiterung k nehmen, um in den Reingasraum 5 zu gelangen. Je nach Filterbelastung wird die VerschluGplatte 1 jedoch mehr oder weniger stark von der Gasströmung angehoben, wodurch dem Reingas ein erweiterter Strömungsquerschnitt eröffnet wird, wobei der sich an dieser Stelle einstellende Druckverlust vernachlässigbar bleibt. Die Führung der VerschluQplatte übernehmen die um 120 versetzt angeordneten Führungsstäbe 6.

Bei der Abreinigung der Spaltfilterkerze 3 wird ein unter Druck stehendes Spülvolumen über eine Spülgasleitung 7 in das Innere des Spalt filterkerze 3 geleitet. Dadurch stellt sich ein Überdruck in der Spaltfilterkerze 3 ein, der die VerschluGplatte 1 an den oberen Anschlag 8 andrückt, so daG die Spaltfilterkerze 3 reingasseitig verschlossen wird. Dadurch ist

der volle Druckimpuls Tür den Abreinigungsvorganq verfügbar. AnschlipOencJ n^nkt sich die VerschluGplatte .1 durch das Eigengewicht in die vorherige Stellung und gibt den Weg für das Reingas wieder frei.

Bei der neuerungsgemäßen Ausgestaltung gemäß Figur 1 ist die

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angeschlossen und diy gesamte Einheit mit einem Gewindestück

9 oder einer anderen Befestigungsvorrichtung an die Trennwand

10 angeschlossen.

Bei der neuerungsgemäßen Ausgestaltung qemäß Figur 2 ist die Spaltfilterkerje 3 in eine Siebplatte 11 eingesetzt und wird von einem vorstehenden Haltekragen 12 getragen. Das Verbindungselement 17 wird von oben durch die öffnungen einer zweiten Siebplatte 13 eingeführt und im Beispiel durch Verschrauben mit der Siebplatte 13 gegen den Haltekrager 12 der Spaltfilterkerze 3 angepreßt. Die durch die Siebplatte 13 und die Siebplatte 11 gebildete Spülgaskammer IA kann gegebenenfalls der

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kerzen 3 dienen. Die Einleitung des Spülgases in die Spaltfilterkerze 3 erfolgt über eine ringförmig in das Anschlußstück 18 eingebrachte Lochreihe 15.

Der mit der selbsttätigen Verschlußplat te 1 F.-.^lbare Vorteil besteht insbesondere darin, die hohe Abreinigungseffektivität der Off-Line-Abreinigung, die vergleichsweise geringe Anforderungen hinsichtlich Menge und Vordruck des Spülgases stellt, mit der für das Betriebsverhalten eines Staubfilter¹? günstigeren On-Line-Abreinigung verbinden zu können. So wird z.B. gegenüber einer herkömmlichen On-Line-Abreinigung einer starren Spaltfilterkerze 3 mit einem Venturieinsatz der Spülluf t^h!'rfar f un etwa 25 % bis 50 % reduziert, wobei die Ab-

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reinigungseffektiuitat unverändert bleibt. Die Neuerung erlaubt sowohl ein einfaches Nach- oder Umrüsten bestehender Anlagen unter Beibehaltung der vorhandenen Spaltfilterkerzen 3 als auch die unmittelbare Fertigung in Baueinheit mit Spsltfilterkerzen 3.

Beispiel 1

In einer Filteranlage zur Entstaubung von Rauchgasen einer Wirbelschichtfeuerung sind starre Spaltfilterkerzen 3 eingesetzt. Die Filteranlage besteht aus 5 Filterkammern, die einzeln abgereinigt werden. Die Abreinigung erfolgt On-Line durch Entspannen eines Spülgas-Druckspeichers mit einem Druck von &iacgr;- bar über eine Spülgaslanze in die Reingasseite der Spaltfilterkerzen 3. Kriterium für die Abreinigungseffektivität ist der sich nach der Abreinigung von jeweils einer Filterkammer einstellende Druckverlust der Filteranlage. Bei einer Filterflächenbelastung von ca. 2,5 cm/s und einer Rohgasstaubbeladung von etwa 20 g/m stellte sich ein Druckverlust nach der Abreinigung von 1,3 kPa ein. Der Spülgasbedarf betrug ca. 0,34 m³/h (NZ).

Beispiel 2

In der Filteranlage aus Beispiel 1 wurden die neuerungsgemäßen Verbindungseierrente 17 mit den selbsttätigen Verschlußplatten 1 eingesetzt. Die Filterbedingungen entsprachen denen aus dem Beispiel 1. Der Druckverlust nach der Abreinigung stellte sich zu 1,0 kPa ein. Nach Rücknahme des Spülgasdruckes auf ca. 2 bar wurde ein Druckverlust nach der Abreinigung von 1,3 kPa gemessen, der dem Druckverlust aus Beispiel 1 entspricht Dabei wurde eine Spülgasmenge von 0,23 m /h benötigt, was einem Minder verbrauch von 33 % gegenüber dem Wert aus Beispiel I b &pgr; i q 1 &ogr; i. r h R r A b r &eegr; i &eegr; i g &ugr; &eegr; rj r, e ff e k t. i. &ngr; i t ;i I entspricht.

Bezugszeichen

1 Verschlußplatte

2 unteres Anschlagkreuz

3 Spaltfilterk.5r2e

4 Querschnittserweiterüng

5 Reingasraum

6 Führungsstab

7 Spülgasleitung

O oberes Afschlagteil

9 Gewindestück

10 Trennwand

11 siebplatte

12 Haltekragen

13 Siebplatte

14 Spülgaskammer

15 Lochreihe

16 Ringspalt

17 Verbindungselement

18 zylindrisches AnschluGstück

19 zylindrische Erweiterung

20 zylindrisches Einsatzstück

21 Filtrationsapparat

22 Rohgasraum

23 Rohgaszuführung

24 Reingasabführung

25 Filterschicht

26 StaubEustrag

Claims

1. Filtretionsapparat zur Heißgasreinigung mittels Spaltfilterkerzen, bestehend aus einem Filtergehäuse mit Rohgasraum und Reingas:aum, einer Trennwand mit daran befestigten starren, metallischen Spaltfilterkerzen, einer Rohgas-

iführung, einer Reingasabführung sowie einer Spülgaszuführung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Re^ngas· raum (5) und jeder Spaltfilterkerze (3) eine selbsttätige Verschlußplatte (1) angeordnet ist, die in einem Verbindungselement (17) geführt ist, das aus einem zylindrischen Anschlußstück (18), einer zylindrischen Erweiterung (19), einem zylindrischen Einsatzstück (20) sowie einem unteren Anschlagkreuz (2), Führungsstäben (6) und einem oberen Anschlagteil (8) für die Verschlußplatte (1) besteht .

2. Filtrationsapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß als Spülgaszuführung eine Spülgasrohrleitung (7) an das Verbindungselement (17) angeschlossen ist.

3. Filtritionsapparat nach Anspi \,ch 1, dadurch gekennzeich net, da3 als Spülgaszuführung eine Spülgaskammer (14) an das Verbindungselement (17) angeschlossen ist, die mit einer Siebplatte (11) und einer Siebplatte (13) versehen und mit der/den Spaltfilterkerze(n) (3) verbunden ist.

4. Filtrationsapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das Verbindungselement (17) fest mit der Spaltfilterkerze (3) verbunden und in die Trennwand (10) einschraubbar ist.

5. Filtrationsapparat nach Anspruch 1 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, daß das Verbindungselement (17) fest mit der Trennwand (10) verbunden und die Spalt filterkerze (3) mit an dieser angeschlossener Spülgaskammer (14) anschraubbar ausgebildet ist.

6. Filtrationsapparat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß das zylindrische Anschlußstück (18) des Verbindungselementes (17) mit einer Lochreihe (15) »/ersehen ist.