DE9421523U1 - Vorrichtung zum Abreinigen von mit Staub- und Aerosolpartikeln beladenen Schwebstoffiltern - Google Patents

Description

Beschreibung;

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abreinigen von mit Staub- und Aerosolpartikeln beladenen Schwebstoffiltern durch Rückspülen mit Spülluft von der Reingasseite her, insbesondere von gefalteten Filtertaschen.

Die Neuerung befaßt sich mit der Abreinigung von Schwebstoff iltern, die vorwiegend bei Stäuben im Mikron- und Submikronbereich eingesetzt werden und extrem niedrige Staubemissionswerte ermöglichen. Als Abreinigungsmethode wird dabei das Rückspülverfahren betrachtet. Die Abreinigungsintensität, in erster Linie durch den Spüldruck auf der Reingasseite bestimmt, muß zur Ablösung von Feinstaubpartikeln möglichst groß sein. Sie kann bei den bekannten Methoden nicht auf die filtertechnisch notwendige Höhe angehoben werden, da der Spüldruck vollständig aus der Strömungsenergie der Spülluft entnommen werden muß. Weiterhin ist für den einzelnen Abreinigungsvorgang eine große Menge hochwertiger Druckluft erforderlich, wobei das in der Druckluftleitung vorliegende Druckniveau bei der Abreinigung nur zu einem Anteil von wenigen Prozent als Spüldruck verbleibt. Der überwiegende Anteil der für die Abreinigung eingesetzten Luft geht durch Rückströmung bereits auf der Reingasseite verloren und nimmt damit am eigentlichen Rückspülvorgang nicht teil.

Bei den bekannten Vorrichtungen und erfolgt die Abreinigung des Schwebstoffilters mit öl- oder wasserfreier Druckluft technischen Netze mit einem Druck bis zu 10 bar von der Reingasseite her im off-line Betrieb. Bei horizontaler Einbaulage der Filterkassette besteht die Rückspüleinrichtung aus einer quer über den Öffnungen der Falten beweglichen Düse, wie z. B. in der DE-GM 93 16 061 beschrieben, oder einem Balken mit mehreren Düsen, der über dem Filterelement hin und herbewegt werden kann. An der Unterseite des Düsenbalkens sind in regelmäßigen Abständen Bohrungen oder Düsen angebracht. Die Düse

nach der DE-GM ist zwar seitlich mittels einer Dichtung auf dem Überstand der Abstandshalter abgedichtet, arbeitet der zu reinigenden Falte gegenüber jedoch als Freistrahl, da deren Längsrichtung nicht abgedichtet ist. Während des Rückspülvorganges tritt nun Druckluft als Freistrahl kontinuierlich aus den Düsen der Rückspüleinrichtung, die in festem Abstand oberhalb des Faltenpacks angebracht ist, aus. Die Luft wird dabei auf Umgebungsdruck entspannt und erreicht in konventionellen Bohrungen oder Düsen maximal Schallgeschwindigkeit. Der Impulsaustausch mit der Umgebung führt zur Vergrößerung des Spülluftstromes, wobei gleichzeitig die Strömungsgeschwindigkeit abnimmt. Beim gleichmäßigen Verfahren des Düsenstockes trifft die Luft mit hoher Geschwindigkeit auf das Faltenpack und strömt in die nach oben offenen Falten, die dadurch nacheinander gespült werden. Bedingt durch den Aufbau des Filterelementes trifft der Druckluftstrom beim Verschieben des Düsenbalkens abwechselnd auf nach oben offene Falten sowie auf geschlossene Faltungsenden. Die einströmende Luft wird innerhalb der nach oben offenen Faltenkanäle zum Filtermedium hin umgelenkt. Auf der Abströmseite des Filtermediums findet der eigentliche Abreinigungsvorgang statt, wobei der angelagerte Staub vom Filtermedium gelöst und ausgetragen wird. Nach dem Durchtritt durch das Filtermedium verläßt die Spülluft zusammen mit dem abgelösten Staub das Faltenpack durch die staubseitigen Faltenkanäle.

Die Abreinigung findet i. a. off-line und damit bei ausgeglichenem Druck statt. Im on-line Betrieb herrscht auf der Reingasseite sogar Unterdruck. Die benötigte Energie zur Überwindung von Einström- und Reibungsverlusten des Druckverlustes von Faltenkanal und Filtermedium sowie des Unterdrucks bei online Abreinigung kann deshalb nur aus der kinetischen Energie der auf Umgebungsdruck entspannten Druckluft entnommen werden. Lediglich die verbleibende kinetische Energie steht zur Erzeugung des am Filtermedium wirksamen Spülluftstromes zur Verfügung.

Die bei der Abreinigung des Schwebstoffiltereleitientes erzeugbaren Spülgeschwindigkeiten hängen wesentlich vom Beladungszustand des Filtermediums ab. Insbesondere reduziert sich die Spülluftgeschwindigkeit bei starker Vorbeladung entsprechend einem hohen Filterdruckverlust überproportional. Da weiterhin die Strömungsgeschwindigkeit an den Austrittsöffnungen des Düsenbalkens möglichst hoch liegen muß und nach Möglichkeit Schallgeschwindigkeit erreicht werden soll, wird das mechanisch empfindliche Filtermedium bei dem Verfahren nach dem Stand der Technik im Einströmbereich in die Filterfalten sehr stark belastet. Da für die Abreinigung von Feinstäuben hohe Spülgeschwindigkeiten erforderlich sind, ist ein hoher Druckluftvordruck erforderlich, welcher letzlieh bei der Abreinigung größerer Filterbänke auch zum Verbrauch großer Mengen hochwertiger Druckluft führt.

Die vorliegende Neuerung hat daher ausgehend von diesem Stand der Technik zur Aufgabe, eine neue Vorrichtung für ein Abreinigungsverfahren für Filtertaschen anzugeben, mit welcher sich bei verbesserter Abreinigungsintensität ein Verzicht auf Druckluft gängiger Drücke und damit eine größere Energieeinsparung erzielen läßt.

Zur Lösung der Aufgabe schlägt die vorliegende Neuerung eine Vorrichtung vor, mit welcher die Spülluft unter allseitiger Abdichtung ohne Expansion auf Umgebungsdruck direkt auf die Reinluftseite der Filterflächen bzw. auf die Reinluftöffnung der Filtertasche aufgebracht wird. Die Vorrichtung für ein Filterelement mit taschenförmig gefaltetem Filtermedium aus einzelnen Filtertaschen weist dazu neuerungsgemäß die Merkmale des Schutzanspruches 1 auf.

Durch die neue Vorrichtung wird der Energiebedarf, der für den einzelnen Abreinigungsvorgang aufzubringen ist, vorteilhafterweise stark verringert. Der Einsatz hochwertiger Druckluft ist

nicht mehr erforderlich. Der Spülluftvordruck entspricht dem Systemdruck in der Spülluftleitung und muß nicht mehr durch mehrfache, verlustbehaftete Umwandlung von Druckenergie in Strömungsenergie und umgekehrt erzeugt werden. Die Abreinigungsintensität läßt sich mit der neuen Vorrichtung wesentlich erhöhen, was besonders zur Abreinigung feiner Stäube und der Gewährleistung eines zeitstabilen Filterbetriebes wichtig ist. Im Gegensatz zu dem Stand der Technik hat der Beladungszustand des Filters keinen aussschlaggebenden Einfluß mehr auf die Wirksamkeit der Abreinigung. Durch den geringeren Energiebedarf und die nunmehrige Möglichkeit, ein einfaches Spülluftgebläse einzusetzen, läßt sich bei großen Filteranlagen eine erhebliche Kosteneinsparung erzielen.

Weitere Einzelheiten der Neuerung werden im folgenden und anhand der Figuren 1 bis 3 näher erläutert. Es zeigen:

die Fig. 1 die Abreinigung nach dem Stand der Technik und, die Fig. 2 die Abreinigung mit der neuen Vorrichtung und

die Fig. 3 den bei Versuchen gemessenen Druckrückgewinn der Vorrichtung an einer Filtertasche.

Die neue Vorrichtung dient zum Abreinigen von mit Staub- und Aerosolpartikeln beladenen Schwebstoffiltern und arbeitet nach dem Prinzip der Rückspülung mit Spülluft von der Reingasseite her. Dafür wird vorzugsweise Luft mit geringem Überdruck mittels Gebläse in gefaltete Filtertaschen des Schwebstoffilters eingeblasen, damit die auf der Staubseite abgeschiedenen Partikel abgelöst werden. Das wesentlich Neue dabei ist nun, daß die Spülluft unter allseitiger Abdichtung ohne Expansion auf Umgebungsdruck direkt auf die Reinluftseite der Filterflächen bzw. auf die Reinluftöffnung der Filtertasche aufgebracht wird.

Die Fig. 1 zeigt als Prinzipdarstellung eine Vorrichtung nach dem Stand der Technik, bei welcher eine Düse 1 mit Abstand
über der Filtertasche 2 angeordnet ist und die die im Vorstehenden beschriebenen Nachteile aufweist. Die Druckluft 3
strömt als Freistrahl unter Mitnahme von Sekundärluft 4 in die Filtertasche 2, rückströmende Luft 5 tritt auf der Reinluftseite
wieder aus.

Demgegenüber ist in der Fig. 2 die neue Vorrichtung schematisch
dargestellt. Sie zeigt ein Filterelement mit taschenförmig gefaltetem Filtermedium aus einzelnen Filtertaschen 6, die durch den Spülluftstrom 7 abgereinigt werden sollen. Wesentliches Element dabei ist die einseitig offene Kammer 8 als Spülluftverteiler mit dem Spülluftanschluß 9 zu einem Gebläse oder zu einem Niederdruckspeicher, deren Innenraum 10 beim Rückspülen unter Spülluftdruck gehalten wird. Die Kammer 8 ist unter Abdichtung mit ihrer offenen Seite 11 und einer um die Faltenöffnung 13 umlaufenden Dichtung 12 auf diese Öffnung 13 an der Reinluftseite der Filtertasche 6 aufgesetzt. Die Faltenöffnung 13 wird dadurch vollständig in Längs- und Querrichtung gegen
den Umgebungsdruck abgedichtet. Nach dem Spülvorgang wird die Kammer 8 wieder entfernt.

Im Unterschied zu der Vorrichtung nach dem Stand der Technik,
bei der die Spüleinrichtung in einem bestimmten Abstand
installiert und Druckluft über einen Freistrahl auf Umgebungsdruck entspannt wird, ist die vorstehend beschriebene
Spüleinrichtung mittels der Dichtung 12 unmittelbar an den
Schwebstoffilter angekoppelt. Dadurch wird der direkte Eintrag der Spülluft in die Filtertasche 6 ermöglicht, ohne zusätzlich Umgebungsluft anzusaugen. Das bedeutet, daß der für die Abreinigung erforderliche Spüldruck direkt eingestellt werden kann. Die Spüleinrichtung wird im wesentlichen von der parallel zur Filtertasche 6 ausgerichteten Kammer 8 gebildet, die beim
AbreinigungsVorgang durch kontinuierliches Verfahren je nach
Breite sukzessive die gesamte Spülluft in die Filtertasche 6

einleitet und dabei deren Innerem den Druck in der Kammer 8 aufprägt. Wie in der Fig. 2 dargestellt, weist die Kammer 8 bzw. ihre offene Seite 11 genau die Breite und Länge einer Filtertasche 6 auf, so daß pro Spülvorgang jeweils nur eine davon gespült werden kann. Diese Ausbildung besitzt weiterhin den Vorteil, daß an der Kammer 8 keine zusätzliche Leiteinrichtung in Form von Schlitz- oder Runddüsen benötigt wird. Außerdem steht in der Filtertasche 6 der gesamte Spülluftstrom 7 zur Verfügung, so daß am Filtermedium selbst die größtmögliche Spülgeschwindigkeit erreicht werden kann.

Die flexible Dichtung 12 zwischen der Oberseite 14 der nach oben geschlossenen Filtertaschen und dem Rand 15 der Kammer 8 ermöglicht die kurzzeitige dichtschließende Verbindung unter Ausgleich etwaiger Unebenheiten am Einlauf der Filtertaschen 6. Die Dichtung 12 kann dabei am Rand 15 der Kammer 8 angebracht sein oder, wie in der Fig. 2 dargestellt auf der Oberseite 15 der Filtertaschen 6 um deren Faltenöffnung 13 sitzen. Dadurch wird dieser mechanisch stark beanspruchte Einströmbereich in die Filtertasche wirksam geschützt.

In der Fig. 3 sind Messergebnisse des erzielbaren Druckrückgewinnes aus Versuchen dargestellt, die mit der im vorstehenden beschriebenen flexiblen Abdichtung erzielt wurden. Die untere Kurve zeigt den Druckverlauf über die Filtertaschentiefe bei einem Freistrahl bei einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik. Der darüberliegende schraffierte Bereich zeigt die Meßwerte verschiedener Versuche bei der neuen Vorrichtung nach, wobei unterschiedliche Abdichtsysteme zum Einsatz kamen.

Bezuqszeichenliste:

1 Düse

2 Filtertasche

3 Druckluft

4 Sekundärluft

5 Rückströmluft

6 Filtertasche

7 Spülluftstrom

8 Kammer

9 Spülluftanschluß

10 Innenraum

11 Öffnung

12 Dichtung

13 Falten-bzw. Taschenöffnung

14 Oberseite

15 Rand

Claims (3)

Forschungszentrum Karlsruhe, den 23. Jan. 1996 Karlsruhe GmbH PLA 9552 Sdt/he ANR 5661498

1. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Abreinigen von mit Staub- und Aerosolpartikeln beladenen Schwebstoffiltern durch Rückspülen mit Spülluft von der Reingasseite her für ein Filterelement mit taschenförmig gefaltetem Filtermedium aus einzelnen Filtertaschen, gekennzeichnet durch eine einseitig offene Kammer (8) als Spülluftverteiler mit Spülluftanschluß (9), deren Innenraum (10) beim Rückspülen unter Spülluftdruck gehalten wird und die mittels einer Dichtung (12) auf die Faltenöffnung (13) an der Reinluftseite der Filtertasche (2) - unter deren vollständiger Abdichtung gegen den Umgebungsdruck in Längs- und
Querrichtung - aufsetzbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kammer (8) bzw. ihre offene Seite (11) dieselbe Breite und Länge wie die Faltenöffnung (13) an der Reinluftseite der Filtertasche (2) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (12) auf die Oberseite (14) der Filtertaschen
(2) bzw. um deren Faltenöffnung (13) herum auf
diese aufgesetzt ist.