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Vorrichtung zur Reinigung von Staubgasen
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Die Erfindung bezieht sich auf die Reinigung von kalten bis bochtemperierten
Staubgasen aus Aufbereitungs- und Verbrennungsanlagen unter Verwendung von rieselfähigen
Schüttgütern als Filterschicht.
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Zur Filtrierung von Staubgasen sind Filter mit Filterelementen aus
Geweben oder Filz bekannt. Diese haben zwar den Vorteil, daß sie bei entsprechend
niedriger spezifischer Filterflächenbelastung und guter Wartung günstige Reststaubgehalte
gewährleisten, jedoch Nachteile aufweisen, da sie nur mit mäßigen Temperaturen beaufschlagt
werden dürfen und die Filterelemente bei wärmeren Abgasen kostspielig und begrenzt
haltbar sind, oftsmals einen recht aufwendigen und komplizierten Filterreinigungsrnechanismus
besitzen und aus Reinigungsgründen otelfach zusätzliche Filterflächen und Spülluft
benötigen.
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In letzter Zeit gewinnen, besonders bei der Entstaubung von heißen
G4sen, zunehmend SchAttgutschicktfiSter aufgrund der wesentlich höheren thermischen
Belastbarkeit und günstigerer Betriebskosten an Bedeutung.
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Die z.Zt. bekannten Filter dieser Art haben jedoch alle den Nachteil,
daß bei einer spezifischen Staubbelastung von etwa 1 bis 2g/m3 verfahrensbedingt
Vorabscheider installiert werden müssen, die ein schnelles Zusetzen der Filterschicht
mit Staub, verbunden mit einem Anstieg des Filterwiderstandes unterbinden sollen;
oder es ist eine wesentliche überdirnensionierung des Filters erforderlich..
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Aufgabe der Erfindung ist es, vorgenannte Nachteile durch entsprechende
Gestaltung des Filters zu vermeiden, die Naterialführung im Filter und die Abtragung
der staubbeladenen Schüttschicht zu begünstigen.
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Diese Aufgabe wird bei einem Filter zum Entstauben von kalten bis
heißen Staubgasen aus Aufbereitungs- und Verbrennungsanlagen mittels eines rieselfähigen
Schüttgutes, welches eine über freie Böschungswinkel vom Staubgas durchströmte Schicht
bildet, dadurch gelöst, daß die Böschungswinkel der mSt Schüttgut beschickbaren
Schüttgutschtcht mit oder etwa mit dem Ende von Abstützflächen abschließen und kontinuierlich
oder periodisch veränderbar sind.
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Durch diese Änderung des Böschungswinkels wird die am stärksten -mit
Staub aus dem Staubgas belastete Böschungsoberschicht der Schüttgutschicht ständig
oder periodisch abgetragen und über die Kante der Abstützflächen abgenommen, wobei
Schüttgut nachrieselt und einen neuen Böschungswinkel
eine bildet
Es wird also immer nurzjeweilige besonders stark mit Staub beladene Oberschicht
der Böschung abgetragen, so daß der Strömungswiderstand des Filters sehr konstant
gehalten werden kann.
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Es hat sich als günstig und besonders einfach erwiesen, die Abnahme
der am stärksten mit Staub beladenen Böschungsoberschicht derart durchzuführen,
daß die Abstützflächen des Schüttgutes in einem periodischen Rhythmus verkürzt und
verlängert werden. Dies erfolgt zweckmäßigerweise durch eine horizontale hin- und
hergehende Schubbewegung der Abstützflächen auf dem die Böschung des Schüttgutes
ruht.
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Vorteilhaft ist es auch, daß das Schüttgut diskontinuierlich abgezogen
wird, während der längsten Zeit der Filtrierung sich im Beharrungszustand befindet
und bei der Böschungswinkeländerung sich die ganze Schüttung ohne wesentliche innere
Kornverschiebung auf die Abtragkante der Abstütztische hinbewegt. EUX eine gute
Ftaubabscheiw dung ist dieses besonders wichtig, da der am Schüttgut angesetzte
Staubbelag sich ebenfalls als Filtrierschicht erweist und einen maßgeblichen Einfluß
auf den Reststaubgehalt hatt Die Materialzufuhr nach der Austragung und Reintsnng
kann dann kontinuierlich erfolgen.
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Ea ist erforderlich, das mit Staub beladene Schüttgut nach der Austragung
wieder aufzubereiten, indem dieses z.B, einem
Sieb zugeführt und
hier der anhaftende Staub von der Filtergutkörnung getrennt wird. Der abgeführte
Staub kann entweder dem Aufbereitungsprozeß wieder zugeführt werden oder für anderweitige
Verwendung eingesetzt werden, während das gereinigte Schüttgut erneut zum Filter
transportiert wird.
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Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, daß der Taupunktbereich
des Staubgases durchfahren werden kann, ohne Einbußen an der Filtereffektivität
zu erleiden. Dies ist bei Trockenfiltern herkömmlicher Art nicht möglich, weil die
Filtrierfläche verklebt und damit unbrauchbar wird. Insbesondere bei trockenen Filteranlagen
wird die Gefahr der Taupunktunterschreitung nur dadurch vermieden, daß z.B. mit
zusätzlicher Aufheizung des Staubgases gearbeitet wird.
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Das Staubrückhaltevermögen ist besonders im Taupunktbereich günstig,
da hier die Stäube mit Feuchtigkeit angercichert werden und gute Hafteigenschaften
am Schüttgutkorn zeigen.
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Eine weitere Variante dieser Erfindung ist die Steuerung der Böschungswinkeländerung
der einzelnen Filterebenen in Abhängigket des Filterwiderstandes dieser Ebenen.
Durch unterschiedliche Staubbeladung der Trägerluft bei der Beaufschlagung der einzelnen
FilterflAchen können differenzierte Staubausscheidungen über den gesamten F$lterquerschnStt
auftreten und die Wirksamkeit des Filters negativ beeinflussen.
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Um dieser möglichen Erscheinungsform zu begegnen, erscheint
eine
Regelung der Austragung in AbhNngigkeit des Filterwider standes der einzelnen Ebenen
von Vorteil. Diese Steuerung kann sowohl zeit- als auch wegabhängig durchgefÜhrt
werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als günstig erwiesen,
den Schüttgutumlauf so zu regeln, daß stets ein größerer Gutzulauf als -austrag
vorhanden ist.
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und die Uberschußmenge unter Umgehung der Filterschichten direkt in
den Filtergutsammelrumpf gelangt und über ein regelbares Abzugsorgan ausgetragen
wird. Diese Verfahrensweise gestattet einen stets gleichbleibenden Filterfüllungsgrad,
damit konstanten Schichthöhendruck und einen gleichmäßigen Abtrag des mit Staub
benetzten Schüttgutes.
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Als wesentliche Maßnahme zur Minderung des Filterwiderstandes hat
sich gezeigt, daß die Staubluft das im freien Fall befindliche Schüttgut nach einem
Austragsvorgang nicht durchströmen darf, da sonst die am Schüttgut haftenden Staubpartikel
wieder abgerissen und erneut der Schüttgutschicht zugetragen werden. Dieses wird
vorzugsweise dadurch unterbunden, daß die zu entstaubende Luft seitlich in den Bereich
oberhalb der Filterböschung eingef#hrt und der Austragsbereich des Rohgasraumes
durch eine schwingend aufgehängte Schürze abgeschlossen wird* Ein wesentliches Merkmal
dieser Erfindung bei Einsatz des
Filters als Heißgasentstauber
ist die Ubertragung der Wärme vom aufgeheizten Schüttgut und vom Abgas an ein PTärmeaustauschsystem.
Die Installation dieser Einrichtung findet vorzugsweise in dem Bereich der Schüttung
statt, die nur geringfügig mit Staub belastet wird.
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Durch diese Anordnungsform ist sichergestellt, daß die Oberfläche
des Wärmetauschsystems durch das Schüttgut während des Nachrutschvorganges von anhaftendem
Staub cereinigt wird. Damit ist eine gute Wärmeübertragung geweben. Positiv wirkt
sich ferner ein guter Wärmeaustausch dadurch aus, daß bei der Querdurchströmung
dieser Schüttungszone das heiße Abgas aufgrund des geringeren Oberflächenwiderstandes
gegenüber dem Schüttungswiderstand bevorzugt an den Austauschflächen entlangströmt.
Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, zur Vergrößerung der Austauschfläche
den Rohren des Wärmetauschers eine ovale Querschnittsform zu geben.
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Nach der Erfindung wird eine Einrichtung vorgesehen, die eine Transporteinrichtung
fr den Schüttgutumlauf, eine Filterzone bestehend aus Gegen- und Querstromzone,
in der das Abgas vom Staub mittels einer fließfähigen Schüttung gereinigt wird,
eine Vorrichtung zur Änderung des Böschungswinkels des Filtermediuins, ein Wärmetauschsystem
in der Filterschüttung sowie einen RoW- und Reingaskanal ciufweist Bei einer derartigen
Einrichtung wird das Rohrgas in der Form zugeführt, daß es zunächst die Gegenstrom-und
dann die Querstromzone durchströint#bzw. bei heißen
Abgasen in
der letztgenannten Zone mit einem eingebauten Wärmetauschsystem hier die Wärme an
einen Wärmeträger (öl, Wasser, Dampf,Luft) abgibt und dann als Reingas aus dem Abgaskanal
austritt, während das staubbehaftete Filtermedium durch mechanische Anderung des
Böschungswinkels vorzugsweise durch freien Fall die Filterzone verläßt und von einem
unter dem Filter angeordneten Sammelrumpf aufgefangen wird.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand von zwei Darstellungen erläutert.
Es zeigen: Figur 1 die Gesamtansicht des Entstaubers mit der Schüttgut-Umlauf förderung
bestehend aus Rohgaseintritt (1), Filtergehäuse (2), Staubsammelrumpf (3), Staub-
und Schüttgutaustragsschnecke (4), Sieb für die Schüttgutreinigung (5), Senkrechtförderer
(6), Verteilerschnecke (7), Filtereinlaufkanäle (8), Schüttgutüberlaufrohr (9),
Ein-und Austrittsrohr für Wärmeträger (lo) sowie Reingaskanal (1 Figur 2 eine schematische
Darstellung als senkrechten teilweisen Schnitt des Filters mit zweifacher
spiegelbildlicher
Darstellung der Schüttgutböschungen.
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Das staubhaltige Abgas tritt seitlich in den Rohgasraum (12) ein und
durchströmt zunächst im Gegen- und dann im Querstroin zur Flußrichtung der Schüttung
das Schüttgut (13) und verläßt dieses über mehrfach in der rückwärtigen Wand angebrachte
Öffnungen (14), gelangt von hier in den Reingasraum (15) und dann über den Reingaskanal
(11,Fig.1) ins Freie. Bei der Entstaubung von Heißgasen mit Wärmerückgewinnung ist
in der Schüttung des Querstrombereiches ein Wärmeaustauschsystem, bestehend aus
diversen Rohren (16), installiert, das von einem Wärmeträger (17) durchströmt wird.
Der Rohgasraum (12) ist am Auslaufende der Schüttgutböschung gegen die Schüttgutfallzone
22 durch drehbar aufgehängte Schürzen (18) abgeschlossen. Das Schüttgut ruht auf
den Tischen (19), welche sich auf Rollen (20) abstützen. Mittels einer außerhalb
des Filters an der Gehäusewand befestigten Schub-/Zugvorrichtung (21) werden die
seitlich miteinander verbundenen Tische (19) der beiden Filterhälften in eine horizontale
Hin- und Herbewegung versetzt. Bei der Hinbewegung wird der Böschungswinkel p auf
den Winkel CC verkleinert, so daß durch die Herbewegung Schüttgut aus der Oberschicht
der Böschung abgetragen wird und durch die Schüttgutfallzone (22) in den Filtersammelrumpf
3 (Fig. 1) fällt. Ansicht A (linke Hälfte des Filters) zeigt den nach einer Zugbewegung
mittels Vorrichtung (21) zur Fallzone (22) vorgefahrenen Tisch (19) mit dem kleineren
Böschungswinkel i , während Ansicht B (rechte Filterhälfte) den zurückgefahrenen
Tisch mit dem größten Winkel ~ darstellt. Nach jedem Richtungswechsel kehren sich
die Verhältnisse um.