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WO1998046329A1 - Filtervorrichtung zum ausfiltern von feststoffteilchen aus einem gasförmigen medium - Google Patents

Filtervorrichtung zum ausfiltern von feststoffteilchen aus einem gasförmigen medium Download PDF

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Publication number
WO1998046329A1
WO1998046329A1 PCT/EP1998/002111 EP9802111W WO9846329A1 WO 1998046329 A1 WO1998046329 A1 WO 1998046329A1 EP 9802111 W EP9802111 W EP 9802111W WO 9846329 A1 WO9846329 A1 WO 9846329A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
storage container
filter device
precoat
line
particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP1998/002111
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen BETHKE
Klaus Rabenstein
Walter Herding
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Herding GmbH Entstaubungsanlagen
Herding GmbH Filtertechnik
Original Assignee
Herding GmbH Entstaubungsanlagen
Herding GmbH Filtertechnik
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Herding GmbH Entstaubungsanlagen, Herding GmbH Filtertechnik filed Critical Herding GmbH Entstaubungsanlagen
Priority to AU76429/98A priority Critical patent/AU7642998A/en
Priority to DE19880449T priority patent/DE19880449D2/de
Publication of WO1998046329A1 publication Critical patent/WO1998046329A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/42—Auxiliary equipment or operation thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2273/00—Operation of filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2273/10—Allowing a continuous bypass of at least part of the flow, e.g. of secondary air, vents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2273/00—Operation of filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2273/12—Influencing the filter cake during filtration using filter aids

Definitions

  • Filter device for filtering out solid particles from a gaseous medium
  • the invention relates to a filter device for filtering out solid particles from a gaseous medium, comprising: (a) a housing in which at least one filter element is arranged, which adjoins a raw gas space with the inflow side and adjoins a clean gas space with the outflow side, and which is assigned a collecting container for the filtered out particles;
  • Such filter devices are known. If such a filter device is to be used continuously or from time to time to filter a gaseous medium which contains solid particles which are problematic for the inflow side of the at least one filter element, in particular sticky particles, very moist particles, particles which have become liquid due to increased temperature, etc. due to the nature of the particles, they adhere to the inflow side of the at least one filter element and for the most part are not properly cleaned during the next cleaning process. A considerable part of the inflow side or even the entire inflow side of the at least one filter element can be closed, as a result of which the function of the filter device is considerably impaired.
  • Precoat material applied to the inflow side of the filter element in question, which, as it were, intercepts the problematic particles to be filtered out before they reach the actual inflow side of the filter element in question.
  • the precoat material along with any intercepted, filtered out, is usually removed
  • precoat material solid particles which are small enough to form an effective “trapping layer”, but are not so small that they entail an excessive, additional pressure loss on the inflow side of the filter element in question.
  • the invention is based on the object of making available a filter device of the type mentioned at the outset, which includes an integrated, particularly simple construction and particularly unproblematic in the functional sequence of the precoat device.
  • the filter device according to the invention is characterized in that
  • Collection container or from a storage container which is at least substantially at the same internal pressure as that
  • Storage tank is provided in the inflow flow path.
  • the precoat material can either be a special material that is specifically selected for the precoat application, for example finely ground limestone.
  • the particles obtained when cleaning the at least one filter element can be used as the precoat material. It is also possible to work with an intermediate option in which a mixture of special precoat particles and particles obtained during cleaning is used as the precoat material.
  • you can also work in a variable time, for example, initially with pure, special precoat particles, which in the course of the operating time increasingly contain special precoat particles which are deposited on the upstream side of the filter element in question ) be replaced. Periodic refilling with special precoat particles or periodic refilling of special precoat particles to refresh the precoat material are further options.
  • the precoat material is discharged from a space (collecting container or storage container) which is under a static pressure on the inside which corresponds at least substantially to the static pressure in the raw gas space of the filter device.
  • This static pressure is generally somewhat higher than the static pressure in the inflow flow path, because there is normally a higher flow speed there than in the raw gas space.
  • the storage container is preferably positioned in the collecting container. In this way, it can be used without incisive
  • Integrate construction documents produced filter devices.
  • Another inexpensive alternative is the accommodation in a kind of lateral extension of the storage container, but moved away from the actual storage container space which is not claimed.
  • the storage container is completely or partially positioned in the collecting container, it can preferably be designed to be open at the top in such a way that when the at least one filter element is cleaned, partially filtered particles get into the storage container. As has already been explained, this results in a gradual replacement of the initial contents of the storage container (normally special precoat particles) by particles which have been filtered out and originate from the raw gas to be filtered. Attention is drawn to the possibility of further refilling the storage container from time to time with special precoat particles.
  • the extent to which the storage container is open and / or the positioning of the storage container can be varied in order to vary the amount of particles that enter the storage container during cleaning. So you can work in particular with a variably wide-open lid of the storage container or with exchangeable, upper end plates with differently sized openings of the storage container or with a variable positioning in the further from the mentioned lateral extension of the collecting container.
  • the storage container is positioned outside the housing and the collecting container. This position offers the particular advantages that a filter device can be retrofitted with a device for applying precoat material with minimal effort and that
  • Storage container for filling, changing, for maintenance work and the like is particularly conveniently accessible.
  • the externally positioned storage container is connected to the raw gas space or the collecting container by a pressure compensation line, so that in this way it is at least substantially at the same internal pressure as the collecting container or the raw gas space.
  • An injector is provided at the beginning of the line.
  • a bypass line is preferably located between the upper region of the collecting container or the storage container which is not filled with precoat material and the region before the beginning of the line to
  • the bypass line ensures that at the beginning of the line there is as perfect as possible essentially the same pressure as in the collecting container or raw gas space.
  • a flow block is preferably provided at the beginning of the line for transporting precoat material, to which a driving nozzle of the injector and one end of the bypass line are connected on the inlet side and to the outlet side the line for transporting
  • Precoat material is connected, and which has at least one suction opening for precoat material. In this way, all fluid lines have been clearly and compactly connected.
  • a fluidizing plate is provided in the collecting container or in the storage container in order to loosen up the precoat material to be discharged through the line. Provision can be made to supply compressed air to the space under the fluidizing plate.
  • differential pressure-controlled For the cleaning of the filter elements in filter devices that is required from time to time, two types of control are mainly considered, namely differential pressure-controlled and time-controlled.
  • the differential pressure between the raw gas space and the clean gas space decides whether a
  • control over the period of the cleaning process normally an entire cleaning process includes several cleaning cycles in succession
  • the filter device has a control device for the precoat process, with which a control device can be used (preferably after each) cleaning process can activate a precoat phase, preferably for a certain period of time.
  • a control device for the precoat process
  • the precoating can be renewed again and again after cleaning.
  • a control device can be provided with which precoat processes can be activated virtually independently of the cleaning processes, either discontinuously in a time-controlled manner (e.g., a new precoat process every x min, which in turn lasts for y min) or also continuously.
  • These controls of the precoat processes are particularly suitable if the at least one filter element is cleaned in a time-controlled manner, in particular with a relatively high frequency, that is to say normally quite frequently and clearly before a high differential pressure is reached.
  • a precoat device according to the invention is particularly suitable for retrofitting existing filter devices or for installation without drastic design changes to the filter device. It is also possible that a user of the filter device only uses the precoat device or switches it on or makes it possible by inserting the storage container if he has to cope with a filtering task in which, as mentioned in the beginning - problematic results from filtered particles. The user can also choose between
  • Figure 1 is a sectional, first filter device in side view.
  • Fig. 2 shows the filter device of Fig. 1 in bottom view.
  • FIG. 3 shows a second filter device in side view
  • Fig. 4 shows the precoat material application device
  • FIG. 5 shows a in the precoat material application device of FIG.
  • the main components of the filter device 2 shown in FIGS. 1, 2 are a housing 4, a plurality of filter elements 6 arranged therein, a collecting space 8 assigned to the housing 4 below, an inflow flow path 10, an outflow flow path 12 and one further below Integrated precoat device to be described in more detail.
  • a conventional suction fan (not shown) is present in the outflow flow path 12 or in the clean gas chamber 18 mentioned below.
  • the components of the usual system for cleaning the filter elements 6, each with a brief air blast against the other direction of flow of the gaseous medium through the filter device 2, are not shown, nor is the control for the cleaning processes and for the precoating processes.
  • the housing 4, viewed without the collecting space 8, has a substantially cuboid shape.
  • the collecting container 8 is connected via a funnel-like transition region 14 in the form of an inverted truncated pyramid (alternatively inverted truncated cone), which also has a cuboid shape (alternatively cylindrical shape), but is significantly smaller than the actual housing 4.
  • the collecting space 8 is - with the exception of one later Cable duct to be described - closed at the bottom, but can be removed from the transition area 14 for emptying.
  • the filter elements 6 are arranged in a parallel arrangement inside the housing 4 (see FIG. 2). Roughly speaking, the filter elements each have the shape of a narrow box in which the upper of the six sides is open.
  • the filter elements 6 are each attached to a horizontal partition 16 of the housing 4, the
  • each filter element 6 is connected via a corresponding opening in the partition 16 to the clean gas space 18 of the filter device located above the partition 16. Below the partition 16 is the raw gas space 20 of the filter device 2.
  • the filter elements 6 are each with their
  • a storage container 22 is fastened centrally in the interior of the collecting container 8. Near its bottom bottom, but spaced from it, is in the reservoir
  • a horizontal fluidizing plate 24 is arranged.
  • a bit above the fluidizing plate 24 is a horizontally aligned injector 28, which is the beginning of one from the inside of the Storage container 22 forms through the wall of the collecting container 8 leading line 30, with associated driving nozzle 26.
  • the line 30 opens at its other end somewhat in front of the housing 4 of the filter device 2 into the inflow flow path 10.
  • the storage container 22 is open at the top, so that a part of the particles falling down when the filter elements 6 are cleaned reaches the storage container 22.
  • the driving nozzle 26 is connected to a compressed air line 29, from which a connecting line 27 to the space between the bottom of the
  • Storage container 22 and the fluidizing plate 24 leads.
  • the precoat device When the precoat device is activated, e.g. by opening a valve in the compressed air line 29, the particles located in the storage container 22 in the area of the injector 28 are loosened by means of the compressed air flowing through the fluidizing plate 27 and discharged through the injector 28 and the line 30 in a certain amount per unit of time.
  • the discharged particles enter the flow of the medium to be filtered in the inflow flow path 10 and consequently reach the inflow surfaces of the filter elements 6.
  • the fluidizing plate 24 is not necessary. In the case of particles which can be discharged without problems through the line 30, the injector 28 is unnecessary.
  • the storage container 22 Since the storage container 22 has an overall open upper side, it is filled up vigorously by particles which are obtained during cleaning. If you do not want this, you can, for example, provide a partially closing lid or an upper closure with openings or even a completely covering lid with only small ventilation openings for pressure equalization.
  • Another variant is shown in dashed lines in FIG. 2.
  • the storage container 22 is accommodated in a lateral extension 32 of the storage space 8, its upper side being spaced above it leading oblique surface of the transition region 14 is covered, but is still open to the extension 32 and thus to the interior of the collecting container 8 for the purpose of pressure equalization.
  • FIG. 3 shows a filter device 2 with the main components housing 4, collecting space 8 for filtered out particles, inflow flow path 10 and, in contrast to the first exemplary embodiment, a precoat device mounted on the outside 40.
  • the structure of the precoat device 40 can best be seen in FIG. 4. It has a storage container 22 which is cylindrical in the lower region and conical in the upper region with a taper downwards. There is a near the lower end of the storage container 22
  • Fluidizing plate 24 Somewhat above the fluidizing plate 24 is the beginning of the line 30, which leads through the wall of the storage container 22 to the outside and from there into the inflow flow path 10.
  • the reservoir 22 is closed at the top by a lid 44.
  • FIG. 5 shows in more detail how the drive nozzle 26, the bypass line 42 and the line 30 are connected to one another, with the aid of a flow block 46; this detail was not shown in FIG. 4 for the sake of clarity, but was only indicated with the circle A. 5 that the driving nozzle 26 and the
  • Initial section of line 30 is flush and horizontal.
  • the bypass line 42 comes from obliquely above and then opens into the flow block 43 from the side either horizontally or obliquely from top to bottom.
  • the flow block 43 On the side opposite the mouth of the bypass line 42, the flow block 43 has a suction opening
  • Pressure equalization line 46 penetrates the cover 44 and ends a little below the cover 44.
  • the lid 44 is connected to the storage container 22 by means of a quick-action lock, so that it can be used for refilling
  • Precoat material can be easily removed.
  • a level indicator 48 is provided on the storage container 22. If the level of the precoat material drops below the level defined by the location of the level indicator 48, z.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

Filtervorrichtung zum Ausfiltern von Feststoffteilchen aus einem gasförmigen Medium, aufweisend: (a) ein Gehäuse (4), in dem mindestens ein Filterelement (6) angeordnet ist, das mit der Zuströmseite an einen Rohgasraum (20) grenzt und mit der Abströmseite an einen Reingasraum (18) grenzt, und dem ein Sammelbehälter (8) für die ungefilterten Teilchen zugeordnet ist; (b) einen Zuström-Strömungsweg (10) für das ungefilterte Medium zu dem Rohgasraum (20); (c) und einen Abström-Strömungsweg (12) für das gefilterte Medium weg von dem Reingasraum (18), dadurch gekennzeichnet, (d) dass eine Leitung (30) zum Transport von Precoatmaterial aus dem Sammelbehälter (8) oder aus einem Vorratsbehälter (22), der mindestens im wesentlichen auf dem gleichen Innendruck wie der Sammelbehälter (8) ist, in den Zuström-Strömungsweg (10) vorgesehen ist.

Description

Filtervorrichtung zum Ausfiltern von Feststoffteilchen aus einem gasförmigen Medium
Die Erfindung bezieht sich auf eine Filtervorrichtung zum Ausfiltern von Feststoffteilchen aus einem gasförmigen Medium, aufweisend: (a) ein Gehäuse, in dem mindestens ein Filterelement angeordnet ist, das mit der Zuströmseite an einen Rohgasraum grenzt und mit der Abströmseite an einen Reingasraum grenzt, und dem ein Sammelbehälter für die ausgefilterten Teilchen zugeordnet ist;
(b) einen Zuström-Strömungsweg für das ungefilterte Medium zu dem Rohgasraum;
(c) und einen Abström-Strömungsweg für das gefilterte Medium weg von dem Reingasraum.
Derartige Filtervorrichtungen sind bekannt. Wenn mit einer derartigen Filtervorrichtung ständig oder von Zeit zu Zeit ein gasförmiges Medium gefiltert werden soll, das für die Zuströmseite des mindestens einen Filterelements problematische Feststoffteilchen, insbesondere klebrige Teilchen, stark feuchte Teilchen, aufgrund erhöhter Temperatur teils flüssig gewordene Teilchen etc. , enthält, kommt es aufgrund der Beschaffenheit der Teilchen dazu, daß diese an der Zuströmseite des mindestens einen Filterelements anhaften und großenteils beim nächsten Abreinigungsvorgang nicht ordnungsgemäß abgereinigt werden. Es kann zu einem Verschließen eines erheblichen Teils der Zuströmseite oder sogar der gesamten Zuströmseite des mindestens einen Filterelements kommen, wodurch die Funktion der Filtervorrichtung erheblich beeinträchtigt wird. Mindestens hat man mit einer erheblichen, durch Abreinigen nicht rückgängig zu machenden Vergrößerung der Druckdifferenz in der Filtervorrichtung und mit einer Verkleinerung der effektiven Filterfläche in der Filtervorrichtung zu kämpfen. Man hat bereits daran gedacht, bei einem derartigen Umfeld ein Precoaten (ein auch in der deutschen Fachwelt eingebürgerter Begriff, der mit "Vorbeschichten" übersetzt werden kann) der Filterelemente vorzunehmen. Zum Precoaten wird insbesondere eine Schicht aus
Precoatmaterial auf die Zuströmseite des betreffenden Filterelements aufgebracht, die die problematischen, auszufilternden Teilchen gleichsam abfängt, ehe sie auf die eigentliche Zuströmseite des betreffenden Filterelements gelangen. Beim Abreinigen wird in der Regel das Precoatmaterial mitsamt den etwaigen abgefangenen, ausgefilterten
Teilchen abgereinigt. Vor dem nächsten Anfall problematischer, auszufilternder Teilchen sollte sinnvollerweise ein neues Precoaten erfolgen. Als Precoatmaterial eignen sich ganz besonders Feststoffteilchen, die klein genug sind, um eine wirksame "Abfangschicht" auszubilden, aber nicht so klein sind, daß sie einen übermäßigen, zusätzlichen Druckverlust an der Zuströmseite des betreffenden Filterelements mit sich bringen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filtervorrichtung der eingangs genannten Art verfügbar zu machen, die eine integrierte, besonders einfach aufgebaute und im Funktionsablauf besonders unproblematische Precoateinrichtung beinhaltet.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Filtervorrichtung erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,
(d) daß eine Leitung zum Transport von Precoatmaterial aus dem
Sammelbehälter oder aus einem Vorratsbehälter, der mindestens im wesentlichen auf dem gleichen Innendruck wie der
Sammelbehälter ist, in den Zuström-Strömungsweg vorgesehen ist.
Bei der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung wird entweder der Inhalt des Sammelbehälters oder der Inhalt eines Vorratsbehälters, der mindestens im wesentlichen auf dem gleichen Innendruck wie der Sammelbehälter ist, für das Precoatmaterial benutzt. Das Precoatmaterial kann entweder ein spezielles Material sein, das gezielt für die Precoataufgabe gewählt ist, z.B. fein gemahlener Kalkstein. Alternativ kann man als Precoatmaterial die beim Abreinigen des mindestens einen Filterelements anfallenden Teilchen hernehmen. Ferner kann man mit einer Zwischenmöglichkeit arbeiten, bei der als Precoatmaterial ein Gemisch von speziellen Precoat-Teilchen und von beim Abreinigen anfallenden Teilchen eingesetzt wird. Schließlich kann man auch zeitlich variabel arbeiten, also z.B. zeitlich anfangs mit reinen, speziellen Precoat-Teilchen, die im Lauf der Betriebszeit zunehmend durch die beim Abreinigen anfallenden Teilchen (die wiederum zum Teil auf der Zuströmseite des betreffenden Filterelements abgelagerte, spezielle Precoat-Teilchen enthalten) ersetzt werden. Eine periodische Neufüllung mit speziellen Precoat-Teilchen oder eine periodische Nachfüllung von speziellen Precoat-Teilchen zur Auffrischung des Precoatmaterials sind weitere Möglichkeiten.
Bei der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung wird das Precoatmaterial aus einem Raum (Sammelbehälter oder Vorratsbehälter) ausgetragen, der innenseitig unter einem statischen Druck steht, der mindestens im wesentlichen dem statischen Druck in dem Rohgasraum der Filtervorrichtung entspricht. Dieser statische Druck ist in der Regel etwas höher als der statische Druck in dem Zuström-Strömungsweg, weil dort ja normalerweise eine höhere Strömungsgeschwindigkeit herrscht als in dem Rohgasraum. Diese Verhältnisse bringen mit sich, daß das Precoatmaterial besonders unproblematisch durch die Leitung in den Zuström-Strömungsweg transportiert werden kann. Bewältigung großer Druckunterschiede und entsprechend komplizierte Absperrorgane hierfür sind nicht erforderlich.
Vorzugsweise ist der Vorratsbehälter in dem Sammelbehälter positionier . Auf diese Weise läßt er sich ohne einschneidende
Änderungen bei bestehenden oder nach existierenden
Konstruktionsunterlagen gefertigten Filtervorrichtungen integrieren. Als ebenfalls günstige Alternative sei die Unterbringung in einer Art seitlichem Fortsatz des Vorratsbehälters, aber weggerückt von dem nicht mit beanspruchten, eigentlichen Sammelbehälter-Raum genannt.
Wenn der Vorratsbehälter vollständig oder teilweise im Sammelbehälter positioniert ist, kann man ihn vorzugsweise derart nach oben offen gestalten, daß beim Abreinigen des mindestens einen Filterelements ausgefilterte Teilchen zum Teil in den Vorratsbehälter gelangen. Es ergibt sich damit, wie weiter vom bereits ausgeführt, ein allmähliches Ersetzen des anfänglichen Inhalts des Vorratsbehälters (normalerweise spezielle Precoat-Teilchen) mehr und mehr durch ausgefilterte Teilchen, die aus dem zu filternden Rohgas stammen. Auf die weiter vom angesprochene Möglichkeit, den Vorratsbehälter von Zeit zu Zeit neu mit speziellen Precoat-Teilchen zu füllen, wird hier nochmals hingewiesen.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Ausmaß des Offenseins des Vorratsbehälters und/oder die Positionierung des Vorratsbehälters variierbar, um die Menge der beim Abreinigen in den Vorratsbehälter gelangenden Teilchen zu variieren. So kann man insbesondere mit einem variierbar weit zu öffnenden Deckel des Vorratsbehälters oder mit wechselbaren, oberen Abschlußplatten mit unterschiedlich großen Öffnungen des Vorratsbehälters oder mit einer variierbaren Positionierung mehr oder weniger weit herausgerückt in den weiter vom erwähnten, seitlichen Fortsatz des Sammelbehälters arbeiten.
Insgesamt wird man in der Regel gemäß folgenden Überlegungen vorgehen: Wenn sich die aus dem Rohgas auszufilternden Teilchen einigermaßen gut zum Precoaten eignen, wird es häufig entbehrlich sein, einen Vorratsbehälter und spezielle Precoat-Teilchen vorzusehen. Wenn andererseits gute Precoat-Eigenschaften mit den aus dem Rohgas ausgefilterten Teilchen nicht gewährleistet sind oder wenn Precoaten gerade auch am Anfang des Filtems wichtig ist (um ein Zusetzen der Zuströmseite des betreffenden Filterelements gleich am Anfang zu verhindern), wird man zu einem Vorratsbehälter und speziellen Precoat- Teilchen greifen. Ein allmähliches Ersetzen spezieller Precoat-Teilchen durch beim Abreinigen anfallende Teilchen wird umso störender sein (und umso mehr durch periodisches Auffrischen mit speziellen Precoat- Teilchen oder durch Positionierung des Vorratsbehälters weggerückt von dem eigentlichen Auffangbehälter behoben werden müssen), je weniger geeignet die beim Abreinigen anfallenden Teilchen für das Precoaten sind (und sei es deshalb, weil sie besonders problematische ausgefilterte Teilchen, möglicherweise noch in erheblicher Menge, enthalten).
In vielen Fällen ist es jedoch als besonders günstig bevorzugt, daß der Vorratsbehälter außerhalb des Gehäuses und des Sammelbehälters positioniert ist. Diese Position bietet insbesondere die Vorteile, daß eine Filtervorrichtung mit minimalstem Aufwand mit einer Einrichtung zum Aufbringen von Precoatmaterial nachgerüstet werden kann und daß der
Vorratsbehälter zum Auffüllen, Auswechseln, für Wartungsarbeiten und dergleichen besonders bequem zugänglich ist.
Vorzugsweise ist der außen positionierte Vorratsbehälter durch eine Druckausgleichsleitung mit dem Rohgasraum oder dem Sammelbehälter verbunden, so daß er auf diese Art mindestens im wesentlichen auf dem gleichen Innendruck wie der Sammelbehälter bzw. der Rohgasraum ist.
Zur Steigerung der Effizienz des Austragens von Precoatmaterial aus dem Sammelbehälter oder dem Vorratsbehälter ist vorzugsweise am
Anfang der Leitung ein Injektor vorgesehen.
Vorzugsweise ist eine Bypassleitung zwischen dem nicht mit Precoatmaterial gefüllten, oberen Bereich des Sammelbehälters oder des Vorratsbehälters und dem Bereich vor dem Anfang der Leitung zum
Transport von Precoatmaterial vorgesehen. Die Bypassleitung stellt sicher, daß am Anfang der Leitung möglichst perfekt der im wesentlichen gleiche Druck wie in dem Sammelbehälter bzw. Rohgasraum herrscht. Vorzugsweise ist am Anfang der Leitung zum Transport von Precoatmaterial ein Strömungsblock vorgesehen, an den zugangsseitig eine Treibdüse des Injektors und ein Ende der Bypassleitung angeschlossen sind, an den abgangsseitig die Leitung zum Transport von
Precoatmaterial angeschlossen ist, und der mindestens eine Ansaugöffnung für Precoatmaterial aufweist. Auf diese Art hat man alle Fluidleitungen übersichtlich und kompakt angeschlossen.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist in dem Sammelbehälter oder in dem Vorratsbehälter eine Fluidisierplatte vorgesehen, um das durch die Leitung auszutragende Precoatmaterial aufzulockern. Man kann vorsehen, dem Raum unter der Fluidisierplatte Druckluft zuzuführen.
Für das von Zeit zu Zeit erforderliche Abreinigen der Filterelemente in Filtervorrichtungen kommen hauptsächlich zwei Arten der Steuerung in Betracht, nämlich differenzdruckgesteuert und zeittaktgesteuert. Im erstgenannten Fall entscheidet der Differenzdruck zwischen dem Rohgasraum und dem Reingasraum darüber, ob ein
Abreinigungsvorgang aktiviert wird, im zweitgenannten Fall der Ablauf einer bestimmten Zeit. Es versteht sich, daß vorgesehen sein kann, den Differenzdruck oder die Zeitdauer für das Aktivieren eines Abreinigungsvorgangs wählbar bzw. einstellbar zu machen.
Auch für die Länge des Abreinigungsvorgangs kommen hauptsächlich zwei Arten der Steuerung in Betracht, nämlich Steuerung über den Zeitraum des Abreinigungsvorgangs (wobei normalerweise ein gesamter Abreinigungsvorgang mehrere Abreinigungstakte hintereinander beinhaltet) und Steuerung über die Anzahl der Abreinigungszyklen oder
Abreinigungstakte des betreffenden Abreinigungsvorgangs.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung weist die Filtervorrichtung eine Steuereinrichtung für den Precoatvorgang auf, mit der sich nach einem (vorzugsweise nach jedem) Abreinigungsvorgang eine Precoatphase, vorzugsweise für einen bestimmten Zeitraum, aktivieren läßt. Mittels dieser Steuereinrichtung läßt sich also das Precoaten nach dem Abreinigen immer wieder erneuern.
Alternativ, und ebenfalls bevorzugt, kann man eine Steuereinrichtung vorsehen, mit der sich Precoatvorgänge quasi unabhängig von den Abreinigungsvorgängen aktivieren lassen, und zwar entweder zeittaktgesteuert diskontinuierlich (also z.B. alle x min einer neuer Precoatvorgang, der seinerseits für y min anhält) oder auch kontinuierlich. Diese Steuerungen der Precoatvorgänge kommen ganz besonders in Betracht, wenn das mindestens eine Filterelement zeittaktgesteuert, insbesondere mit relativ hoher Frequenz, also normalerweise recht häufig und deutlich vor Erreichen eines hohen Differenzdrucks, abgereinigt wird.
Es wird darauf hingewiesen, daß sich die erfindungsgemäße Integration einer Precoateinrichtung besonders gut zur Nachrüstung bestehender Filtervorrichtungen oder zum Einbau ohne einschneidende konstruktive Änderungen an der Filtervorrichtung eignet. Es ist femer möglich, daß ein Verwender der Filtervorrichtung die Precoateinrichtung nur dann nutzt oder einschaltet oder durch Einsetzen des Vorratsbehälters möglich macht, wenn er eine Filteraufgabe zu bewältigen hat, bei der im eingangs angesprochenen - Sinn problematische, aus gefilterte Teilchen anfallen. Der Verwender hat außerdem die Möglichkeit, zwischen
Betrieb mit Precoateinrichtung und Betrieb ohne Precoateinrichtung zu variieren.
Die Erfindung und Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand von schematisiert zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine geschnittene, erste Filtervorrichtung in Seitenansicht;
Fig. 2 die Filtervorrichtung von Fig. 1 in Ansicht von unten.
Fig. 3 eine zweite Filtervorrichtung in Seitenansicht;
Fig. 4 die Precoatmaterial-Aufbringeinrichtung der
Filtervorrichtung von Fig. 3 in vergrößertem Maßstab und geschnitten;
Fig. 5 einen bei der Precoatmaterial-Aufbringeinrichtung von Fig.
4 vorgesehenen Strömungsblock in Draufsicht und in nochmals größerem Maßstab.
Die Hauptbestandteile der in Fig. 1, 2 gezeichneten Filtervorrichtung 2 sind ein Gehäuse 4, eine Mehrzahl von darin angeordneten Filterelementen 6, ein dem Gehäuse 4 unten zugeordneter Sammelraum 8, ein Zuström-Strömungsweg 10, ein Abström-Strömungsweg 12 und eine weiter unten noch genauer zu beschreibende, integrierte Precoateinrichtung. In dem Abström-Strömungsweg 12 oder in dem weiter unten angesprochenen Reingasraum 18 ist ein nicht eingezeichnetes, übliches Sauggebläse vorhanden. Die Bestandteile des üblichen Systems zum Abreinigen der Filterelemente 6 mit jeweils kurzzeitigem Luftstoß entgegen der sonstigen Strömungsrichtung des gasförmigen Mediums durch die Filtervorrichtung 2 sind nicht eingezeichnet, ferner nicht die Steuerung für die Abreinigungsvorgänge und für die Precoatvorgänge. Das Gehäuse 4, ohne den Sammelraum 8 betrachtet, hat im wesentlichen quaderförmige Gestalt. Über einen trichterartigen Übergangsbereich 14 in Gestalt eines umgekehrten Pyramidenstumpfes (alternativ umgekehrter Kegelstumpf) ist der Sammelbehälter 8 angeschlossen, der ebenfalls quaderförmige Gestalt (alternativ zylindrische Gestalt) hat, aber deutlich kleiner als das eigentliche Gehäuse 4. Der Sammelraum 8 ist - mit Ausnahme einer später zu beschreibenden Leitungsdurchführung - unten geschlossen, kann aber zur Entleerung vom Übergangsbereich 14 abgenommen werden. Mehrere Filterelemente 6, im gezeichneten Beispiel acht Filterelemente
6, sind im Inneren des Gehäuses 4 in Parallelanordnung (siehe Fig. 2) angeordnet. Die Filterelemente haben - grob gesprochen - jeweils die Gestalt eines schmalen Kastens, bei dem die obere der insgesamt sechs Seiten offen ist. Die Filterelemente 6 sind jeweils oben an einer horizontalen Trennwand 16 des Gehäuses 4 befestigt, wobei das
"Kasteninnere" jedes Filterelements 6 über eine entsprechende Öffnung in der Trennwand 16 mit dem oberhalb der Trennwand 16 befindlichen Reingasraum 18 der Filtervorrichtung in Verbindung steht. Unterhalb der Trennwand 16 befindet sich der Rohgasraum 20 der Filtervorrichtung 2. Die Filterelemente 6 sind jeweils mit ihren
"Kastenaußenseiten" Begrenzungen des Rohgasraums 20 und mit ihren "Kasteninnenseiten" Begrenzungen des Reingasraums 18. Während des Filtems baut sich auf den Kastenaußenseiten der Filterelemente 6 eine in der Dicke allmählich zunehmende Schicht aus ausgefilterten Teilchen (nicht eingezeichnet) auf. Beim angesprochenen Abreinigen fallen die ausgefilterten Teilchen nach unten in den Sammelraum 8.
Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ist zentral im Inneren des Sammelbehälters 8 ein Vorratsbehälter 22 befestigt. In der Nähe seines unteren Bodens, aber beabstandet von diesem, ist in dem Vorratsbehälter
22 eine waagerechte Fluidisierplatte 24 angeordnet.
Ein Stück oberhalb der Fluidisierplatte 24 befindet sich ein waagerecht ausgerichteter Injektor 28, der den Anfang einer aus dem Inneren des Vorratsbehälters 22 durch die Wand des Sammelbehälters 8 hinausführenden Leitung 30 bildet, mit zugeordneter Treibdüse 26. Die Leitung 30 mündet mit ihrem anderen Ende etwas vor dem Gehäuse 4 der Filtervorrichtung 2 in den Zuström-Strömungsweg 10. Der Vorratsbehälter 22 ist oben offen, so daß ein Teil der beim Abreinigen der Filterelemente 6 herabfallenden Teilchen in den Vorratsbehälter 22 gelangt.
Die Treibdüse 26 ist an eine Druckluftleitung 29 angeschlossen, von der auch eine Verbindungsleitung 27 zu dem Raum zwischen dem Boden des
Vorratsbehälters 22 und der Fluidisierplatte 24 führt.
Wenn die Precoateinrichtung aktiviert wird, z.B. durch Öffnen eines Ventils in der Druckluftleitung 29, werden die in dem Vorratsbehälter 22 im Bereich des Injektors 28 befindlichen Teilchen mittels der durch die Fluidisierplatte 27 strömenden Druckluft aufgelockert und durch den Injektor 28 und die Leitung 30 in einer bestimmten Menge pro Zeiteinheit ausgetragen. Die ausgetragenen Teilchen gelangen in den Strom des zu filternden Mediums in dem Zuström-Strömungsweg 10 und gelangen infolgedessen auf die Zuströmoberflächen der Filterelemente 6.
Bei nicht zum Zusammenbacken neigenden Teilchen ist die Fluidisierplatte 24 entbehrlich. Bei unproblematisch durch die Leitung 30 austragbaren Teilchen ist der Injektor 28 entbehrlich.
Da der Vorratsbehälter 22 eine insgesamt offene Oberseite hat, wird er kräftig durch beim Abreinigen anfallende Teilchen aufgefüllt. Wenn man dies nicht möchte, kann man z.B. einen teilweise verschließenden Deckel oder einen oberen Abschluß mit Öffnungen oder sogar einen gänzlich überdeckenden Deckel nur mit kleinen Belüftungsöffnungen zum Druckausgleich vorsehen. Eine andere Variante ist in Fig. 2 in gestrichelten Linien eingezeichnet. Bei dieser Variante ist der Vorratsbehälter 22 in einem seitlichen Fortsatz 32 des Vorratsraums 8 untergebracht, wobei seine Oberseite von einer mit Abstand darüber hinwegführenden Schrägfläche des Übergangsbereichs 14 überdeckt wird, aber dennoch zum Fortsatz 32 und damit zum Inneren des Sammelbehälters 8 zum Zweck des Druckausgleichs offen ist. Bei dieser Variante kann man wählen, ob man den Vorratsbehälter 22 insgesamt oder ein größeres Stück weit oder ein kleineres Stück weit oder überhaupt nicht mit seiner offenen Oberseite in den nach oben offenen Schachtraum des Sammelbehälters 8 hineinrückt. Das Ausmaß des Hineinrückens bestimmt darüber, ob und ein wie großer Teil der beim Abreinigen herabfallenden, ausgefilterten Teilchen in den Vorratsbehälter 22 gelangt.
Als Alternative kann man gänzlich ohne Vorratsbehälter 22 arbeiten. Die Leitung 30, ggf. mit Injektor 28, mündet dann im Inneren des Sammelbehälters 8.
Ganz ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1, 2 sieht man in Fig. 3 eine Filtervorrichtung 2 mit den gezeichneten Hauptbestandteilen Gehäuse 4, Sammelraum 8 für ausgefilterte Teilchen, Zuström-Strömungsweg 10 und eine - im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel - außen angebaute Precoateinrichtung 40.
Den Aufbau der Precoateinrichtung 40 sieht man am besten in Fig. 4. Sie weist einen Vorratsbehälter 22 auf, der im unteren Bereich zylindrisch und im oberen Bereich konisch mit Verjüngung nach unten ist. Nahe dem unteren Ende des Vorratsbehälters 22 befindet sich eine
Fluidisierplatte 24. Etwas oberhalb der Fluidisierplatte 24 befindet sich der Anfang der Leitung 30, die durch die Wand des Vorratsbehälters 22 nach außen und .von dort in den Zuström-Strömungsweg 10 führt. Der Vorratsbehälter 22 ist oben durch einen Deckel 44 abgeschlossen. Außerdem sieht man eine Bypassleitung 42, die den Raum unterhalb des
Deckels 44 (wo er nicht mit Precoatmaterial gefüllt ist) mit dem Bereich vor dem beschriebenen Anfang der Leitung 30 verbindet. Schließlich sieht man eine Treibdüse 26 analog dem ersten Ausführungsbeispiel. In Fig. 5 ist genauer dargestellt, wie die Treibdüse 26, die Bypassleitung 42 und die Leitung 30 miteinander verschaltet sind, und zwar mit Hilfe eines Strömungsblocks 46; diese Einzelheit war zur Erhöhung der Übersichtlichkeit in Fig. 4 nicht eingezeichnet, sondern nur mit dem Kreis A angedeutet. Man sieht in Fig. 5, daß die Treibdüse 26 und der
Anfangsabschnitt der Leitung 30 fluchtend und horizontal verlaufen. Die Bypassleitung 42 kommt von schräg oben und mündet dann von der Seite her entweder waagerecht oder schräg von oben nach unten in den Strömungsblock 43 ein. Auf der der Einmündung der Bypassleitung 42 gegenüberliegenden Seite hat der Strömungsblock 43 eine Ansaugöffnung
45 für Precoatmaterial.
Es wird besonders darauf hingewiesen, daß das Innere des Vorratsbehälters 42 und der Rohgasraum der Filtervorrichtung 2 durch eine Druckausgleichsleitung 46 miteinander verbunden sind. Die flexible
Druckausgleichsleitung 46 durchdringt den Deckel 44 und endet ein Stück unterhalb des Deckels 44.
Der Deckel 44 ist mittels eines Schnellspannverschlusses mit dem Vorratsbehälter 22 verbunden, so daß er zum Nachfüllen von
Precoatmaterial leicht abgenommen werden kann.
Außerdem ist ein Füllstandsmelder 48 an dem Vorratsbehälter 22 vorgesehen. Wenn das Niveau des Precoatmaterials unter das durch die Einbaustelle des Füllstandsmelders 48 definierte Niveau absinkt, wird z.
B. ein optisches oder ein akustisches Warnsignal aktiviert. Man kann vorsehen, daß z. B. nach Ablauf einer definierten Zeitspanne von z. B. 1 Stunde die Filtervorrichtung 2 dann automatisch abgeschaltet wird.

Claims

Patentansprüche
1. Filtervorrichtung zum Ausfiltern von Feststoffteilchen aus einem gasförmigen Medium, aufweisend:
(a) ein Gehäuse (4), in dem mindestens ein Filterelement (6) angeordnet ist, das mit der Zuströmseite an einen Rohgasraum (20) grenzt und mit der Abströmseite an einen Reingasraum (18) grenzt, und dem ein Sammelbehälter (8) für die ausgefilterten Teilchen zugeordnet ist;
(b) einen Zuström-Strömungsweg (10) für das ungefilterte Medium zu dem Rohgasraum (20);
(c) und einen Abström-Strömungsweg (12) für das gefilterte
Medium weg von dem Reingasraum (18), dadurch gekennzeichnet,
(d) daß eine Leitung (30) zum Transport von Precoatmaterial aus dem Sammelbehälter (8) oder aus einem Vorratsbehälter (22), der mindestens im wesentlichen auf dem gleichen Innendruck wie der Sammelbehälter (8) ist, in den Zuström-Strömungsweg (10) vorgesehen ist.
2. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (22) in dem Sammelbehälter (8) positioniert ist.
3. Filtervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (22) nach oben derart offen ist, daß beim Abreinigen des mindestens einen Filterelements (6) ausgefilterte Teilchen zum Teil in den Vorratsbehälter (22) gelangen.
4. Filtervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausmaß des Offenseins des Vorratsbehälters (22) und/oder die Positionierung des Vorratsbehälters (22) variierbar ist, um die
Menge der beim Abreinigen in den Vorratsbehälter (22) gelangenden Teilchen zu variieren.
5. Filtervorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (22) außerhalb des Gehäuses (4) und des Sammelbehälters (8) positioniert ist.
6. Filtervorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Druckausgleichsleitung (46) zwischen dem Vorratsbehälter (22) und dem Rohgasraum (20) oder dem Sammelbehälter (8).
7. Filtervorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Anfang der Leitung (30) zum Transport von Precoatmaterial in dem Sammelbehälter (8) oder in dem Vorratsbehälter (22) ein Injektor (28) zum Austragen von Precoatmaterial vorgesehen ist.
8. Filtervorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Bypassleitung (42) zwischen dem nicht mit Precoatmaterial gefüllten, oberen Bereich des Sammelbehälters (8) oder des Vorratsbehälters (22) und dem Bereich vor dem Anfang der Leitung (30) zum Transport von Precoatmaterial.
9. Filtervorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Anfang der Leitung (30) zum Transport von Precoatmaterial ein Strömungsblock (43) vorgesehen ist, an den zugangsseitig eine Treibdüse (26) des Injektors und ein Ende der Bypassleitung (42) angeschlossen sind, an den abgangsseitig die Leitung (30) zum Transport von Precoatmaterial angeschlossen ist, und der mindestens eine Ansaugöffnung (45) für Precoatmaterial aufweist.
10. Filtervorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Sammelbehälter (8) oder in dem Vorratsbehälter (22) eine Fluidisierplatte (24) vorgesehen ist, um das durch die Leitung (30) auszutragende Precoatmaterial aufzulockern.
11. Filtervorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung für den Precoatvorgang, mit der sich nach einem Abreinigungsvorgang eine Precoatphase, vorzugsweise für einen bestimmten Zeitraum, aktivieren läßt.
12. Filtervorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, mit der sich Precoatvorgänge, entweder zeittaktgesteuert diskontinuierlich oder kontinuierlich, aktivieren lassen.
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