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Dokumentenidentifikation DE4115354A1 12.11.1992
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Adsorption bzw. Chemiesorption von gasförmigen Bestandteilen aus einem Gasstrom
Anmelder Walther & Cie AG, 5000 Köln, DE
Erfinder Bechthold, Horst, Dr.-Ing., 5042 Erftstadt, DE;
Romey, Reiner, Dipl.-Ing., 5000 Köln, DE
DE-Anmeldedatum 10.05.1991
DE-Aktenzeichen 4115354
Offenlegungstag 12.11.1992
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.11.1992
IPC-Hauptklasse B01D 53/06
IPC-Nebenklasse B01D 53/34   B01D 46/02   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Adsorption bzw. Chemiesorption von gasförmigen Bestandteilen aus einem Gasstrom. Ein wesentliches Verfahrensmerkmal ist die Staubrückführung innerhalb eines Gewebefilters, die dadurch erreicht wird, daß im Unterteil des Gewebefilters eine Kombination, bestehend aus Düse und Schnecke angeordnet ist, wodurch sowohl eine Gasrückführung als auch eine Staubrückführung bewirkt werden.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Adsorption oder Chemiesorption von gasförmigen Stoffen aus einem Rohgasstrom durch Zugabe von trockenen Adsorbentien oder von Adsorbentien gegebenenfalls mit Eigenschaften, die eine chemische Reaktion mit den adsorbierten Gaskomponenten bewirken, wobei das Rohgas und das frische Adsorbens einer Abscheideanlage mit einem oder mehreren als Schlauchfilter ausgebildeten Gewebefilterkammern zugeführt wird, in denen eine Staubrückführung mit einer Rezirkulation des 20- bis 80fachen des eingesetzten Frischadsorbens erfolgt und im Schlauchfilter ein Teil des Gases nit einer Düse in Zirkulation gehalten wird und dabei abgeschiedener Staub nach seiner Abreinigung an der Rezirkulation teilnimmt.

Mit einem derartigen Verfahren soll mit möglichst geringem Investitionsaufwand und unter Vermeidung komplizierter und aufwendiger Einrichtungen für die Staubrückführung der Ausnutzungsgrad für das Adsorbens bei Trockenverfahren erhöht werden. Dieses Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind beschrieben in der DE-PS 38 01 913 und der DE-OS 38 06 882. Sie dienen der Adsorption bzw. Chemiesorption von gasförmigen Stoffen aus einem Gasstrom. Ein wesentliches Verfahrensmerkmal ist die Staubrückführung innerhalb eines Gewebefilters, die dadurch erreicht wird, daß im Unterteil des Gewebefilters eine Kombination bestehend aus Düse und Staubführungsblechen angeordnet ist, wodurch sowohl eine veränderbare Gasrückführung als auch eine in weiten Grenzen veränderbare Staubrückführung bewirkt wird.

Die Nachteile, sowohl des Verfahrens als auch der Vorrichtung, sind in einem zu geringen Neigungswinkel der Staubschurren oder bei Vermeidung dieses Nachteils in zu großer Bauhöhe der Gesamtanlage zu sehen.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde bereits vorgeschlagen (P 40 29 395.5-43), zur Austragung der Reaktionsprodukte mehrere Gewebefilterkammern vorzusehen und abwechselnd eine dieser Kammern im Off-Line-Betrieb abzureinigen und gleichzeitig mindestens eine Gewebefilterkammer im On-Line-Betrieb zu fahren.

Die Vermeidung der vorerwähnten Nachteile gelang jedoch nur unter Inkaufnahme der Notwendigkeit, das Verfahren intermittierend betreiben zu müssen. Diese Fahrweise führt nicht nur zu einer zusätzlichen Filterkammer, sondern auch zu dem Zwang, die Abreinigungsfrequenz auf ein Vielfaches zu steigern, wobei zur Schonung der Schläuche und zur Minimierung des Preßluftverbrauchs in Versuchen die optimale Intensität des Abreinigungsstoßes ermittelt werden muß. Dies wiederum beeinflußt die Schichtdicke auf den Schläuchen und damit die Austauschoberfläche des an den Schläuchen angelagerten Staubes im Hinblick auf die Adsorptionsfähigkeit des Systems. Auch der zur Steuerung des Abreinigungsvorganges benutzte Druckverlustanstieg wird dadurch beeinflußt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Investitionsaufwand zu verringern und unter Vermeidung komplizierter und aufwendiger Einrichtungen für die Staubrückführung den Ausnutzungsgrad für das Adsorbens bei Trockenverfahren in kontinuierlichem Betrieb und bei geringer Bauhöhe der Gesamtanlage deutlich zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die herabfallenden Reaktionsprodukte zuerst einem oberhalb der Düse angeordneten Staubaustragsorgan teilweise oder insgesamt zugeführt werden, und daß der Überlauf des Staubaustragsorganes zur Düse gelangt und von dem aus der Düse austretenden Gasstrahl erfaßt und in den Gasstrom zurückgeführt werden. Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens wird darin gesehen, daß am unteren Ende des Staubsammelbunkers eine oder mehrere Fangtaschen vorgesehen sind, die jeweils in einem parallel zu einer Schlitzdüse verlaufenden Trog mit Schnecke enden, die mit einem drehzahlgeregelten Antrieb versehen und die Drehrichtung der Schnecke derart gewählt ist, daß sie auf der Oberseite der Schnecke zur Düse hin erfolgt.

Mit dieser Maßnahme wird der herabfallende Staub, soweit er drehzahlbedingt nicht ausgetragen wird, im Überlauf der gefüllten Schnecke zur Düse hin gefördert und von dem austretenden Gasstrahl erfaßt und zurückgeführt. Dadurch entsteht im Unterteil des Bunkers ein quasi horizontales Flächenelement, auf welchem der Staub nicht liegen bleibt, sondern durch die Drehung der Schnecke zur Düse hin gefördert wird.

Die Bewegung der Schnecke bewirkt sowohl die Auflockerung der Schicht als auch deren Transport. Damit ist ein kontinuierlicher Betrieb sichergestellt. Auch wird die durch den Off-Line-Betrieb erforderliche zusätzliche Kammer entbehrlich, wodurch Investitionsaufwand und Platzbedarf verringert werden und gleichzeitig häufige Schaltvorgänge der Gasklappen entfallen.

Die Schneckendrehzahl wird in Abhängigkeit eines Betriebsparameters geregelt. Auch können mehrere Betriebsparameter gleichzeitig in Kombination zur Regelung eingesetzt werden. Als Betriebsparameter kann der Druckverlust in einer oder der Volumenstrom zu einer Filterkammer verwendet werden. Auch kann der Rohgasstaubgehalt als Betriebsparamenter zusätzlich genutzt werden, wobei der Staubgehalt vor Eintritt des Rohgases in die Filtereinrichtung gemessen wird. Die Regelung der Schneckendrehzahl erfolgt über eine im System vorhandene speicherprogrammierbare Steuerung.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Filtereinrichtung;

Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie A-B in Fig. 1.

Mit 1 ist ein als Schlauchfilter dargestelltes Gewebefilter bezeichnet. Das Schlauchfilter besteht aus einem rechteckigen Gehäuse 2 mit einem oberen Boden 3, in den die Filterschläuche 8eingehängt sind. Innerhalb einer Gesamtfilteranlage werden die Gehäuse 2 auch als Kammern bezeichnet. Oberhalb des Bodens 3 ist eine Reingaskammer 4 mit einem Reingaskanal 5 mit Klappe 14 vorgesehen, aus dem das Reingas austritt. Am unteren Ende ist ein Staubsammelbunker 6 vorgesehen. Die Filterschläuche 8 sind um einen zentralen Freiraum 9 angeordnet, in dem sich ein rechteckiger Fangschacht 7 befindet. Dieser ist mit seinem oberen Ende 10 mit einem bestimmten Abstand zum oberen Filterboden 3 angeordnet. Am unteren Ende des Staubsammelbunkers 6 ist eine Düse 11 vorgesehen. Das Rohgas mit dem darin befindlichen Adsorbens gelangt über die Düse 11 und den Fangschacht 7 in den oberen Bereich der Filterschläuche 8. Das zu reinigende Gas wird durch die Filterschläuche 8 hindurchgeführt und so vom Staub weitgehend befreit. Dabei bildet sich auf der Oberfläche der Schläuche 8 eine Staubschicht wachsender Dicke, die nach den bekannten Methoden in bestimmten Zeitabständen abgereinigt wird. Das von Staub und Schadstoffen weitgehend befreite Reingas verläßt das Filter 1 über die Reingaskammer 4 und den Reingaskanal 5. Die für den Prozeß erforderliche Menge an frischem Adsorbens wird unmittelbar vor Eintritt in die Filterkammer durch geeignete Vorrichtungen, z. B. Leitung 16, dem Rohgasstrom zugemischt. Es ist denkbar, das Adsorbens an anderer geeigneter Stelle dem System zuzuführen, z. B. hinter der Düse 11. Aus dem mit Klappe 15 versehenen Rohgaskanal 12, der sich in Strömungsrichtung verjüngen kann, tritt das staubbeladene Rohgas nach oben in die Düse 11. Der bei der Abreinigung der Schläuche 8 nach unten fallende Staub wird zu einem Teil vom rückgeführten Gasstrom mitgenommen.

Damit der an der Wand des Staubsammelbunkers 6 abfließende Staub von der Düse 11 erfaßt und zurückgeführt werden kann, ist diese mit dem Staubsammelbunker 6 fest verbunden. Der mit der Düse 11 fest verbundene Rohgaskanal 12 ist am unteren Ende mit einem Austragsorgan 13 (z. B. Zellenradschleuse) versehen, um bei einem eventuellen Störfall genutzt zu werden. In diesem Falle muß der Gasstrom zu der Kammer durch die Klappe 15 unterbrochen werden, so daß die Filterschläuche 8 komplett abgereinigt werden müssen.

Zum besseren Austrag des Staubes können die Enden des Staubsammelbunkers 6 mit Belüftungswänden (nicht dargestellt) oder Klopf- bzw. Vibrationsvorrichtungen 17 ausgerüstet sein. Eine weitere Einrichtung zum besseren Staubaustrag wird in einer Belüftungsleitung 18 mit Ventil 19 gesehen, womit der Staub im unteren Teil der Leitung 12 aufgelockert und damit fließfähiger gemacht werden kann. Die Rohgasklappe 15 kann als Einzel- oder als Doppelklappe ohne oder mit Sperrluftzufuhr 20 ausgebildet sein.

Erfindungsgemäß ist das untere Ende des Staubsammelbunkers 6 mit einer Fangtasche 21 versehen, die in einen parallel zu der Schlitzdüse 11 verlaufenden Trog 22 mit Schnecke 23 endet. Am austrittsseitigen Ende ist der Trog 22 mit einem Austragsorgan 24 versehen, das für einen luftdichten Abschluß als Zellenradschleuse ausgebildet sein kann. Am anderen Ende des Troges 22ist der regelbare Schneckenantrieb 25 vorgesehen.

Im Ausführungsbeispiel ist nur ein Trog 22 mit Schnecke 23 dargestellt. Es gehört zum Wesen der Erfindung, gegebenenfalls auf der gegenüberliegenden Seite der Düse 11 einen zweiten Trog mit Schnecke anzuordnen.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Adsorption oder Chemiesorption von gasförmigen Stoffen aus einem Rohgasstrom durch Zugabe von trockenen Adsorbentien oder von Adsorbentien gegebenenfalls mit Eigenschaften, die eine chemische Reaktion mit den adsorbierten Gaskomponenten bewirken, wobei das Rohgas und das frische Adsorbens einer Abscheideranlage mit einem oder mehreren als Schlauchfilter ausgebildeten Gewebefilterkammern zugeführt wird, in denen eine Staubrückführung mit einer Rezirkulation des 20- bis 80fachen des eingesetzten Frischadsorbens erfolgt und im Schlauchfilter ein Teil des Gases mittels einer Düse in Zirkulation gehalten wird und dabei abgeschiedener Staub nach seiner Abreinigung an der Rezirkulation teilnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die herabfallenden Reaktionsprodukte zuerst einem oberhalb der Düse angeordneten Staubaustragsorgan teilweise oder insgesamt zugeführt werden und daß der Überlauf des Staubaustragsorgan zur Düse gelangt und von dem aus der Düse austretenden Gasstrahl erfaßt und in den Gasstrom zurückgeführt werden.
  2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Staubsammelbunkers (6) eine Fangtasche (21) vorgesehen ist, die in einen parallel zu einer Schlitzdüse (11) verlaufenden Trog (22) mit Schnecke (23) endet, die mit einem drehzahlregelbaren Antrieb (25) versehen und die Drehrichtung der Schnecke (23) derart gewählt ist, daß sie auf der Oberseite der Schnecke (23) zur Düse (11) hin erfolgt.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig zur Schlitzdüse (11) jeweils ein Trog (22) mit Schnecke (23) vorgesehen sind.
  4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (23) mit ihrem oberen Durchmesserbereich in Höhe des oberen Endes der Schlitzdüse (11) verläuft.
  5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Trog (22) für die Schnecke (23) zur Vermeidung eines Falschlufteinbruchs gasdicht ausgebildet ist.
  6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckendrehzahl in Abhängigkeit eines Betriebsparameters oder mehrerer Betriebsparameter in Kombination regelbar ist.
  7. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckendrehzahl über einen betriebsinternen Rechner geregelt wird.






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