过滤器模块及包括其的过滤器系统的制作方法

过滤器模块及包括其的过滤器系统的制作方法
【专利摘要】一种过滤器模块，特别是用于气体过滤目的，其为包括过滤器模块的过滤器系统提供提高的每体积过滤面积比率和过滤器系统中的高组装密度。该过滤器模块包括一个或多个块状单元，以及在块状单元的排放侧处的清洁气体收集和排放装置，每个块状单元包括多个过滤器元件和清洁气体管道。
【专利说明】过滤器模块及包括其的过滤器系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种过滤器模块，特别是用于气体过滤目的，并涉及包括本发明的过滤器模块的过滤器系统。
【背景技术】
[0002]用于气体过滤、特别是用于热气体过滤工艺的过滤器模块在现有技术中以各种构型被公开。
[0003]美国专利5482537A公开了在包括外部直立容器和内部直立容器的组件中过滤高温气体，例如来自流化床反应器的高温气体，该内部容器合并不透气周边壁，该不透气周边壁将外部容器中的气体体积分为清洁气体体积及未净化气体体积。大量单块陶瓷过滤器模块安装在设置于内部容器的周边壁中的开口中，并允许清洁气体从脏气体体积经过滤器模块流到清洁气体体积。清洁气体经由清洁气体出口从清洁气体体积排出。过滤器模块为蜂窝结构，其过滤器单元和清洁气体管道在水平方向上定向。
[0004]美国专利5593471A公开了一种灰尘收集设备，其包括具有入口和出口的壳体和容纳在其中的一个或多个过滤器模块。该过滤器模块具有蜂窝结构并沿竖直或水平方向布置。过滤器模块的清洁气体管道通到壳体内的封闭室中。该封闭室包括清洁气体出口，该清洁气体出口与壳体的出口流体连接。该设备还包含反吹回洗装置，用于在回洗操作中输送高压气体至封闭室以便清洁过滤器模块的过滤器元件。
[0005]根据另一途径，管状滤烛形式的过滤器模块用于热气体过滤，例如在W000/62902A1中公开的。过滤器容器包括管板，该管板将容器内部分为未净化气体室和清洁气体室。管板包括在其一端容纳滤烛的开口。滤烛从管板悬垂至未净化气体室中。过滤器容器还包括回洗系统，用于从滤烛分离在过滤过程中累积的颗粒物质。
[0006]在热气体过滤中，处理大量气体需要相当大的过滤面积。
[0007]典型的现有热气体过滤系统使用陶瓷或金属材料制成的滤烛。这些滤烛的过滤面积受限，因此对于较大体积流量，需要在壳体内并入几千或几万个滤烛。
[0008]这需要非常大的过滤器容器或几个容器并行操作。对于每小时体积流量约I百万Hi3或更大，使用2或3m长的陶瓷或金属滤烛不再够用。

【发明内容】

[0009]本发明的目的是提供一种过滤器模块和包括该模块的过滤器系统，其具有改进的过滤器系统的每体积过滤面积率和在过滤器系统中高组装密度。
[0010]本发明用具有如权利要求1中特征的过滤器模块来达到该目的。
[0011]本发明的关键元素在于设置有清洁气体收集和排放装置的、过滤器元件和规则插置的洁气体管道的蜂窝结构，该清洁气体收集和排放装置横跨所有清洁气体管道的清洁气体出口延伸。在过滤器元件的封闭端，即，过滤器模块的排放侧，清洁气体流被横向于所述单元的排放侧表面的竖直方向偏转和导向。来自所有清洁气体管道的清洁气体流的偏转和导向基本上是一致的。清洁气体管道的所述清洁气体出口与清洁气体收集和排放装置流体连通。这使得过滤器模块具有非常高效和紧凑的结构。
[0012]优选地，清洁气体开口设置在过滤器模块的侧面。
[0013]过滤器元件的管状壁部分和可选的过滤器元件的封闭端部和/或本发明的过滤器模块的清洁气体管道优选地由陶瓷、金属和/或聚合物材料制成。多孔结构可通过烧结该材料的颗粒和/或纤维制成。
[0014]过滤器模块可包括平行布置并在它们的侧面处彼此相连的两个或多个块状单元的多块结构，所述两个或多个块状单元例如通过将各个块状单元胶粘、焊接或烧结到一起或通过将各个块状单元容纳在共同的框架结构中而彼此相连。在框架结构中的块状单元彼此密封，以便于避免从模块的输入侧到清洁气体收集和排放装置的旁路。
[0015]在多块实施例中，在块状单元由陶瓷材料制成的情况中，特别优选地是使用框架结构容纳各个块状单元。
[0016]优选地，框架结构由金属制成。
[0017]包含框架结构以容纳多个块状单元的实施例优选具有设置为框架结构的一部分的清洁气体收集和排放装置。
[0018]清洁气体收集和排放装置典型地基本上横跨过滤器模块的一个或多个块状单元的整个排放侧延伸。优选地，清洁气体收集和排放装置的排放端大致与过滤器模块的侧壁齐平。
[0019]而且，块状单元可布置成背靠背，S卩，它们的排放侧彼些面对，并共享一个共同的清洁气体收集和排放装置。
[0020]优选地清洁气体收集和排放装置偏转和导向清洁气流的横向方向可定向成与排放侧表面的竖直方向成约30°或更大的角度，更优选地约60°或更大，特别优选地约90。。
[0021]在一个优选实施例中，该偏转角度通过横跨过滤器模块的块状单元的排放侧延伸的清洁气体收集和排放装置的槽道的一个壁或多个壁的定向来限定。
[0022]过滤器元件的管状壁部分的优选轴向长度范围从约10到300mm，更优选地从约30到约150_。管状壁部分的优选轴向长度允许在脉冲反吹(back-pulsing)时从过滤器元件有效排放颗粒物质，即便是在过滤器元件的纵向轴线处于水平定向时。
[0023]优选地，清洁气体收集和排放装置的槽道的该一个或多个壁设置在距块状单元的排放侧表面一定距离(间隙)处，该距离是过滤器元件的管状壁部分的长度的从大约0.1倍到约0.7倍，更优选地从约0.3到约0.5倍。
[0024]在块状单元的排放侧表面设置有保险丝(safety fuse)元件时，该距离(间隙)从保险丝元件的下游表面而不是由排放侧表面确定。
[0025]在多个块状单元背靠背布置的情况中，相应的另一块状单元的排放侧表面形成这个或这些壁，并在一个方向上界定清洁气体收集和排放装置。典型的，由于清洁气体收集和排放装置接收较大量的清洁气体，因此以背靠背布置的两个块状单元的相应的排放侧表面间的距离(间隙)优选是在过滤器元件的管状壁部分的长度的约0.2到约1.4倍的范围内。更优选地，该距离(间隙)是在过滤器元件的管状壁部分的长度的约0.6到约I倍的范围内。
[0026]优选地，处于背靠背布置的块状单元布置成其排放侧面处于平行定向。则离开清洁气体管道的清洁气体的偏转角度为约90°。
[0027]然而，处于背靠背布置的块状单元可以使得它们的排放侧面布置成偏离平行定向。然而，用于离开清洁气体管道的清洁气体的偏转角度优选地为约30°或更大，更优选地为约60°或更大。
[0028]通常使用的颗粒尺寸具有约为I到450 μ m的平均尺寸。通常使用的纤维具有从约I到约400 μ m的平均直径和从约I到约50mm的平均长度。
[0029]块状单元的输入侧每IOcm2横截面积的过滤器元件的数量优选从约I到约100，更优选地从2个到约10个。典型的，每IOcm2横截面积提供相同数量的清洁气体管道。
[0030]优选地，清洁气体管道由三个或更多个过滤器元件的管状壁部分的纵向段所限定，即，过滤器元件的壁部分形成清洁气体管道的壁。无需额外的结构来构成清洁气体管道。
[0031]更优选地，相邻的过滤器元件的管状壁部分彼此直接接触，在它们的封闭端和开放端之间限定了清洁气体管道。
[0032]过滤器元件的管状壁部分的横截面可以为多边形，特别是矩形，更优选地为正方形、圆形或卵形。
[0033]管状壁部分的横截面积对应于边长约3到约20mm的、优选地约5到约IOmm的正方形的面积。对应的横截面积也优选用于设计有其它矩形、卵形或圆形横截面的过滤器元件。
[0034]过滤器元件的管状壁部分的长度相当于约300mm或更小，优选地约30到约200mm，更优选地约50到150mm。
[0035]优选地，管状壁部分和可选的过滤器元件的封闭端和/或清洁气体管道具有约
0.1到约150 μ m的孔径尺寸，更优选地约I到约100 μ m,最优选地约2到约10 μ m。
[0036]管状壁部分和可选的过滤器元件的封闭端和/或清洁气体管道的平均孔隙率按体积在从约25到约90%的范围内。
[0037]根据本发明的过滤器模块的另一实施例，过滤器元件的管状壁部分相对于输入侧表面的竖直方向优选布置在从约10°到约60°的角度，更优选布置在从约30°到约60°的角度。在本发明的过滤器模块操作过程中输入侧表面典型的处于竖直方向。
[0038]本发明的过滤器模块优于现有技术的优点特别在于，当这种过滤器元件容纳于壳体中时，它们能够在占用的每立方米上提供高的表面积。
[0039]根据本发明的优选的过滤器模块在每m3壳体体积部分提供约40m2或更多的表面积，优选地每m3壳体体积部分提供约60m2或更多的表面积。在计算该比率时，仅考虑当过滤器模块在壳体中设置成完全可操作并准备使用时由过滤器模块占用的壳体体积部分。
[0040]本发明还涉及包括一个或多个本发明过滤器模块的过滤器系统。
[0041]本发明的过滤器系统典型地包括容纳一个或多个过滤器模块的壳体，并优选地包括分别用于未净化气体和清洁气体的共同的输入和/或排放槽道。
[0042]优选地，过滤器模块的清洁气体收集和排放装置通过它们的排放端将清洁气体直接排放至系统的共同的清洁气体排放槽道中。
【专利附图】

【附图说明】[0043]图1A具有相应表征的本发明的过滤器模块的第一实施例；
[0044]图1B图1A的本发明的过滤器模块的修改；
[0045]图2具有相应表征的本发明的过滤器模块的第二实施例；
[0046]图3具有相应表征的本发明的过滤器模块的第三实施例；
[0047]图4A到4C在第一实施例中的根据本发明的过滤器系统及其细节；
[0048]图5A到5C在示意图中的根据本发明的系统的第二实施例及其细节；和
[0049]图6A到6C在示意图中的根据本发明的系统的第三实施例及其细节。
【具体实施方式】
[0050]图1A示出根据本发明第一实施例的过滤器模块10。
[0051 ] 过滤器模块10包括一个块状单元12，该块状单元12包括具有纵向的、多孔的管状壁部分16的多个过滤器元件14，该多个过滤器元件14具有开放端18和封闭的第二端20。管状壁部分16具有正方形的横截面，并与多个清洁气体管道22 —起布置成棋盘图案，所述多个清洁气体管道22基本上与过滤器元件14共同延伸，并定向成平行于过滤器元件14，而且规则地插置在过滤器元件14之间。清洁气体管道22在其一端24开放，在其另一端26封闭。过滤器元件的开放端18和清洁气体管道的封闭端26在过滤器模块10的上游或输入侧表面28上形成第一棋盘图案。过滤器元件14的封闭端20和清洁气体管道的开放端24的棋盘图案设置在块状单元12的相对面或下游面30。该面30是块状单元12的排放侧表面。过滤器元件14的管状壁部分16为具有一定平均孔径尺寸的多孔材料，例如烧结陶瓷材料、烧结金属材料或烧结聚合物材料。壁部分16同时沿其长度方向限定了清洁气体管道22。
[0052]进入过滤器模块10的输入侧28的未净化气体流入过滤器元件14的开放端，穿过它们的多孔管状壁部分16，并且清洁气体接收在清洁气体管道22内，并从那里在块状单元12的排放侧表面30处排放。
[0053]在块状单元12的排放侧表面上，以槽道的形式设置有清洁气体收集和排放装置32，该槽道具有封闭的后壁和三个封闭的侧面。该槽道在图1A中的前面示出的面34处开放，提供过滤器模块10的清洁气体排放开口 36。
[0054]由清洁气体收集和排放装置32的槽道接收的清洁气体偏转约90°并横向于过滤器模块10的排放侧的竖直方向被导向(换句话说，基本上平行于过滤器模块10的排放侧)。
[0055]清洁气体通过开口 36离开过滤器模块10。槽道32的封闭后壁到单元12的排放侧表面的距离(间隙h)优选地相当于过滤器元件14的管状壁部分16的轴向长度的约0.3到0.5倍。
[0056]为了便于在过滤器系统的壳体内安装过滤器模块10，过滤器模块10在其前侧面包括向外凸出的凸缘38。
[0057]根据本发明，优选地过滤器元件14的管状壁部分的长度限定至约300_或更小，这令人意想不到地使得过滤器模块和它的过滤器元件非常容易清除在过滤操作中收集在管状壁部分16上的颗粒物质。
[0058]过滤器模块10的侧表面优选由金属框架结构40所覆盖，该金属框架结构40可以合并清洁气体收集和排放装置32。在其中一个侧面(在图1B中的前表面)上，框架结构40也设置有凸缘38和开口 36。
[0059]图1B示出了图1A中过滤器模块10的修改的滤器模块42。因此，相同的部件用与图1A中使用相同的附图标记表示。除了已经参考图1A描述的部件外，过滤器模块42包括覆盖清洁气体管道22的出口的盘形元件形式的保险丝44。保险丝44基本上与排放侧表面共同延伸。在一个或多个过滤器元件(例如，它们的管状壁部分)失效时，在未先经过保险丝44的情况下，没有过滤并穿入清洁气体管道的未净化气体无法到达清洁气体收集和排放装置32。
[0060]槽道32的封闭后壁到单元12的保险丝44的下游表面的距离(间隙h)优选相当于过滤器元件14的管状壁部分16的轴向长度的约0.3到0.5倍。
[0061]当清洁气体离开保险丝44的下游侧时，由清洁气体收集和排放装置32接收清洁气体。清洁气体流因而偏转90°并平行于过滤器模块42的排放侧被导向。
[0062]图2示出了根据本发明的过滤器模块50的第二实施例。
[0063]过滤器模块50包括一个块状单元52，该块状单元52包括具有纵向的、多孔的管状壁部分56的多个过滤器元件54，该多个过滤器元件54具有开放端58和封闭的第二端60。管状壁部分56具有正方形的横截面，并与多个清洁气体管道62 —起布置成棋盘图案，所述多个清洁气体管道62基本上与过滤器元件54共同延伸，并定向成平行于过滤器元件54，而且规则地插置在过滤器元件54之间。清洁气体管道62在其一端64开放，在其另一端66封闭。过滤器兀件的开放端58和清洁气体管道62的封闭端66在过滤器模块50的上游或输入侧表面68上形成第一棋盘图案。过滤器兀件54的封闭端60和清洁气体管道62的开放端64的棋盘图案设置在块状单元52的下游侧或相对面70。该面70是块状单元52的排放侧表面。过滤器元件54的管状壁部分56为具有一定平均孔径尺寸的多孔材料，例如烧结陶瓷材料、烧结金属材料或烧结聚合物材料。壁部分56同时沿其长度方向限定了清洁气体管道62。
[0064]进入过滤器模块50的输入侧68的未净化气体流入过滤器元件54的开放端，穿过它们的管状壁部分56，并且清洁气体接收在清洁气体管道62内，并从那里在块状单元52的排放侧表面70处排放。
[0065]在块状单元52的排放侧表面70上，以单个槽道的形式设置有清洁气体收集和排放装置72，该槽道在三个侧表面上封闭并在图2中示出的前表面74开放。当进入清洁气体收集和排放装置72时，清洁气体流偏转约90°并横向于过滤器模块50的排放侧的竖直方向被导向。
[0066]槽道72的封闭后壁到单元52的排放侧表面的距离(间隙h)优选地相当于过滤器元件54的管状壁部分66的轴向长度的约0.3到0.5倍。
[0067]清洁气体通过所述前表面74的开口 76离开过滤器模块50。为了便于在过滤器系统(这里未示出)的壳体内安装过滤器模块50，过滤器模块50在其前侧面74上包括向外凸出的凸缘78。
[0068]根据本发明，优选地过滤器元件54的长度限定至约300mm或更小，这令人意想不到地使得过滤器模块和它的过滤器元件非常容易清除在过滤操作中收集在管状壁部分56上的颗粒物质。
[0069]与图1的过滤器模块10相比，图2的过滤器模块50的过滤器元件54和清洁气体管道62布置在相对于水平方向略微倾斜的定向。
[0070]在操作中，由于过滤器元件54的管状壁部分56的倾斜构型，可以使得过滤器元件54的内部空间更容易地清除在过滤操作中所积累的颗粒物质。管状壁部分的纵向轴线与输入表面的竖直方向所成的角度相当于约25°。
[0071]由于块状单元52内的过滤器模块54的倾斜构型，每体积的过滤面积比率稍稍降低。然而，其通过过滤器模块50的改善的再生性能得到补偿，这最终使种类型的过滤器模块50与过滤器模块10相比具有更长的循环时间(cycle time)。
[0072]图3以过滤器模块100的形式示出了根据本发明的第三实施例。过滤器模块100包括两个背靠背布置的块状单元102、104，所述块状单元具有与图1的过滤器模块10的单元相同的基本结构。
[0073]块状单元102、104均包括具有纵向的、多孔的管状壁部分114、116的多个过滤器元件110、112，该多个过滤器元件110、112具有开放端118、120和封闭的第二端122、124。管状壁部分114、116具有正方形的横截面，并与多个清洁气体管道126、128 —起布置成棋盘图案，所述多个清洁气体管道126、128与过滤器元件110、112基本共同延伸，并定向成平行于过滤器元件110、112，而且规则地插置在过滤器元件110、112之间。清洁气体管道126、128在其一端130、132开放，另一端134、136封闭。过滤器元件110、112的开放端118、120和清洁气体管道126、128的封闭端134、136在块状单元102、104的输入侧表面140或上游形成第一棋盘图案。过滤器元件110、112的封闭端122、124和清洁气体管道126、128的开放端130、132的棋盘图案设置在块状单元102、104的相对面142、144。这些面142、144是块状单元102、104的排放侧表面。过滤器元件110、112的管状壁部分114、116为具有一定平均孔径尺寸的多孔材料，例如，烧结陶瓷材料、烧结金属材料或烧结聚合物材料。壁部分114,116同时沿它们的长度方向限定了清洁气体管道126、128。
[0074]进入过滤器模块100的输入侧140的未净化气体流入过滤器元件110、112的开放端118、120，穿过它们的管状壁部分114、116，清洁气体由清洁气体管道126、128接收并从那里在块状单元102、104的排放侧表面142、144处排放。
[0075]在块状单元102、104的排放侧表面142、144处，设置有共同的清洁气体收集和排放装置150，该共同的清洁气体收集和排放装置150由排放侧表面142、144和三个封闭的侧表面所限定。装置150在图3中示出的前面152处开放，并提供过滤器模块100的排放开Π 154。
[0076]由清洁气体收集和排放装置150接收的清洁气体偏转90°，平行于单元102、104的排放侧表面的被引导，并且清洁气体通过开口 154离开过滤器模块100。
[0077]为了便于在过滤器系统的壳体内安装过滤器模块100，过滤器模块100在它们前面156上包括向外凸出的凸缘158。
[0078]根据本发明，优选地过滤器元件110、112的管状壁部分的长度限定至约300_或更小，这令人意想不到地使得非常容易清除过滤器模块和它的过滤器元件在过滤操作中收集在管状壁部分114、116上的颗粒物质。
[0079]在脉冲反吹后，过滤器模块100可重新在过滤器系统的过滤模式中工作而不必从过滤器系统中拆下来。
[0080]然而，与图1A的过滤器模块10相比，图3的过滤器模块100具有两个以背靠背构型布置的块状单元102、104，这样过滤器元件的封闭端彼此面对，并且清洁气体管道的开放端也彼此面对。
[0081]可选的，背靠背定向的块状单元的排放侧表面可设置有如结合图1B所描述的保险丝元件。
[0082]因此，一个共同清洁气体收集和排放装置150足够用于沿朝向过滤器模块100的前侧表面156的方向收集和排放由块状单元102、104所提供的清洁气体，在过滤器模块100的前侧表面156处，清洁气体离开开口 152从而从包括这些块状模块100的过滤系统排放。排放侧表面之间的距离(间隙)通常大于结合图1和2描述的清洁气体收集和排放装置的间隙，因为同时从两个块状单元接收清洁气体。
[0083]通常，如上文所述，本发明的过滤器模块以容纳在共同的壳体中的多个过滤器模块的形式来使用。这种情形在图3中示意示出。
[0084]图1和图2的过滤器模块10和50可以容易地设置在这样的构型中，即前表面28、68都面向同一方向，例如，朝向相邻过滤器模块的清洁气体收集和排放装置的槽道的后壁。在脉冲反吹时，从过滤器元件分离的颗粒物质可以容易地从包括这种过滤器元件10或50的过滤器系统中丢弃和去除。
[0085]在如图3所示的过滤器模块100的布置中必须采取预防措施。
[0086]在脉冲反吹时，在过滤器模块100的布置中，可能会发生两个过滤器模块的交叉污染，因而，优选地在两个过滤器模块100的输入面之间布置分隔板160。
[0087]图4A示出根据本发明的过滤器系统200的第一实施例。该过滤器系统200包括细长的箱形构型的壳体202。壳体202支撑在基础框架203上。
[0088]在箱形壳体202中，两排多个过滤器模块堆栈204、204’、204”...和206、206’、
206”...布置成两排过滤器模块的排放开口面向相反的方向。沿着箱形壳体202的纵向轴线，这些堆栈彼此相距一定距离而平行地布置(参考图4B和4C)。
[0089]分别在过滤器模块204a、b、c、d和206a、b、c、d的各个堆栈204、206中，可以通过
将过滤器模块胶粘、焊接或烧结在一起或者将它们安装在框架中而使得过滤器模块彼此相互固定。
[0090]在过滤器系统200的示例性布局中，过滤器模块204a、206a的输入侧可以具有1500mm的长度和IOOOmm的高度,过滤器模块的深度可以是约200mm。这种过滤器模块可以例如包括24个块状单元，并且块状单元的输入侧表面可具有250mm X 250mm的尺寸，过滤器元件的管状壁部分的长度为约140mm。清洁气体收集和排放槽道的间隙h将相当于约60mm。
[0091]过滤器模块的两个相邻堆栈204和204’或206和206’之间的距离例如可以设置到约100mm。
[0092]壳体在其顶表面上包括未净化气体供给槽道208，该未净化气体供给槽道208将未净化气体输入到壳体202及其堆叠的过滤器模块204、206。未净化气体供给槽道208可以具有从图4A前部所示的前端到位于系统200的后端214处的远封闭端逐渐减小的横截面积。
[0093]在纵向的两侧面上，壳体202都包括清洁气体排放槽道210、212，该清洁气体排放槽道210、212在系统200的后端214处开放，在那里可以排放清洁气体。
[0094]为了容纳从该多个过滤器模块堆栈204、206接收的沿着壳体202纵轴线增加量的清洁气体，清洁气体排放槽道210、212的横截面沿着系统200的后端214的方向逐渐增加。
[0095]根据一个变体，当过滤器模块堆栈204、206必须更换时，清洁气体排放槽道210、212可以被整个去除。代替地，如图4A所示，清洁气体排放槽道210、212可以设置有多个门216，这些门216允许接近过滤器模块并更换过滤器模块而没有完全去除清洁气体排放槽道 210、212。
[0096]系统200合并通过管260接收反吹脉冲(back-pulsing)气体的反吹脉冲设施，管260仅仅示意示出。图4A仅仅示出管260,该管260将反吹脉冲气体提供到堆栈204的过滤器模块用于使其再生。需要相应的管(未示出)用于再生堆栈206。
[0097]从反吹脉冲气体管260伸出的多个反吹脉冲供给管264将反吹气体引导到多个过滤器模块堆栈204、204’、204”...。
[0098]通过清洁气体开口供给到堆叠的各个过滤器模块204a、204b、204c、204d和206a、206b、206c、206d的反吹脉冲压力将在过滤操作期间收集的颗粒物质从这些过滤器模块的过滤器元件上分离。
[0099]在脉冲反吹期间排放的颗粒物质收集在布置于壳体202底部的锥形灰尘收集器262 中。
[0100]在图5A中，本发明的过滤器系统300的第二实施例示出为包括基本上由圆筒形壁部分304构成的壳体302，该圆筒形的壁部分304在其上端由圆顶形的盖306封闭，并在其下端连接到锥形的收尘收集器308。
[0101]壳体302由管板314分成未净化气体室310和清洁气体室312，该管板314在圆筒壁部分304的上端横跨圆筒壁部分304的整个横截面。
[0102]通过输入气体入口 316可接近未净化气体室310，未净化气体通过该输入气体入口 316被引入未净化气体室310。
[0103]壳体302的圆顶形部分306包括清洁气体出口 318，通过该清洁气体出口 318可以排放清洁气体。
[0104]管板314包括多个矩形开口 320，所述矩形开口 320容纳根据本发明的多个烛式过滤器模块330。
[0105]在图5B中更详细地示出烛式过滤器模块330，该过滤器模块330在它们的上端包括向外延伸的周边凸缘332，该周边凸缘332用于将过滤器模块330以向下悬垂的方式安装到管板314的开口 320中。
[0106]单个过滤器模块330包括相互堆叠的五个块状单元334、335、336、337和338，它们的输入侧都面向图5B中示出的左边。块状单元334至338大致具有与图1中示出的相同的构造，因此这里省略这方面的更详细的说明。块状单元334至338可以组装在共同的框架结构344中，该共同的框架结构344将多个单元保持在一起并提供共同的清洁气体槽道340。该共同的框架结构344的顶表面可以整体地合并该凸缘332并提供开口 342。
[0107]在与输入侧表面相对的排放侧表面上，块状单元334至338由共同的清洁气体收集和排放装置覆盖，该共同的清洁气体收集和排放装置基本上由一个清洁气体槽道340构成，该清洁气体槽道340在其上端342开放，以便将清洁气体排放到壳体302的清洁气体室312中。类似于图1B所示并且在说明书中所描述的，过滤器模块330可以设置有盘形的保险丝元件，该盘形的保险丝元件横跨过滤器模块的整个排放侧表面延伸(图5A到5C中未示出)。
[0108]烛式过滤器模块330以平行交错的布置设置在管板314中，其中单个过滤器模块的输入侧面对相邻过滤器模块330的清洁气体槽道。
[0109]因此，在脉冲反吹期间，当颗粒物质从过滤器模块的块状单元的过滤器元件分离时，在相邻的过滤器模块330之间不会发生交叉污染。
[0110]为了使各个过滤器模块330再生，过滤器系统300包括反吹脉冲系统350，该反吹脉冲系统350包括压力源352和多个供给线路354，这些供给线路终止在各个过滤器模块330上方的圆顶形盖306中。
[0111]从过滤器模块330的过滤器元件分离的颗粒物质通过重力收集在锥形的灰尘收集壳体部分308中。
[0112]在图6A中示出本发明类似系统的第三实施例。
[0113]在图6A中，本发明过滤器系统400的第三实施例示出为包括基本由圆筒壁部分404构成的壳体402，该圆筒壁部分404在其上端由圆顶形盖406封闭，并在其下端连接到锥形的灰尘收集器408。
[0114]壳体402由管板414分成未净化气体室410和清洁气体室412，该管板414在圆筒壁部分404的上端横跨圆筒壁部分404的整个横截面。
[0115]通过输入气体入口 416可接近未净化气体室410，未净化气体通过该输入气体入口 416被引入未净化气体室410。
[0116]壳体402的圆顶形部分406包括清洁气体出口 418，通过该清洁气体出口 418可以排放清洁气体。
[0117]管板414包括多个矩形开口 420，所述矩形开口 420容纳根据本发明的多个烛式过滤器模块430。
[0118]在图6B中更详细地示出烛式过滤器模块430，该过滤器模块430在它们的上端包括向外延伸的周边凸缘432，该周边凸缘432用于将过滤器模块430以向下悬垂的方式安装到管板414的开口 420中。
[0119]单个过滤器模块430包括相互堆叠的五对背靠背布置的块状单元434、435、436、437和438。这些成对的单元434至438大致具有与图3中示出的相同的构造，因此这里省略这方面的更详细的说明。成对的块状单元434至438可以胶粘、焊接或烧结在一起，或容纳在共同的框架结构中。
[0120]基本上由共用于所有成对的块状单元434到438的一个清洁气体槽道442构成的清洁气体收集和排放装置440定位在背对背布置的单元之间，该清洁气体收集和排放装置440在模块430的上端处具有开口 444，用于将清洁气体排放到壳体402的清洁气体室412中。
[0121]可选的，过滤器模块430的块状单元可以在排放侧表面上设置有保险丝(未示出)，如已经结合图3说明的。
[0122]烛式过滤器模块430以平行交错的布置设置在管板414中，如从图6C中明显可见。由于每个过滤器模块的输入侧不可避免地会相互面对，因此在相邻的过滤器模块430之间设置分隔板446。
[0123]块状单元434至438组装在共同的框架结构448中，该框架结构448密封地将多个单元保持在一起并提供共同的清洁气体槽道440。框架结构448的顶表面可以整体合并凸缘432并提供开口 444。
[0124]为了脉冲反吹各个过滤器模块430，过滤器系统400包括反吹脉冲系统450，该反吹脉冲系统450包括压力源452和多个供给线路454，这些供给线路终止在各个过滤器模块430上方的圆顶形盖406中。
[0125]从过滤器模块430的过滤器元件分离的颗粒物质通过重力收集在锥形的灰尘收集壳体部分408中。
[0126]在脉冲反吹时，当颗粒物质从过滤器元件430分离时，在相邻的过滤器模块430之间不会发生交叉污染，因为它们的输入面被分隔板446遮蔽。
[0127]通过与包括管状烛式过滤器模块的现有技术系统比较的示例性设计，更详细地说明本发明的优点。
[0128]在第一现有技术系统中，由7200个外径60mm、长度2500mm的标准几何体的滤烛提供3325m2的过滤器表面积。为了容纳该大量的管状滤烛，需要具有占地面积63.7m2 (对应于例如3.5mX 18.2m的矩形面积)的过滤器容器。过滤表面积与占地面积的比率计算为52。
[0129]图4A类型的本发明的系统可使用堆叠的过滤器模块204、204’、204”...和206、206，、206”...如下建立:
[0130]过滤器模块堆栈具有4000mm的高度，包括4个过滤器模块，如结合图4A到4C所描述的。块状单元由过滤器元件构成，所述过滤器元件具有长度为140_的管形壁部分和IOmmX IOmm的它们的管形壁部分的正方形横截面积。
[0131]提供至少约3325m2的过滤器表面积所需的模块的数量是128，这样的系统需要的占地面积是17.5m2 (对应于例如3.5mX 5m)ο过滤表面积与占地面积的比率对应于190。
[0132]在使用51个外径60mm且长度2500mm的标准几何体的管状烛式过滤器模块的现有技术系统的另一例子中，提供23.5m2的过滤器表面积。容纳这51个管状烛式过滤器模块的壳体具有在相邻过滤器模块之间的操作需要的30mm的距离，该壳体需要0.9m3的体积(该计算不考虑灰尘收集器所占据的体积)。这对应的过滤表面积与体积的比率为约26。
[0133]在体积为0.9m3的壳体操作地容纳图1A所示的、具有140mm的过滤器元件长度和IOmmX IOmm的正方形管状壁部分的过滤器模块的情况下,可以提供约为67m2的过滤表面积。过滤表面积与体积的计算比率相当于约74。
【权利要求】
1.一种过滤器模块，特别是用于气体过滤目的，该过滤器模块包括: 一个或多个块状单元，每个块状单元包括: 具有纵向的、多孔的管状壁部分的多个过滤器元件，所述过滤器元件具有用作未净化气体入口的、开放的第一端，和封闭的第二端，其中所述过滤器元件与它们的管状壁部分共同延伸并且平行定向地布置，过滤器元件的开放端都位于用作过滤器模块的输入侧的过滤器模块的一侧上，和 多个清洁气体管道，这些清洁气体管道与过滤器元件基本共同地延伸并与过滤器元件平行地定向，而且规则地插置在过滤器元件之间，所述清洁气体管道在一端开放以形成清洁气体出口，并且在它们的相对端封闭，清洁气体管道的封闭端位于过滤器模块的输入侧，而清洁气体管道的开放端靠近与过滤器模块的输入侧相反的、过滤器模块的排放侧； 其中过滤器元件的所述开放端和清洁气体管道的所述封闭端形成块状单元的输入侧表面，并且其中清洁气体管道的所述开放端和过滤器元件的所述封闭端形成块状单元的排放侧表面； 所述过滤器模块在所述排放侧还包括清洁气体收集和排放装置，所述清洁气体收集和排放装置横跨所述一个或多个单元的清洁气体管道的所有清洁气体出口延伸，并且为过滤器模块提供清洁气体排放开口，所述清洁气体收集和排放装置包括与清洁气体管道的所述清洁气体出口流体联通的一个或多个清洁气体槽道，其沿着横向于所述排放侧表面的竖直方向的方向偏转和引导来自清洁气体管道的开放端的清洁气体流。
2.根据权利要求1的过滤器模块，所述过滤器模块设计为烛式过滤器模块，所述烛式过滤器模块在其一端包括由清洁气体收集和排放装置提供的所述清洁气体排放开口，优选地所述烛式过滤器模块在所述一端进一步包括安装凸缘。
3.根据权利要求1或2所述的过滤器模块，其中清洁气体管道由三个或更多个过滤器元件的管状壁部分的纵向段限`定，优选其中相邻过滤器元件的管状壁部分彼此直接接触，在它们的封闭端和开放端之间界定所述清洁气体管道。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的过滤器模块，其中过滤器元件的管状壁部分的横截面为多边形、圆形或卵形。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的过滤器模块，其中所述管状壁部分具有的横截面积对应于正方形的面积，该正方形的边长为约3到约20mm,优选约5到约10mm。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的过滤器模块，其中过滤器元件的管状壁部分的长度相当于约300mm或更小,优选约30到约200mm,更优选地约50mm到约150mm。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的过滤器模块，其中作为沿块状单元的排放侧表面的竖直方向的间隙测量的、清洁气体收集和排放装置的一个或多个槽道的高度是在过滤器元件的管状壁部分的长度的从约0.1倍到约0.7倍的范围内，优选从约0.3倍到约0.5倍的范围内。
8.根据权利要求1到6中任一项所述的过滤器模块，其中所述过滤器模块包括: 一个或多个第一块状单元，所述第一块状单元的过滤器元件在第一方向上开放，和 一个或多个第二块状单元，所述第二块状单元的过滤器元件在第二方向上开放， 第一块状单元和第二块状背对背布置，它们的排放侧表面相互间隔开并相互面对， 所述清洁气体收集和排放装置定位在所述第一块状单元和第二块状单元之间，并从第一块状单元和第二块状单元接收清洁气体； 优选地，作为沿着块状单元的排放侧表面的竖直方向的间隙测量的、清洁气体收集和排放装置的一个或多个槽道的高度是在过滤器元件的管状壁部分的长度的从约0.2倍到约1.4倍的范围内，更优选地在从约0.6倍到约I倍的范围内。
9.根据权利要求1到8中任一项所述的过滤器模块，其中管状壁部分和可选的过滤元件的封闭端和/或清洁气体管道具有的平均孔径尺寸为约0.1到约150 μ m，优选为约I到约100 μ m,更优选为约2到约10 μ m。
10.根据权利要求1到9中任一项所述的过滤器模块，其中管状壁部分和可选的过滤元件的封闭端和/或清洁气体管道由陶瓷材料、金属或塑料制成。
11.根据权利要求1到10中任一项所述的过滤器模块，其中过滤器元件的管状壁部分相对于过滤器模块的输入侧表面的竖直方向设置在从约10°到约60°的角度，优选从约30°到约60°的角度。
12.根据权利要求1到11中任一项所述的过滤器模块，其中清洁气体收集和排放装置的一个或多个槽道定向成使得它们的纵向相对于过滤器模块的排放侧的表面成约30°或更大的角度，优选成约60°或更大的角度，更优选成约90°的角度。
13.根据权利要求1到12中任一项所述的过滤器模块，其中块状单元包括横跨清洁气体管道的开放端延伸的 保险丝元件。
14.根据权利要求1到13中任一项所述的过滤器模块，其中清洁气体收集和排放装置的一个或多个槽道在一端封闭并在相对端开放，并且可选的具有从槽道的封闭端到槽道的相反的开放端增大的横截面积。
15.—种过滤器系统,包括: 壳体，包括未净化气体室和清洁气体室以及一个或多个根据权利要求1到14中任一个的过滤器模块,所述壳体包括分成所述未净化气体室和清洁气体室的内部空间,所述过滤器模块布置在所述内部空间中，过滤器模块的输入侧基本竖直地定向，过滤器模块的所述输入侧与未净化气体室流体联通，并且过滤器模块的所述清洁气体排放开口与壳体的清洁气体室流体联通，所述系统可选地包括反吹脉冲装置。
16.根据权利要求15的过滤器系统,其中壳体包括将壳体的内部分成未净化气体室和清洁气体室的管板，所述管板包括容纳优选相互平行定向的两个或更多个过滤器模块的开□。
17.根据权利要求15或16所述的过滤器系统，其中过滤器模块容纳在壳体中，过滤器模块的输入侧平行定向，可选的，一个过滤器模块的输入侧面对相邻过滤器模块的排放侧，过滤器模块优选以交错的构型布置。
18.根据权利要求15或16所述的过滤器系统，其中过滤器模块容纳在壳体中，过滤器模块的输入侧平行定向，一个过滤器模块的输入侧面对相邻过滤器模块的输入侧，优选地，该系统还包括定位在两个相邻的过滤器模块之间的分隔板。
19.根据权利要去15到18中任一项的过滤器系统，其中两个或多个过滤器模块安装在共同的支架中，并且优选地使过滤器模块的清洁气体收集和排放装置彼此流体连接，优选地，该系统包括清洁气体排放槽道，清洁气体收集和排放装置的排放端基本上直接将清洁气体输入到该清洁气体排放槽道中。
【文档编号】B01D46/24GK103585836SQ201310357379
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2012年8月17日
【发明者】S·海登雷希 申请人:帕尔公司