FWF - KR - Filter Clean - KR - Filterkuchenabwurf bei der Gasreinigung

Projekt: Foschungsprojekt

Beschreibung

Das Abtrennen von feinen Partikeln aus Gasen gelingt sehr effizient durch Kuchenfiltration. Dabei strömt das partikelhaltige Gas durch einen porösen Filter. Die Partikel werden an der Filteroberfläche zurückgehalten, wo sie einen Filterkuchen bilden. Dieser Filterkuchen erhöht den Strömungswiderstand. Deshalb wird der Filterkuchen periodisch, häufig durch kurze Hochdruckluftpulse entgegen der normalen Strömungsrichtung, vom Filter abgelöst. Der abgelöste Kuchen zerfällt dabei und bildet Bruchstücke, die durch Sedimentation von der Filterflächenumgebung abtransportiert werden, damit es zu keiner Wiederanlagerung der Bruchstücke bei der nachfolgend einsetzenden Kuchenfiltration kommt. Damit die Sedimentation der Bruchstücke rasch erfolgt, ist es vorteilhaft, wenn vorzugsweise große Bruchstücke und keine Einzelpartikel gebildet werden, die in Sedimentationsrichtung ausgerichtet sind.
Die Filterreinigung wird untersucht, um die Auswirkungen der Reinigungsbedingungen und der Kucheneigenschaften auf das Ablösen des Filterkuchens und die Bruchcharakteristik zu verstehen. Besonderes Augenmerk wird auf die Größenverteilung der Kuchenbruchstücke und ihre zeitlich abhängige Lage beziehungsweise Ausrichtung in Bezug auf die Filteroberfläche gelegt. Unterschiedliche Kucheneigenschaften werden erzeugt, indem während der Kuchenbildung unterschiedliche Bedingungen wie zum Beispiel Gasfeuchten eingestellt werden. Zudem werden unterschiedliche Filtermedien verwendet, die teilweise gezielt mit einer Struktur versehen werden, damit lokal unterschiedliche Kucheneigenschaften insbesondere der interpartikulären Bindungskräfte gegeben sind. Diese Kuchen werden einer Pulsreinigung ausgesetzt und die sich ergebenden Kuchenbruchstücke werden optisch mit hoher zeitlicher Auflösung verfolgt.
Basierend auf existierenden Modellen, die erweitert und angepasst werden, werden die Experimente mathematisch abgebildet. Mithilfe von Modellsimulationen werden Parameter hinsichtlich der aufgeprägten Struktur, aber auch Kuchenbildungs- und Reinigungsparameter identifiziert und Experimente durchgeführt, von denen zu erwartet ist, dass die Reinigung optimal hinsichtlich der Bruchcharakteristik, d.h. die Größe der Bruchstücke aber auch ihre örtliche Verteilung und Ausrichtung ist. Damit wird das Optimierungspotential im Bereich des Filterbetriebs und des Filterdesigns aufgezeigt.
StatusLaufend
Tatsächlicher Beginn/ -es Ende1/07/1731/08/21