DE1267670B - Verfahren zur Erhoehung des Wasserdampfgehaltes elektrisch zu reinigender Ofenabgase - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

BOId

Deutsche KI.: 12e-5

Nummer: 1267 670

Aktenzeichen: P 12 67 670.9-23

Anmeldetag: ₇. April 1961

Auslegetag: 9. Mai 1968

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erhöhung des Wasserdampfgehaltes elektrisch zu reinigender Abgase von der Behandlung trockenen Aufgabegutes dienenden Öfen, ζ. Β. Zementdrehöfen, denen ein Kühler für das erzeugte Produkt nachgeschaltet ist und denen mindestens ein Teil der erhitzten Kühlluft zugeführt wird. Bei der Entstaubung solcher Abgase mit Hilfe eines elektrischen Feldes ergeben sich häufig Schwierigkeiten, die darin begründet sind, daß der Wasserdampfgehalt der Abgase verhältnismäßig niedrig ist. Bekanntlich ist die Entstaubung von Gasen im elektrischen Feld um so leichter durchzuführen, je höher ihr Wasserdampfgehalt ist, wobei natürlich darauf zu achten ist, daß die Gastemperatur nicht auf die Kühlgrenze oder auf den Taupunkt absinkt.

Es ist bekannt, den Wasserdampfgehalt der Abgase von Zementdrehöfen dadurch zu erhöhen, daß in die Abgasrohrleitungen zwischen dem Drehofen bzw. einem dem Drehofen auf der Rohmehlseite vor- ao geschalteten Wärmetauscher und dem Elektrofilter Wasser eingedüst wird. Dieses Verfahren ist aber vielfach mit Schwierigkeiten verbunden, da einerseits die Verdampfung des Wassers und die gleichmäßige Verteilung im Gas eine gewisse Zeit in Anspruch nehmen, andererseits aber die Gasgeschwindigkeit in den Rohrleitungen zur Vermeidung von Staubablagerungen sehr hoch gewählt werden muß. Es ergeben sich infolgedessen verhältnismäßig lange Rohrleitungen zwischen Drehofen und Elektrofilter. Außerdem besteht infolge des hohen Staubgehaltes der Abgase die Gefahr von Verkrustungen und Ansatzbildungen. Bei einer Eindüsung des Wassers in eine Wirbelkammer, in Kühltürme oder Standrohrkühler tritt ebenfalls die Gefahr auf, daß sich infolge einer Vermischung des eingedüsten Wassers mit dem in den Abgasen enthaltenen Staub Ansätze an den Wandungen bilden. Außerdem ist mit der Einschaltung von Kühlern u. dgl. ein erheblicher Kostenaufwand verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erhöhung des Wasserdampfgehaltes elektrisch zu reinigender Ofenabgase zu schaffen, bei dem die obengenannten Schwierigkeiten nicht auftreten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den dem Ofen in an sich bekannter Weise auf der Gutsaustragsseite nachgeschalteten Kühler für das erzeugte Produkt über der Gutsschicht Wasser zur Erhöhung des Wasserdampfgehaltes der Abgase eingebracht wird. Während also bei den bekannten Verfahren und Einrichtungen Wasser in die Abgase selbst, d. h. nachdem diese den Ofen verlassen haben, eingebracht wird, wird nach dem Ver-Verfahren zur Erhöhung des
Wasserdampfgehaltes elektrisch zu reinigender
Ofenabgase

Anmelder:

Klöckner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft,

5000 Köln-Deutz, Mülheimer Str. 149-155

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Franz Müller,
Dr.-Ing. Herbert Deussner,
5060 Bensberg-Refrath

fahren gemäß der Erfindung bereits die Verbrennungsluft, die durch den Kühler in den Ofen eingeführt wird, angefeuchtet. Es hat sich gezeigt, daß im Kühler eine Bildung von Ansätzen praktisch nicht auftritt. Auch die Verdampfung des Wassers bereitet bei dem Verfahren gemäß der Erfindung keine Schwierigkeiten.

In besonders vorteilhafter Weise wird das Wasser auf die heiße Gutsschicht gespritzt. Es ist in diesem Fall nicht erforderlich, das Wasser fein zu verdüsen, sondern es kann z. B. durch Brausen eingebracht werden.

Das Wasser wird ferner zweckmäßig, in der Transportrichtung des Gutes gesehen, in den ersten Teil des Kühlers eingebracht, da sowohl der Kühler als auch die Kühlgase hier eine besonders hohe Temperatur aufweisen und die Verdampfung des Wassers daher schnell erfolgt.

Wird nur ein Teil der erhitzten Kühlluft in den Ofen geleitet, so kann gemäß der Erfindung der durch die Wasserverdampfung auftretende Wärmeaufwand dadurch ausgeglichen werden, daß der Kühler mit weniger Kühlluft beaufschlagt wird, so daß die dem Ofen zugeführte Kühlluftmenge dieselbe Temperatur behält wie ohne Wassereinspritzung.

In besonders vorteilhafter Weise läßt sich das Verfahren gemäß der Erfindung bei einem Rostkühler anwenden, insbesondere dann, wenn nur ein Teil der erhitzten Kühlluft in den Ofen geleitet werden soll. Der getrennte Abzug verschiedener Kühlluftmengen läßt sich bei einem solchen Kühler in besonders ein·* fächer Weise durchführen.

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Die Menge des Wassers, das in den Kühler ein- zugeführt. Rohmehl und der in der Anlage abgebracht wird, richtet sich nach der Höhe des ge- geschiedene Staub werden also zusammen dem wünschten Wasserdampfgehaltes. Hierbei ist zu be- Wärmetauscher aufgegeben.

rücksichtigen, daß bereits mit der Feuchtigkeit der Das im Wärmetauscher vorerhitzte Rohmehl tritt

Verbrennungsluft, der Oberflächenfeuchtigkeit des 5 durch die Staubleitung 14 in den Drehofen 1 ein. Es Brennstoffes der Ofenfeuerung, dem bei der Ver- durchwandert den Drehofen in der Richtung seines brennung anfallenden Wasser sowie der im Rohgut Gefälles und wird hierbei durch die entgegengesetzt anfallenden Feuchtigkeit beträchtliche Mengen, an Strömenden Heizgase bzw. unter Einwirkung der Wasser in den Ofen eingebracht werden. Der für eine Flamme einer Drehofenfeuerung 23 zu Klinker gegute Entstaubung erforderliche Wasserdampfgehalt io brannt. Der Klinker wird am Ofenkopf 24 ausgetrahängt wiederum von den Eigenschaften des in den gen und gelangt in einen Klinkerkühler 25, der nach Abgasen enthaltenen Staubes ab. Im allgemeinen ist dem Ausführungsbeispiel als Schrägrostkühler mit bei den Abgasen von Zementdrehöfen mit einem einem schräg abfallenden Treppenrost 26 ausgebildet Wasserdampfgehalt, dem ein Taupunkt von etwa " ist. Unterhalb des Treppenrostes wird in den Kühler 40° C entspricht, eine gute Elektroentstaubung mög- 15 kalte Außenluft mit Hilfe eines Gebläses 27 gedrückt, lieh, auch wenn, wie vielfach gefordert wird, ein Rein- Diese Luft strömt durch den Rost und kühlt dabei gasstaubgehalt von etwa 0,1 g pro Betriebskubikmeter den über diesen Rost wandernden Klinker ab. Wie in erreicht werden soll. der Zeichnung, dargestellt, wird die Kühlluft durch

Das Verfahren gemäß der Erfindung wird im- fol- zwei Öffnungen 32 und 33 in den Kühler eingeblasen, genden an Hand eines in der Zeichnung als Schema 20 Es können auch mehr Öffnungen vorhanden sein,
dargestellten Zementdrehofens mit Schwebegas- ^!" Ein Teil der erhitzten Kühlluft, und zwar die durch wärmetauscher, Schrägrostkühler und Elektrofilter den unteren Teil des Rostes strömende, in geringerem näher erläutert. Maß erhitzte Kühlluft, wird durch eine öffnung 28

Dem in der Zeichnung dargestellten Drehofen 1 ist einem Kamin 28' zugeführt und ins Freie abgeleitet, auf der Rohmehlseite ein Schwebegaswärmetauscher 25 während der übrige höher erhitzte Teil der Kühlluft mit vier hintereinandergeschalteten Zyklonen 2 bis 5 '' dem gestrichelten Pfeil 29 folgend durch den Ofenvorgeschaltet. Die Drehofenabgase strömen nachein- kopf entgegen der Transportrichtung des Klinkers als ander durch eine Rohrleitung 6 in einen Zyklon 2, Sekundärverbrennungsluft in den Drehofen 1 geführt von da aus durch eine Rohrleitung? in einen Zy- wird.

klon 3, dann weiter durch eine Rohrleitung 8 in einen 30 Oberhalb des Rostes 26 sind innerhalb des Strö-Zyklon 4 und schließlich durch eine Rohrleitung 9 in ^:" mungsbereiches der als Sekundärverbrennungsluft zwei parallelgeschaltete Zyklone 5, von denen in der dienenden Kühlluft eine Anzahl von Brausen 30 über Zeichnung der Übersicht halber nur ein Zyklon dar- die ganze Breite des Kühlers verteilt, die mit einer gestellt ist. Das Rohmehl wird durch eine pneuma- Wasserleitung 31 in Verbindung stehen. Mit Hilfe tische Förderanlage 10 oder durch ein anderes For- 35 dieser Brausen wird Wasser auf die über dem Rost 26 dermittel, z.B. ein Becherwerk, der Gasleitung9 zu- ' abwärts wandernde Klinkerschicht gebracht. Infolge geführt. Es wird mit den Gasen in den Zyklon 5 ge- der hohen Temperatur des Klinkers verdampft das tragen, dort abgeschieden und gelangt durch eine Wasser schnell und gelangt so in den erhitzten Kühl-Staubleitung 11 in die Gasleitung 8. In dieser wird luftstrom, mit dem es in den Drehofen 1 getragen das Mehl in den Zyklon 4 getragen, dort wiederum 40 wird. Die Temperatur der Kühlluft wird bei gleichabgeschieden und durch eine Staubleitung 12 in die bleibender Kühlluftmenge durch die Verdampfung Gasleitung? eingebracht. Mit den durch diese Lei- des dem Kühler zugeführten Wassers naturgemäß tung strömenden Gasen gelangt das Rohmehl in den herabgesetzt. Um eine solche Temperaturverminde-Zyklon 3, wird dort abgeschieden und fließt durch rung zu vermeiden, kann der Kühler ohne Schaden eine Staubleitung 13 in die zu dem Zyklon 2 füh- 45 mit geringerer Kühlluftmenge betrieben werden, so rende Gasleitung 6. Aus dem Zyklon 2 wird das Roh- ^; daß die Temperatur der dem Drehofen zugeführten mehl durch die Staubleitung 14 dem Drehofen 1 zu- Luft wieder auf die übliche Temperatur steigt. Da geführt. Während der Wanderung des Rohmehls aber die Luftmenge geringer geworden ist, wird durch den Schwebegaswärmetauscher findet ein zweckmäßig der Anteil der durch den Kamin 28' abWärmeübergang vom Gas auf das Rohmehl statt, der- 50 geleiteten Luftmenge verringert, so daß die gleiche art, daß das mit Temperaturen von z.B. etwa Luftmenge wie ohne Wasserzuführung bei gleicher 1000° C aus dem Drehofen in den Wärmetauscher Temperatur dem Ofen zugeführt werden kann. Die eintretende Gas hinter den Zyklonen 5 nur noch eine Verringerung der Luftmenge, die erforderlich ist, um Temperatur von etwa 300 bis 350° C aufweist, wäh- die Lufttemperatur bei Wasserzuführung zu halten, rend das Rohmehl vor dem Eintritt in den Drehofen ₅₅ wirkt sich dann also allein in einer Verringerung der eine Temperatur von über etwa 800° C erhält. durch den Kamin 28' abgeleiteten Luftmenge aus. Auf

Die Abgase des Drehofens verlassen den Wärme- · diese Weise wird die Wärmebilanz des Ofens durch tauscher durch eine Gasleitung 15. Sie werden durch die Wasserzuführung nicht geändert,
ein Gebläse 16 angesaugt und gelangen anschließend Der Klinker wird nach dem Verlassen des Kühlers

durch eine Rohrleitung 17 in ein Elektrofilter 18. Die- g₀ vorteilhaft in einem dem Kühler angebauten Klinkersem Elektrofilter ist ein Entstaubungsgebläse 19 brecher 34 zerkleinert und anschließend mittels eines nachgeschaltet, mit dessen Hufe die gereinigten Gase Förderers 35 abtransportiert.

durch einen Kamin 20 ins Freie abgeführt werden. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die in den

Der im Elektrofilter abgeschiedene Staub wird durch Kühler einzubringende Wassermenge so groß zu wäheine Schnecke 21 gesammelt und z. B. mittels Rut- ₆₅ len, daß der Taupunkt der Gase nach Verlassen sehen, Luftförderrinnen oder Schnecken 22 dem des Zementdrehofens, gegebenenfalls des Wärmepneumatischen Fördermittel oder Becherwerk, wel- tauschers, bei etwa 40⁰C liegt. Die absolute Höhe ches das Rohmehl in den Wärmetauscher einbringt, dieser zur Erreichung des gewünschten Taupunktes

zuzuführenden Wassermenge hängt im wesentlichen vom Wasserstoffgehalt des Brennstoffes, d. h. von der bei der Verbrennung frei werdenden Wassermenge, daneben vom Wassergehalt des Rohmehls und des Brennstoffes sowie von der Luftfeuchtigkeit ab. Im allgemeinen kann man jedoch bei Zementdrehöfen mit einem groben Anhaltswert von 50 g Wasser je ein Kilogramm Zementklinker rechnen. Die obenerwähnte Höhe des Taupunktes stellt ebenfalls nur einen Anhaltswert dar. In vielen Fällen wird man den Wasserdampfgehalt der Gase höher einstellen müssen, um eine einwandfreie Entstaubung bis zu der gewünschten Reinheit der Gase zu ermöglichen. Es ist auch möglich, daß ein niedrigerer Wasserdampfgehalt bereits eine gute Entstaubung ermöglicht. Dies hängt in erster Linie vom Verhalten des abzuscheidenden Staubes im elektrischen Feld ab. Daneben spielen aber auch die Gastemperatur und andere Faktoren eine Rolle.

Die Erfindung kann nicht nur bei Drehofen mit ao Rostkühlern angewendet werden, sondern auch bei anderen Kühlern, sofern die gesamte oder ein Teil der erhitzten Kühlluft in den Drehofen geleitet wird. Ferner braucht der dem Zementdrehofen auf der Rohmehlseite vorgeschaltete Wärmetauscher nicht die in dem Ausführungsbeispiel dargestellte Ausbildung aufzuweisen. Die Erfindung ist vielmehr unabhängig davon, welche Art von Wärmetauscher dem Drehofen vorgeschaltet bzw. ob dem Drehofen überhaupt ein Wärmetauscher vorgeschaltet ist. Schließlich ist sie auch unabhängig davon, welche Art von Brennstoff, z. B. Kohlenstaub, Heizöl oder Gas, zur Beheizung des Drehofens verwendet wird.

Schließlich eignet sich das Verfahren gemäß der Erfindung nicht nur für die Entstaubung der Abgase von Zementdrehöfen, sondern auch zur Entstaubung der Abgase von Öfen für andere Güter, sofern diesen öfen Kühler nachgeschaltet sind und die durch die Kühler strömenden Gase ganz oder zum Teil durch die öfen geleitet werden.

Das Verfahren gemäß der Erfindung läßt sich auch dann anwenden, wenn im Kühler nicht Luft, sondern andere Gase, z. B. inerte Gase, als Kühlmittel verwendet werden; wieder unter der Voraussetzung, daß diese Gase oder ein Teil derselben dem Ofen zugeführt werden.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erhöhung des Wasserdampfgehaltes elektrisch zu reinigender Abgase von der Behandlung trockenen Aufgabegutes dienenden Öfen, denen ein Kühler für das erzeugte Produkt nachgeschaltet ist und denen mindestens ein Teil der erhitzten Kühlluft zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kühler über der Gutschicht Wasser eingebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser auf die im Kühler befindliche Gutsschicht gespritzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser, in der Transportrichtung des Gutes gesehen, in den ersten Teil des Kühlers eingebracht wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nur ein Teil der erhitzten Kühlluft in den Ofen geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Wasserverdampfung auftretende Wärmeaufwand dadurch ausgeglichen wird, daß der Kühler mit weniger Kühlluft beaufschlagt wird, so daß die dem Ofen zugeführte Kühlluftmenge dieselbe Temperatur behält wie ohne Wassereinspritzung.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Entstaubung von Zementdrehofenabgasen, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des in den Kühler eingebrachten Wassers so hoch gewählt wird, daß ein Taupunkt der Drehofenabgase von etwa 40° C erreicht wird.

6. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 bei einem Drehofen mit nachgeschaltetem Rostkühler.

7. Anwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei einem Zementdrehofen mit einem dem Drehofen auf der Rohmehlseite vorgeschalteten Schwebegaswärmetauscher.

2.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 598 184;
R. M e 1 d a u, Handbuch der Staubtechnik, Bd. 2, Auflage 1958, S. 266.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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