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Verbesserte Entstaubung von Abgasen Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Verbesserung der Entstaubung von Abgasen aus einer im wesentlichen aus Ofen,
Rohmehl-Vorwärmer und Elektrofilter bestehenden Anlage für Zementfabrikation durch
Erhöhung des Taupunktes der Abgase und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens.
Bekannt ist ein dem gleichen Zweck dienendes Verfahren, bei dem Wasser in einen
dem Drehofen -in Gasstromrichtung petrachtet - vorgeschalteten Kühler für. das ausgetragene
Gut eingedüst wird (D3P )?at.Anm. K 45 538 III/ 12e). Mit diesem Verfahren kann
wohl auf den Taupunkt der Abgase vor dem Entstaubungsfilter eingewirkt werden; eine
Kühlwirkung wird aber an dieser Stelle nicht erreicht, Zur Kühlung der Abgase vor
dem Filter ist bereits vorgeschlagen worden, Wasser in den zwischen Drehofen und
Filter liegenden Rohmehl-Vorwärmer einzuspritzen (DBP ...... Pat.anm. K 46 787 Ia/17e
- H 62/20). Hierbei ist es schwierig, den höchstmöglichen Taupunkt der Abgase dauernd
zu erreichen. Beim Auftreten von Restfeuchte bilden sich Verkrustungen und Verstopfungen
und bei weniger Wasser steigt die Temperatur und sinkt der Taupunkt der Abgase über
bzw. unter den optimalen Wert.
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Nach anderen Vorschlägen soll die Kühlung und Befeuchtung der Abgase
in einem zwischen Rohmehl-Vorwärmer und Filter in den Gasstrom eingesctialteten
Schacht vorgenommen werden. (Bekannt z. B. als Hordenwascher bzw. Waschkühler, siehe
Handbuch der Staubtechnik,
1953, Band 2, Seite 180, VDI-Verlag).
Hierbei kann mit soviel Uberschußwasser gearbeitet werden, daß optimale Werte für
den Taupunkt und die Temperatur der Abgase zu gewährleisten sind.
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Das Problem hierbei ist die Beseitigung bzw. Aufbereitung des mit
dem Überschußwasser anfallenden Schlammes.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Mittel und Wege zu finden,
um auf einfache Weise ein Höchstmaß an Kühlung der Abgase bei höchstmöglichem Taupunkt
derselben zu erzielen und gleichzeitig ein hohes Maß an Betriebssicherheit durch
Vermeidung von Verkrustungen und Verstopfungen zu gewährleisten, sowie Schwierigkeiten
bei der Beseitigung von Schlamm zu vermeiden.
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Gelöst wurde die Aufgabe gemäß der.Erfindung dadurch, daß in die einen
dem Filter vorgeschalteten, an sich bekannten Befeuchtungsschacht durchströmenden
Gase,soviel Wasser eingesprüht wird, daß sich Überschußwaser bildet, und daß dieses
zusammen mit den darin gesammelten Stäuben in den Rohmehl-Vorwärmer eingebracht
wird.
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Wenn auch das Verfahren hauptsächlich in Anlagen mit Elektrofiltern
Anwendung finden soll, so ist doch auch seine Anwendung in Verbindung mit Filtern
anderer Art vorteilhaft um Filtergewebe, Fördereinrichtungen usw. zu schonen.
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Der Befeuchtungsschacht wird zweckmäßig dadurch frei von Anbactungen
und Verkrustungen gehalten, daß die innere Wandung des Befeuchtungsscbaohtes mit
Uberschußwasser berieselt wird. Zur Aufrechterhaltung eines Gieichgewichtzustandes
ist es vorteilhaft, das im Sumpf des efeuchtungsschachtes angesammelte Überschußwasser
bezüglich
seiner Menge und seines physikalischen Zustandes zu überwachen und zu beeinflussen.
Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Menge des in den Befeuchtungsschacht
eingesprühten Wassers von der Menge des sich ansammelnden, verschlammten Überschußwassers
oder/und von dessen physikalischen Eigenschaften, wie Viskosität oder Wichte, abhängig
gesteuert oder geregelt wird.
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Eine kreisende Bewegung der im Befeuchtungsschacht aufsteigenden Gase
kann die Abscheidung von Tropfen vor dem Filter begünstigen.
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Erfindungsgemäß wird empfohlen, daß das Uberschußwasser in den Rohmehl-Vorwärmer,
in Materialstromrichtung gesehen, hinter der Rohmehlaufgabestelle eingesprüht wird.
Der gegenüber dem Schlammgehalt des Überschußwassers stark überwiegende Gewichtsanteil
des Rohmehls ergibt bei Durchwirbelung mit den Abgasen, die an dieser Stelle etwa
eine Temperatur von 5000C haben, einen nicht zu Anbackungen oder Verkrustungen neigenden
Gemischstrom. Zum Einsprühen werden vorteilhaft an sich bekannte Dralldüsen benutzt.
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Bei Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens ist es wichtig,
für ständige Umwälzung des sich im Sumpf des Befeuchtungsschachtes sammelnden und
verschlammenden Uberschußwassers zu sorgen Das wird auf besonders einfache und wirksame
Weise, z.B. dadurch erzielt, daß an die entsprechend leistungsfähig bemessene Pumpe
für die Forderung des Überschußwassers zum Berieseln der inneren Schachtwandung,
tangential in den Sumpf einmündende Strahlrohre angeschlossen werden. Anders wirkende,
r Z. S. mechanische Umwälzvorrichtungen wie sie ia der Technik für vielerlei Zwecke
gebräuchlich sind, können gleichfalls anwendung finden,
Eine zweite
Pumpe wird für die Förderung von Überschußwasser aus dem Sumpf in den Rohmehl-Vorwärmer
vorgesehen In Äusgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden an geeigneten
Stellen Meß-, Steur- und/oder Regeleinrichtungen angebracht, die die Aufrechterhaltung
eines optimalen, d.h. sowohl für Entstaubung als auch für die Wärmewirtschaftlichkeit
der Anlage günstigen Zustandes ermöglichen. Dazu rechnen Pegelstandzeiger ebenso
wie vorzugsweise manometrisch wirkende Anzeiger fur Viskosität und Wichte des Überschußwassers
auch in Verbindung mit Schalt-, Steuer- und Regelorganen, mit denen im Sinne der
Aufrechterhaltung vorgegebenen Betriebswerte, die enge des zugeführten Frischwassers,
die Umwälzung des Spülwassers und den Abzug des zur Einsprühung in den Rohmehl-Vorwärmer
bestimmten Überschuß-Schlammwassers beherrscht werden kann.
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In der Zeichnung ist ein Beispiel für eine der Durchführung des Verfahrens
dienende Vorrichtung schematisch dargestellt Bin der Zementherstellung dienender
Drehofen 1 wird in Pfeilrichtung von den Ofengasen durchströmt. Die gase durchströmen
in aufsteigender Hauptströmungsrichtung eine Gruppe hintereinandergeschalteter Zyklone
2, die der Vorwärmung des Zementrohmehls dienen. Das Zementrohmehl durchläuft dieses
Aggregat in bekannter Weise entgegen der Hauptströmungsrichtung der Gase. Bin Gebläse
3 saugt die Gase aus den Zyklonen ab und führt sie dem Kühl- und Befeuchtungsschacht
4zu, den die Gase gleichfalls in aufsteigender Richtung durchströmen. Über eine
Frischwasserzufubr, z.B. eine Pumpe 5, wird Nasser in den Schacht 4 eingespeist.
dabei können Organe 6, z.B. in Abbängigkeit vom Wasserstand, auf dem Boden des
Schachtes
4, dem sog. Schlammwassersumpf 8 die Frischwasserzufuhr beeinflussen. Das Frischwasser
wird mittels Düsen 7 fein verteilt in den Schacht 4 eingesprüht. soweit das Prischwasser
nicht in den aufsteigenden Gasen verdampft, schlägt es sich mit Staubteilen beladen
in Tropfen-auf dem Boden oder an der Innenwand 12 des Schachtes 4 nieder und sammelt
sich im Sumpf 8 als achlammiges Überschußwasser. Über einen Wasserlauf 9 und eine
Pumpe 10 wird das Überschuß-Schlammwasser in die Überlaufringtasche 1i gedrückt,
von wo aus es die Schachtinnenwand 12 gleichmäßig berieselt. Strahl rohre 13 sind
gleichfalls an die Schlammwasserpumpe 10 angeschlossen und tangential in den Sumpf
8 geführt. Durch die kinetische Energie der Schlammwasserstrahlen wird der Inhalt
des Sumpfes in kreisende Bewegung versetzt, so daß es zu keinen stockenden Ablagerungen
kommen kann. Bei konstanter Drehzahl der Pumpe 10 ist der sich aufbauende Flüssigkeitsdruck
von der Wichte, wie von der Viskosität des Schlammwassers abhängig. Ein zeichnerisch
nicht dargestelltes Manometer kann also unter der genannten Voraussetzung einen
Anhaltspunkt dafür geben, ob das Schlammwasser die gewünschte Konsistenz hat, oder
ob mehr oder weniger Frischwasser zugeführt oder ob mehr oder weniger Dberschußwasser
in den Rohmehl Vorwärmer 2 eingesprüht werden soll. Es können aber auch andere Organe
6a an sich bekannter Art zur Bestimmung von Wichte und/oder Viskosität -des Überschußwassers
Anwendung finden, beispielsweise in Wirkungsverbindung mit einem Stellorgan für
die Fördermenge der Pumpe 17. Die im Schacht 4 stark heruntergekühlten und angefeuchteten
Gase werden dem Elektrofilter 14 zugeführt und nach der Elektroentstaubung über
das Entstaubungsgebläse 16 ins Freie geleitet. Der in der Staubabführung 15 anfallende
Staub kann in
bekannter Weise dem Zementherstellungsprozeß wieder
zugeführt werden.
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Das mit Stäuben beladene schlammige tberschuguasser wird mittels Pumpe
17 aus dem Sumpf 8 abgesaugt und über Dralidüsen 18 in die zur in Gasstromrichtung
gesehen letzten, meist als Doppelzyklon ausgebildeten Stufe 2a der Zyklongruppe
2 führende Gasleitung eingesprüht. In passender Entfernung vor den Dralldüsen 18,
gleichfalls relativ zur Gasstromrichtung betrachtet, ist die nach bekannter Technik
ausgebildete Rohmehlaufgabestelle 19 angeordnet.
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Dem Gas, welches in diesem Bereich noch eine Temperatur von etwa 5000C
hat, wird also bereits eine beträchtliche Wärmemenge durch das eingebrachte kohle
Rohmehl.entzogen. Trotzdem bewirkt die kurz darauf erfolgende Eindüsung von Schlammwasser
eine weitere Abkühlung der Gase durch Entzug der Verdåmpfungswärme und Erwärmung
des bei der Verdampfung ausgefällten Staubes. Durch das Eindüsen des Schlammwassers
in die mit Rohmehl beladenen Gase, agglomeriert ein wesentlicher Teil des Schlammes
mit den Rohmehlpartikeln, so daß nur relativ wenig Feinstkorn entsteht, welches
in der letzten Zyklonstufe 2a nicht zur Ausscheidung kommt und somit abermals über
das Gebläse 3 in den Schacht 4 gelangt.
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Mit den erfindungsgemäßen Verfahren und Vorrichtungen wird eine höchstmögliche
Kühlung der Abgase bei höchstmöglichem Taupunkt erzielt, ohne daß dabei Verlustwärme
abgeführt wird. Bei der erl zielten Qualität der Abgase kann der Pilter kleiner
dimensioniert werden als sonst üblich. Verkrustungen im Befeuchtungsschacht, in
der Zyklongruppe, sowie Absetzungen von Schlamm werden sicher vermieden, ferner
fällt kein Abfallschlamm an, dessen Beseitigung
stets problematisch
und nur mit erheblichem Kostenaufwand möglich ist. Dadurch, daß Schlammwasser in
den Rohmehl-Vorwärmer eingesprüht wird, werden nicht nur die darin enthaltenen Feststoffe
dem Fabrikationsprozeß wieder zugeführt, sondern sie bewirken selbst schon eine
Abkühlung der Gases was vorteilhaft ist im Itnteresse einer möglichst geringen Wasserzufuhr
zum Rohmehl-Vorwarmer selbst. Patentznsprüche