DE2032755A1

DE2032755A1 - Behandlung von heissen staubhalti gen Gasen

Info

Publication number: DE2032755A1
Application number: DE19702032755
Authority: DE
Inventors: H Claudi Dip) Ing. Kopen hagen Westh
Original assignee: FLSmidth and Co AS
Current assignee: FLSmidth and Co AS
Priority date: 1969-07-04
Filing date: 1970-07-02
Publication date: 1971-01-14
Also published as: JPS4815986B1; ZA704581B; ES381415A1; DE2032755C2; GB1262100A; SE363742B; FR2054615B1; FR2054615A1

Description

Patentanwalt·
Dr. Ing. A. van der Werth
Dr. F. Lederer

'ν S1 Hamburg SO
Wilstorfer Straße 32

1.JuU 1970

F.L.Smidth & COe A/S

Vigerslev Alle 77» Kopenhagen-Valby, Dänemark

Behandlung von heissen staubhaltigen Gasen

Priorität: Britische Patentanmeldung

Fr_o33901/69 vom 4οJuli 1969

In der Industrie in Dreh- oder Rostöfen erzeugte staubhaltige Gase können nicht in die Atmosphäre entlassen werden, wenn sie zuvor nicht durch geeignete Anlagen zur Entfernung des Staubs durchgeleitet werden. Ein üblicher allgemein zu diesem Zweck "benutzter Apparat ist ein elektrostatischer Abscheider, dessen Wirksamkeit zum grossen Teil vom elektrischen Widerstand des Staibs abhängt.

Der Widerstand des Staubs ist in vielen Fällen von der

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Grössenordnung 10 - 10 ohm cm, und es ist daher schwierig ,den Staub infolge seiner isolierenden Wirkung abzuscheiden_e Der elektrische Widerstand des Staubs hängt unter anderem von der Temperatur und dem Feuchtigkeitsgehalt der Gase ab und nimmt normalerweise mit der Temperatur bis zu einem Maximum zu und nimmt dann wieder ab, wenn die Temperatur weiter ansteigt«, Eine typische Kurve des elektrischen Widerstands als Punktion der Temperatur wird bei A in der grafischen Darstellung gezeigt. Es ist hieraus klar, dass hoher Widerstand vermieden werden kann, wenn die Temperatur der Abgase erniedrigt wird. Es ist auch bekannt, dies zu tun, und die Gase durch Einblasen von Wasser oder Wasserdampf mit oder ohne einen behalt an verschiedenen Chemikalien zu konditionieren. Weil die Gase auf diese Weise gekühlt

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werden, wird auch der Staub gekühlt und zusätzlich wird er befeuchtet und infolgedessen wird sein Widerstand bis auf eine annehmbare Höhe verringert, bei welcher es möglich ist, eine hohe Wirksamkeit des Abscheiders aufrecht zu erhalten.

Jedoch wenn die Gase auf Temperaturen von etwa 400°0 oder mehr sind, ist die Menge an Wasser, welche eingeblasen werden muss sehr gross, um den Widerstand auf einen annehmbaren Grad zu erniedrigen. TTm dies möglich zu machen, solche grossen Wassermengen einzublasen und zu Verteilen ist es notwendig, besondere Kühltürme oder Wasserinjektionekammern zu verwenden, wodurch der Einstandspreis der Anlage, bedeutend erhöht wird. Die grossen Wassermengen führen oft zur Bildung von Brei ta der Anlage weil es schwierig ist, das eingeblasene Wasser in angemessener Weise zu zerstäuben und zu verteilen. Überdies ist es in manchen Anlagen schwierig und kostspielig, genügend Wasser zu bekommen,,

Die Erfindung umfasst im allgemeinen das konditionieren von Gasen durch Einführen eines oder mehrerer wasserlöslicher Alkaliverbindungen in diese, bevor sie den elektrostatischen Abscheider erreichen. Es wurde gefunden, dass eine in kleiner Menge in den Gasen anwesende wasserlösliche Alkaliverbindung^ den Widerstand des Staubs um mehr als das 200-faehe verringern kftnn. Das Ziel der Erfindung ist daher nicht, die Gase zu kühlen, sondern vielmehr sie in den Abscheider mit einer höheren Temperatur oberhalb derjenigen einzuführen, bei welcher der Staub den grössten Widerstand besitzt. In der Zeichnung ist die Kurve B typisch für den Widerstand, wenn eine wasserlösliche Alkaliverbindung in den Gasen anwesend ist, wobei der Wassergehalt der gleiche ist, wie derjenige der Gase, auf welche sich die Kurve A bezieht. Angenommen, dass die Gase ohne gekühlt zu werden durch Einblasen von Wasser oder Wasserdampf eine Temperatur von etwa 35O⁰C besitzen, wenn sie den Abscheider erreichen, so zeigt die Zeichnung, dass dank der Erfindung der Widerstand vom Messpunkt C ohne Konditionieren irgend welehar Art zum Messpunkt D mit Konditionieren durch Einführung

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der Alkaliverbindung, welche im folgenden das konditionierende Agens genannt wird, um etwa das 10-fache verringert wird» Warum eigentlich die Abscheidung durch das konditionierende Agens verbessert wird, ist jedoch ungewiss, und die Erfindung wird nicht durch irgendeine Theorie der Wirkung beschränkt. Gewiss ist aber, daß die elektrischen Eigenschaften des Staubs verbessert werden·

Das konditionierende Agens kann zu den Gasen in fester Form zugefügt werden, aber um eine günstige Verteilung zu erhalten ist es vorteilhaft, es als wässrige Lösung einzuführen, welche so wenig Wasser wie möglich enthält, eodass kein wesentliches Abkühlen stattfindet.

Beispiele geeigneter Alkaliverbindungen sind K₂SO₄, ₂ KCl und NaCl, welche als konditionierende Agentien in Mengen entsprechend 0,05 - 2 $> Na₃O oder K₂O der Staubmenge eingeführt werden körnen. Das konditionierende Agens kann als eine wässrige Lösung von beispielsweise 1C 96 Konzentration eingeblasen werden. Wenn diese kleine Menge an Flüssigkeit in die Gase eingeführt ist, ist das Ergebnis eine unmittelbare Verdampfung des Wassers und wirksame Verteilung der sehr feinen Alkaliteilchen in den Gasen; diese Teilchen werden auf dem Staub abgelagert. Solch kleine Wassermengen führen nicht zur Bildung von Brei an der Einblasstelle und daher ist es naturgemäß nicht notwendig irgendwelche Spezialkühl türme oder Einblaskammern vorzusehen.

Die Erfindung kann mit Vorteil bei Drehöfenanlagen angewendet werden worin körniges Rohmaterial zu dem Drehofen· durch einen Vorerhitzer eingeführt wird, in welchen es durch die heissen Gase aus dem Drehofen vorerhitzt wird, welche an— schliessend durch einen elektrostatischen Abscheider weitergehen. Derartige Anlagen sind im allgemeinen in der Zementindustrie zum Brennen von Zementrohmehl gebräuchlich· Bei einer solchen Anlage kann, die Einblasstelle für die Lösung einer wasserlöslichen Alkaliverbindung vorteilhafterweise zwischen dem Vorerhitzer und dem Abscheider liegen oder wenn der Vorerhitzer aus einer Reihe von Zyklonen

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besteht, kann sie sich vorteilhafterweise in der letzten Zyklonstufe befinden_e

Nun besteht Zementrohmaterial üblicherweise aus Italksteinhaltigen und tonhaltigen Bestandteilen,) Die letzteren Bestandteile enthalten meisstens flüchtige Anteile in der Form von Alkalien normalerweise als Silikate, welche nicht wasserlöslich sind. Wenn sie wasserlöslich wären, könnten sie nicht als Materialien bestehen welche, den Karakter von Tonen besässen. Bei den Brenn- und Calcinierstufen im Drehofen werden einige dieser Bestandteile verflüchtigt, und aus der Calcinierzone in den Verbrennungsabgasen weggetragen. Wenn die Gase auf das kühlere Rohmehl in dem Vorerhitzer treffen, kondensieren die verflüchtigten Anteile auf den Teilchen des Rohmehls oder Tröpfchen daraus verfestigen sich einfach in Form wasserlöslicher Bestandteile insbesondere in der Form von Sulfaten, Chlori^den oder Oxyden, Ein hoher Gehalt an Alkali und Chlor verleiht dem Rohmehl eine Neigung zum Klumpen und der Gehalt an Alkali und Chlor kann so gross werden, dass das heisse Rohmehl auf den Wänden des Vorerhitzers zusammenbackt. In jedem i>_an besteht ein ständiger Umlauf von Alkali zwischen dem Drehofen unddem Vorerhitzer_β

Wenn das Rohmehl Alkali enthält, besteht eine Ausführungsform der Erfindung darin, einen Teil des vorerhitzten Rohmehle, welches eine hohe Alkalikonzentration aufweiset, von dem Rest abzutrennen um das konditionieren.de Agens zu bilden. Dieser Teil kann in sehr vorteilhafter weise aus dem Rohr abgetrennt werden, durch welches das vorerhitzte Rohmehl üblicherweise in das obere Ende des Drehofens eingeführt wird.

Der abgetrennte Teil kann in die heissen Gase in verschiedener weise eingeführt werden,» So kann er in Suspension inGas getragen oder mechanisch gefördert werden um in die heissen Gase einzutreten, welche von dem Vorerhitzer zum Abscheider fliessen. Wenn er in Suspension weggetragen wird, so ge- . · schieht dies sehr vorteilhaft dadurch, daß ein^ Teil des Gas* ströme aus dem Drehofen veranlasst wird,um den größten Teil

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des VorerMtzers herumzugehen und den abgetrennten Teil des vorerhitzten Rohmehls in diesen Febenstrom einzuspeisen« Jedoch vorgezogen wird ι den abgetrennten Teil mit Wasser auszulaugen»um eine konzentrierte wässrige Lösung der wasserlöslichen Bestandteile zu erzeugen, welche dann in ein Rohr zwischen Vorerhitzer-.und Abscheider oder in die letzte Zyklonstufe eingeblasen wird wie bereits erwähnt.

Drehofen und Vorerhitzer sind üblicherweise durch ein Rohr verbunden, durch welches die heissen Gase aus dem Drehofen strömen, wobei diese heissen Gase in Suspension etwas vorerhitztes Rohmehl mitsichtragen, welches gerade in den Drehofen eingeführt wurde und welches somit normalerweise zwischen dem Vorerhitzer und Drehofen umläuft.

Etwas von dem Gasstrom,welcher^dieses vorerhitzte Rohmehl trägt, kann abgezweigt werden um das in ihm enthaltene vorerhitzte Rohmehl in Form eines Nebenstroms zu einer Stelle

zu/ zwischen dem Vorerhitzer und dem Abscheider⁷ tragen, oder

dieser abgezweigte Strom kann durch einen kleinen Zyklon geleitet werden, worin das vorerhitzte Rohmehl abgetrennt wirdjworauf es nachher ausgelaugt wird)um eine Alkalilösung zu ergeben, oder es wird mechanisch zu einer Stelle für die Einführung zwischen Vorerhitzer und Abscheider gefördert.

Auch der in dem elektrostatischen Abscheider abgefangene Staub kann als konditi'onierendes Agens brauchbar sein, und ein Teil davon kann daher für diesen Zweck benutzt werden«,

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

f wer fahr en zum
1. fintfernen von Staub aus heissen staubhaltigen Gasen vermittels durchleiten der ^ase durch einen elektrostatischen ^-—''Abscheider unter ^veroesserung der elektrischen Eigenschaften der Gase, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere wasserlösliche Alkaliverbindungen als konditionierendes Agens in die Gase eingeführt werden, oevor diese den elektrostatischen Abscheider erreichen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das konditionierende Agens in die Gase in wässri ger Lösung eingeführt wird«,
3ο ^verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass KpSOi, Ha₂SO,, KCl oder RaCl in die Gase als konditionierenaes Agens in einer I-ienge entsrechend von 0.05 zu 2.'/o ivaJd oder K^O bezogen auf die Staubmenge eingeführt wird.
4ο Verfahren wobei Zementrohmaterial durch einen Vorerhitzer in einen Drehofen durchgeleitet wird, worin es zu Klinkern gebrannt wird, und haisse staubhaltige Gase aus dem Drehofen durch den Vorerhitzer und dann zu einem elektrostatisch^! Abscheider zwecks der Entfernung von Staub geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere wasserlösliche Alkaliverbindungen in die staubhaltigen Gase als konditionierendes Agens eingeführt werien , bevor sie den Abscheider erreichen»
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das konditionieurende Agens in lösung in die Gase zwischen dem Vorerhitzer und dem Abscheider einge blasen wirdo

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-γόο Verfahren nach Anspruch 4, angewendet auf die Benutzung eines Vorerhitzers Destehend aus einer Reihe von Zyklonen, dadurch ;: e k e η η ζ e i c h η e t, dass das Konditionierende Agens in Lösung in die letzte Zyklonstufe in der Richtung aer Gasströmung eingeblasen wird.

7c Verfahren nach Anspruch 4,5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das vorerhitzte Zementrohmehl wasserlösliche Alkaliveroindungen enthält und ein Teil des vorerr-itzten Rohmehls von dem Rest abgetrennt und als konditie- »nierendes Agens benutzt wird.

8«, Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzei chn e t, dass der Teil des vorerhitzten Rohmehls, welcher als Konditionierendes Agens benutzt wird, selbst in einem 3as suspendiert wird, wenn er in den Gasstrom eingeführt WIrQ₁ welcher aus dem 7orerhitzer zu dem Ansehender fliesst.

9c Verfahren nach Anspruch 4 -6_t dadurch g e k e η η ζ e ich η e t,dass das vorerhitzte Rohmehl· wasserlösliche Alkaliverbindungen r.;it sich trägt,und ein Teil aes das vorernitzte ;\ 0:1m·³ hl liU;? dem Drehofen wegtragenden Gasstroms abgezweigt wird, wooei das in diesem abgezweigten Strom vorerhitzte Hohnehl das konditionierende Agens darstellte

1C. Verfahren nach den Ansprüchen 7 - 9, dadurch g e k e nn-ζ e ic h η e t, dass das konditionierende Agens, in einem. Jas suspendiert, zu einer Stelle zwiscnon aem Vorerhitzer und dem Abscheider getragen und dort in den zu dem ADscheider fliessenden Gasstrom eingeführt wird₀

11 ο Verfahren nach Anspruch 7 - 9, dadurch g e k e η η zeichne t, dass das vorerhitzte als konditionierendes Agens benutzte Rohmehl mit Wasser ausgelaucht wird um eine konzentrierte wässrige Lösung der wasserlöslichen Bestandteile zu ergeben, und diese Lösung in die Gase eingeführt wird, bevor diese den Abscheider erreichen. 12oVerfahren nach, den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch g e k e η η ζ e ic h η e t, das ein Teil des in dem elektrostatischen Abscheider aufgefangenen Staubs als konditionierendes Agenä benutzt winj 009883/21 7Ω

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