DE2211877A1

DE2211877A1 - Einrichtung zur erhoehung des abscheidegrades in elektrofiltern

Info

Publication number: DE2211877A1
Application number: DE19722211877
Authority: DE
Inventors: Norbert Brolich
Original assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Current assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Priority date: 1972-03-11
Filing date: 1972-03-11
Publication date: 1973-09-20

Description

Einrichtung zur Erhöhung des Abscheidegrades in Elektrofiltern Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erhöhung des Abscheidegrades in Elektrofiltern, insbesondere zur Abscheidung von Staub aus Produktionsprozessen von unter Feuchtigkeitseinwirkung backen-Gen Stoffen, wie Zement, wobei vor dem Elektrofilter Dampf durch eine Dampfdüse in das zu reinigende Gas eingebiasen wird.
3ei der Herstellung ton Zement wird der Zementklinker in Kugelmühlen zerkleinert. Das durch die Kugelmühlen nindurchgehende Gas transportiert relativ große Mengen Zementstaub mit. Nach einer Vorabscheidung in einem Grobfilter wird der feine Zementstaub in Elektrofiltern abgeschieden. Wegen'der schlechten Ionisation der Gase bei solchen Produktionsprozessen ist der Abscheidegrad in den Elektrofiltern sehr schlecht. Aus diesem Grunde wird schon in den Mühlen Wasser zugesetzt, das die Ionisierung des sogenannten Rohgases verbessern soll. Von der Fertigung her ist die Wasserzugabe unerwünscht, da sie Teile des Zementes abbinden läßt und somit seine Qualität verschlechtert.
Es ist nun bereits vorgeschlagen worden, vor dem Elektrofilter Dampf, und zwar SattdampP von geringem-Druck einzublasen. Hierbei ergaben sich jedoch erhebliche Schwierigkeiten, da die Dampfeinblasung in dem Einblasebereich starke Anlagerungen von abgebundenem Zement hervorrief. Schon nach relativ kurzer Zeit waren die Dampfdüsen t'zugewachsen" und die Einrichtung mußte außer Betrieb gesetzt werden.
Es ist aus diesem Grunde seither nicht gelungen, eine Verbesserung des Abscheidegrades für die Elektrofilter betriebssicher auszuführen. Im Betrieb ist es unmöglich, alle paar Stunden die gesamte Anlage außer Betrieb zu setzen, um die Dampfeinblasungsdüse zu reinigen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die betriebssicher ist, d.h. einen störungsfreien Betrieb über lange Zeit gewährleistet.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß im Bereich der Dampfdüse wenigstens eine Austrittsöffnung einer Heißluft-Zuleitung derart angeordnet ist, daß daraus eingeblasene Heißluft den aus der Dampfdüse austretenden r)ampfstrahl im wesentlichen umgibt.
Es hat sich herausgestellt, daß diese Maßnahme jegliche Betrizbsstörung durch Anwachsen von abgebundenom Zement etc.
warksom verilindertt Der eingeblasene Dampf verteilt sich gleichmäßig in dem gesamten Rohgas, ohne daß es zu einem 2-asmmenbacken der Staubteilchen kommt. Dementsprechend kann bei der Zementherstellung die Wasserzugabe in den Mühlen erheblich verringert werden und die Qualität des Zementes steigt. Es sei bemerkt, daß man meist mit einer relativ geringen Heißluftmenge auskommt (vorzugsweise ein Fünftel bis ein halb der Gewichtsmenge des Dampfes pro Zeiteinheit).
Nach einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist die Austrittsöffnung als eine die Dampfdüse umgebende Ringdüse ausgebildet. Damit wird ein besonders gleichmäßiger "Heißluftmantel' um den Dampfstrahl gebildet, der Turbulenzen am Rande des Dampfstrahles, die Anlaß zu einem Anbacken sein könnten, sehr wirksam verhindert., Nach einem weiteren bevorzugten Merkmal umgibt die Heißluftzuleitung die Dampfzuleitung über eine größere Strecke ringförmig. Es wird dadurch vermieden, daß der Dampf sich vor der Eindüsung abkühlt und evtl. schon die Sattdampftemperatur unterschreitet.
Zu dem gleichen Zwecke wird vorzugsweise ein Dampf trockner in die Dampfzuleitung eingebaut, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn anschließend an den-Dampf trockner die Heißluftzuleitung die Dampfzuleitung umgibt.
Es hat sich zwar herausgestellt, daß die zur Erzeugung der Heißluft erforderliche Wärmemenge außerordentlich gering ist und normalerweise nur in der Größenordnang von ca. 4 Prozent der zur Erzeugung der Dampfmenge erforderlichen Wärme beträgt, es ist Jedoch möglich, auch diesen geringfügiger Energia@@fwand noch einzusparen, indem nach einem weiteren lderkmal der Erfindung als Heißluft Abgase verwendet werden, wobei es sich um Abgase des Kessels zur Erzeugung des ein gedüsten Dampfes handeln kann.
Es hat sich ferner herausgestellt, daß die Einrichtung nach der Erfindung besonders vorteilhaft arbeitet, wenn die Geschwindigkeit der eingeblasenen Heißluft größer ist als die des Dampfstrahles und/oder wenn die Temperatur der eingeblasenen Heißluft größer ist als die Temperatur im Dampfstrahl.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehenlaus der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnung,en hervor.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.
Die einzige Zeichnungsfigur zeigt eine schematische Darstellung einer Einrichtung nach der Erfindung, die in eine Filteranlage für das Rohgas einer Zementgewinnungsanlge eingebaut ist.
Die in der Zeichnung dargestellte Zementherstellungsanlage besitzt eine Kugelmühle 11, in die die sogenannten Zementklinker eingebracht und gemahlen werden. Üblicherweise schließt sich an eine Grobmühle eine Feinmühle an, von der ein Stück schematisch dargestellt ist. Am Ende der Mühle wird aus dem Austritt 12 der gemahlene Zement entnommen.
Das durch die Mühle streichende Rohgas, d.h. Luft, die sich beim Durchstreichen der Mühlen auf 90 bis 1000 C erwärmt hat, tritt aus einer Rohgasleitung 13 aus der Mühle aus, In diese ist ein sogenannter Vorgrießabscheider 14 eingeschaltet, d.h.
ein Sichter, der die gröberen im Rohgas mitgeführten Bestandteile abscheidet. Sie werden über die Leitung 15 in die Mühle zurückgeführt.
Aus dem Vorgrießabscheider 14 führt eine Rohgasleitung 16 in einen Elektrofilter 17, der bekannterweise durch die Wirkung elektrischer Felder für die Abscheidung von feinem, im Rohgas mitgeführtem Staub sorgt. Das gereinigte Gas tritt durch die Leitung 18 aus, während der abgeschiedene Zementstaub durch einen Stutzen 19 abgezogen und zum Fertiggut überführt wird. -, In der Rohgasleitung 16 zwischen dem Vorgrießabscheider 14 und dem Elektrofilter 17. ist die Einrichtung 20 zur Erhöhung des Abscheidegrades des Elektrofilters eingebaut. Sie besteht aus einer Dampfzuleitung 21, die in einer Dampfdüse 22 endet, sowie einer Heißluftzuleitung 23, die in einer Heißluft-Austr,ittsöffnung 24 in Form einer die Dampfdüse 22 umgebenden Ringdüse endet. Die Zuleitungen 21, 23 sind seitlich in die Rohgasleitung 16 eingeführt; die Dampfdüse 22 und die Heißluft-Austrittsöffnung 24 weisen jedoch in Strömungsrichtung und sind im wesentlichen in der Mitte der Rohgasleitung 16 angeordnet.
Die Dampfzuleitung 21 steht unter Zwischenschaltung eines Dampf trockners 25 mit einem Dampferzeuger 26 in Verbindung und wird aus diesem gespeist.-Aus der Zeichnung ist zu erkennen, daß die Heißluftzuleitung 23 zwischen dem Dampftrockner 25 und der Dampfdüse bzw. Austrittsöffnung als die Dampfzuleitung 21 umgebende Ringleitung ausgebildet ist.
Die Heißluftzuleitung 23 wird aus einem Heißlufterzeuger 27 gespeist, der beispielsweise durch einen kleinen Ölbrenner und ein Gebiäse gebildet werden kann. Es ist jedoch auch möglich, als Heißluft das Abgas des Dampferzeugers 26 zu benutzen, wie durch die strichpunktierten Linien 28 angedeutet ist. In diesem Falle würdeder HeißlAfterzeuger 27 wegfallen. Es ist dann jedoch meist noch ein Gebläse einzuschalten, das für die notwendige Luftgeschwindigkeit an der Heißluft-Austrittsöffnung 24 sorgt.
Es ist daraus bereits zu erkennen, daß, wenn im Zusammenhang mit der Erfindung von "Heißluft" gesprochen wird, darunter auch andere erhitzte Gase zu verstehen sind, beispielsweise Abgase von Verbrennungsvorgängen etc.
Im folgenden wird die Erfindung in ihrer Wirkungsweise beschrieben, wobei von einer Zementerzeugungsanlage ausgegangen wird, durch deren Mühlen 11 etwa 70 t Zement je Stunde hindurchlaufen. Durch die Leitungen 13 und 16 strömen ca. 18000 m3/h Rohgas von ca. 90 bis 1000 C mit einem Staubgehalt von ca. 500 g/m3 (also 9 t/h!) hindurch.
Der Dampferzeuger 26 erzeugt Sattdampf von ca. 130 C, und zwar ca. 1000 bis 1200 kg/h, die über den Dampf trockner 25 und ein eventuelles Drosselventil (nicht dargestellt) zur Dampfdüse 22 geleitet werden und dort als Dampfstrahl 29 austreten. Das Drosselventil sorgt ebenfalls für eine gewisse Überhitzung.
Der Heißlufterzeuger 27 erzeugt ca. 700 bis 800 m3/h Heißluft bzw. Verbrennungsgase von ca./200 C. Diese werden durch die Heißluft-Zuleitung 23 geleitet, wobei sie in dem Ringbereich nicht nur die Kondensation von Dampf an den Wänden der Dampfzuleitung 21 verhindern, sondern sogar noch eine (wenn auch geringfügige) Überhitzung des Dampfes bewirken. Durch diese Maßnahme ist jedoch sichergestellt, daß der Dampf, nachdem er einerseits den Dampf trockner 25' durchlaufen hat, und andererseits die Strecke der Ringleitung 23 ohne jeden Feuchtigkeitsanteil an der Düse 22 austritt. Die Heißluft strömt aus der Austrittsöffnung 24 in Form einer Ringdüse aus und bildet einen Ringmantel 30 aus Heißluft um den Dampfstrahl 29 herum. Die Geschwindigkeit der Heißluft ist dabei vorteilhaft so gewählt, daß sie größer ist als die Dampfgeschwindigkeit. Es hat sich herausgestellt, daß durch diese Maßnahme das gefürchtete Zuwachsen der Dampfdüse völlig verhindert werden konnte.
Man kann sich die Wirkung so erklären, daß der Ringmantel 30 aus Heißluft die Verwirbelung des Dampfstrahles in seinem Randbereich einerseits schwächt und andere seits dort eine Art Pufferzone schafft, in der keine Kondensationsvorgänge auftreten können, die dann zum Festbacken damit befeuchteter Staubteilchen an der Düse führen könnten.
Damit gelingt es auch, die Wasserzugabe in der Mühle herabzusetzen. Bei einer Anlage der beschriebenen Größe wurden stündlich ca. 2000 1 Wasser zuge£tt:Q: Vor allem wird aber der Abscheidegrad im Elektrofilter 17 wesentlich verbessert, was nicht nur zu einer erhöhten Zementausbeute führt, sondern vor allem auct einen Beitrag zur Reinhaltung der Luft leistet.
Vorstehend ist die Erfindung im Zusammenhang mit einer Zementmühle beschrieben worden. Es sei jedoch bemerkt, daß sie auch für andere Anlagen, bei denen ähnliche Voraussetzungen vorliegen, verwendbar ist. Die vorgenannten Daten über Temperatur und Mengen etc. gelten nur für die eine Ausführungsform und-können vom Fachmann leicht an unterschiedliche Bedingungen und Gegebenheiten angepaßt werden.

Claims

A n s psr ü c h e

1. Einrichtung zur Erhöhung des Abscheidegrades in Elektrofiltern, insbesondere zur Abscheidung von Staub aus Produktionsprozessen von unter Feuchtigkeitseinwirkung backenden Stoffen, wie Zement, wobei vor dem Elektrofilter Wasserdampf durch eine Dampf düse in das zu reinigende Gas eingeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Dampf düse (22) wenigstens eine Austrittsöffnung (24) einer Heißluft-Zuleitung (23) derart angeordnet ist, daß daraus eingeblasene Heißluft den aus der Dampfdüse (22) austretenden Dampf strahl (29) im wesentlichen umgibt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (24) als eine die Dampfdüse (22) umgebende Ringdüse ausgebildet ist;

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißluftzuleitung (23) die Dampfzuleitung (21) über eine größere Strecke ringförmig umgibt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Dampfzuleitung (21) ein Dampftrockner (25) eingebaut ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißluft-Zuleitung (23) die Dampfzuleitung (21) zwischen dem Dampf trockner (25) und der Austrittsöffnung (24) umgibt.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Heißluft Abgase verwendet werden.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Heißluft die Abgase des Dampferzeugers (26) zur Erzeugung des eingedüsten Dampfes verwendet werden.

8. Einrichtung nach einem der An-sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der eingeblasenen Heißluft größer ist als die des Dampfstrahls (29).

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der eingeblasenen Heißluft größer ist als die Temperatur im Damp£strah1 (29.

L e e r s e i t e