DE2340350A1

DE2340350A1 - Verfahren und vorrichtung zur reinigung von staubhaltigen abgasen in nasselektrofiltern

Info

Publication number: DE2340350A1
Application number: DE19732340350
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Ewers; Hans Kuipers; Kurt Limbaecker
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1973-08-07
Filing date: 1973-08-07
Publication date: 1975-03-06

Description

Mannesmann Aktiengesellschaft, k Düsseldorf, Mannesmannufer 2

"Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von staubhaltigen Abgasen in Naßelektrofiltern"

Die Erfindung oezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von staubhaltigen Abgasen, die in großen Mengen stoßweise anfallen, insbesondere von Abgasen von Sauerstoffaufblaskonvertern in Naßelektrofiltern.

Es ist bekannt, zur Reinigung von staubhaltigen Abgasen Naßelektrofilter zu verwenden«, Derartige Abgase fallen beispielsweise in metallurgischen Öfen mit Temperaturen über 1000⁰C an. Für die Feinreinigung der Gase müssen diese zweckmäßig auf Temperaturen unter 150°C - bevorzugt auf 80⁰C - abgekühlt werden. Die Abkühlung der Gase auf eine für die Behandlung in den Filtern zweckmäßige Temperatur wird üblicherweise durch Einsprühen von Wasser oder Dampf vorgenommen. Bei der Reinigung in Naßelektrofiltern besitzen die Gase einen Feuchtigkeitsgehalt, der praktisch an der Sättigungsgrenze liegt. Beim Durchleiten der Gase durch die rohrförmige Filterstrecke legt sich feuchter Staub an den Innenwandungen der Hohlelektroden nieder. Die Reinigung der Elektroden wird durch Abspülen des feuchten Staubes mit Wasser vorgenommen. Nun ist

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schon seit langem festgestellt worden, daß der niedergeschlagene Staub nicht seine feuchte Konsistenz an der Rohrwand beibehält, sondern an der Rohrwand antrocknet und verkrustet. Die Entfernung des verkrusteten Staubes ist jedoch mit hohem Aufwand verbunden und erfordert lange Stillstandszeiten der gesamten Reinigungsanlage.

Man hat bereits versucht, diesem Übelstand dadurch abzuhelfen, daß dem Gas selbst vor Durchleiten durch die Filterstrecke erhöhte Mengen Feuchtigkeit zugesetzt werden. Die Verkrustung des Staubes an der Rohrinnenwand konnte damit jedoch nicht beseitigt werden. Es war vielmehr zu verzeichnen, daß zwischen Sprühelektrode und Niederschlagselektrode in erhöhtem Maße elektrische Überschläge stattfinden, die die Wirkungsweise der Anlage verschlechtern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile zu beseitigen und ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die in einfacher Weise die Verkrustung des Staubes an der Innenwand der Niederschlagselektrode verhindert, dabei gleichzeitig die Gefahr der elektrischen Überschläge herabsetzt und somit die Leistungsfähigkeit der Anlage erhöht. Die Erfindung bezieht sich daher auf ein Verfahren zur Reinigung von staubhaltigen Abgasen, die in großen Mengen stoßweise anfallen, insbesondere der Abgase von Sauerstoffaufblaskonvertern, in aus einer stabförmigen Sprühelektrode und diese umgebende rohrförmige Niederschlagselektrode bestehende Naßelektrofiltern. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung der Niederschlagselektrode durch Außenkühlung auf eine Temperatur dicht unterhalb des Taupunktes des Abgases gehalten wird. Nach einem bevorzugten Verfahrensschritt wird die Niederschlagselektrode derart gekühlt, daß diese den Taupunkt der Gase um nicht mehr als 15°C unterschreitet.

Die Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß durch die Kühlung der Außenwand der Hohlelektroden eine verstärkte, jedoch

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gleichmäßige Teilkondensation des Dampfanteils im Rauchgas an den Rohrinnenwänden erfolgt. Hierdurch stellt sich in den Niederschlagselektroden ein stabileres elektrisches Feld ein. Gleichzeitig wird durch die verstärkte Kondensation an den Rohrwänden der abgeschiedene Staub bis zum Beginn des Spülens feuchtgehalten, dadurch wird die Staubentfernung aus der Filterstrecke durch die an sich bekannte Spülbehandlung wesentlich verbessert. Ferner wirken sich die erfindungsgemäßen Maßnahmen dahingehend vorteilhaft aus, daß der Dampfanteil im Rauchgas abgesenkt, damit der Trockengasanteil erhöht und der Wirkungsgrad der Anlage insgesamt verbessert wird·

Zur Durchführung des Verfahrens geht die Erfindung aus von einem Naßelektrofilter, bestehend aus einem kammerartigen Gehäuse mit trichterförmigem Übergang zum Gaszuführungs- und Gasabführungsrohr, innerhalb des kammerförmigen Gehäuses angeordneten Lochplatten, die durch rohrförmige Niederschlagselektroden miteinander verbunden sind und in diesen angeordneten stabförmigen Sprühelektrode^ Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß in unmittelbarer Nähe über der unteren Lochplatte mit der Außenatmosphäre über Ausnehmungen in dem kammerartigen Gehäuse in Verbindung stehende Luftleitkanäle mit seitlichen Austrittsöffnungen angeordnet sind und unterhalb der oberen Lochplatte Ausnehmungen in der Wand des kammerartigen Gehäuses vorgesehen sind. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Ausnehmungen für die Zu- und Abfuhr des Kühlmittels über den Umfang des kammerartigen Gehäuses gleichmäßig verteilt. An die unteren Ausnehmungen schließen sich radial verlaufende, in das Innere des Filters gerichtete Luftleitkanäle an. Die Luftleitkanäle sind mit seitlichen Austrittsöffnungen versehen und im Querschnitt nach innen verlaufend hin konisch verjüngt. Zur Regelung der Kühlbedingungen sind den Luftleitkanälen Ventilatoren vorgeschaltet.

Anhand der Zeichnungen soll zunächst die erfindungsgemäße Vorrichtung in beispielhafter Weise beschrieben werden.

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Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Naßelektrofilter in Draufsicht,

Fig. 2 einen Schnitt A-A nach Figur 1, wobei zur Vereinfachung die rechte Bildhälfte nach Fig. 1 fortgelassen wurde.

In beiden Figuren sind bei gleichen Teilen gleiche Bezugsziffern verwendet.

Aus dem Gasleitungsrohr 3 kommend, tritt das abgekühlte und feuchte Gas durch eine trichterförmige Erweiterung 2 in die eigentliche Filterstrecke ein. Die Filterstrecke ist umgeben von einem kammerartigen Gehäuse 1 in Form eines zylindrischen Rohrabschnittes. Oberhalb der Filterstrecke ist diese Kammer wieder konisch verjüngt und geht in das Gasleitungsrohr 4 über. Zwischen Gaseintritt 3 und Gasaustritt 4 befinden sich im Bereich des zylinderförmigen Gehäuses 1 quer zur Strömungsrichtung des Gases angeordnete Lochplatten 5, 5'· Die Ausnehmungen in den Lochplatten 5, 5' sind in regelmäßiger Verteilung über die Platte angeordnet und befinden sich in einer kongruenten Lage. Die Ausnehmungen der Lochplatten sind durch eine entsprechende Anzahl von glattzylindrischen Rohren 6 verbunden, die gleichzeitig die Niederschlagselektroden darstellen und durch die das zu reinigende Gas strömt. In der Mitte der Rohre 6 sind die stabförmigen, sich über die gesamte Rohrlänge erstreckenden Sprühelektroden 7 angeordnet. Beim Durchtritt der Gase durch die Rohre 6 wird der feuchte Staub auf der Innenwandung niedergeschlagen. Gemäß der Erfindung sind in dem die Filterstrecke umgebenden Mantel 1 di3?cht oberhalb der unteren Lochplatte 5' Ausnehmungen 9 vorgesehen, die sich in das Innere der Filterstrecke über Luftleitkanäle 8 mit seitlichen Austrittsöffnungen 10 erstrecken. Diese radial angeordneten Luftleitkanäle 8 sind nach dem Innern der Filterstrecke hin konisch verjüngt und stehen über die Öffnung 9 mit der Außenatmospare in Verbindung. Zur Regelung der Kühlmittelzufuhr an die Rohraußenwandungen der Niederschlagselektroden 6 sind die Luftleitkanäle 8 mit einem Ventilator ausgerüstet.

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Die Kühlluft durchströmt das gesamte Filter außerhalb der Niederschlagselektroden und verläßt das Filter an den unterhalb der oberen Lochplatte 5 im kämmerförmigen Gehäuse 1 angeordneten Öffnungen 11.

Beim Austritt aus dem Konverter haben die Abgase eine Temperatur von 1700⁰C, bei einem Staubanteil von ca. 60 gr/Nm . In einer Abhitzeanlage wird die Temperatur auf ca. 1100⁰C abgebaut und im zwischen Filter und Kessel installierten direkten Kühler auf 70 - 74°C abgesenkt.

In einem dem Naßelektrofilter vorgeschalteten Ringspaltwascher werden ca. 95% des Staubes ausgewaschen. Während der Blasphase (ca. 15 min) beträgt die abgesaugte Rauchgasmenge 233.000 Nm /h, wobei die Gastemperatur im Filter bei ca. 70⁰C liegt.

Das Gas ist 100 % gesättigt.

Durch die erfindungsgemäße Kühlung der Rohre liegt die Gastemperatur immer über der Temperatur der Niederschlagselektrode. Das Temperaturgefälle zwischen Eintritt des Gases im Rohr und Austritt aus dem Rohr liegt bei 5°C (Eintritt 7°C, Austritt 2°C).

Durch die Einhaltung einer Temperatur an der Rohrwand die unterhalb der Gastemperatur liegt, wird eine laufende Kondensation gewährleistet, die ein Verhärten des abgeschiedenen Staubes vermeidet.

Dadurch wird eine mechanische Reinigung des Filters (Kosten ca. 10.000 DM) nach erheblich größerer Chargenzahl notwendig.

Der wesentliche Effekt jedoch liegt durch Feuchthalten des Staubes im besseren elektrischen Übergangswiderstand, und damit in einer höheren Abscheideleistung bzw. günstigerem Wirkungsgrad.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche;

\Ly Verfahren zur Reinigung von staubhaltigen Abgasen, die in großen Mengen stoßweise anfallen, insbesondere der Abgase von Sauerstoffaufblaskonvertern, in aus einer stabförmigen Sprühelektrode und diese umgebende rohrförmige Niederschlagselektrode bestehende Naßelektrofilter, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung der Niederschlagselektrode durch Außenkühlung auf eine Temperatur dicht unterhalb des Taupunktes des Abgases gehalten wird»
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandungs tempe ratu:
Punktes gehalten wird.

Innenwandungstemperatur nicht mehr als 15°C unterhalb des Tau-
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkühlung durch Regelung der Kühlluftmenge in Abhängigkeit von der gemessenen Wand- und Gastemperatur bewirkt wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruchi, bestehend aus einem kammerartigen Gehäuse mit trichterförmigem Übergang zum Gaszuführungs- und Gasabführungsrohr, innerhalb des kämmerförmigen Gehäuses angeordneten Lochplatten, die durch rohrförmige Niederschlagselektroden miteinander verbunden sind und in diesen angeordneten stabförmigen Sprühelektroden, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar über der unteren Lochplatte (5^f) mit der Außenatmosphäre über Ausnehmungen (9) in dem kammerartigen Gehäuse (1) in Verbindung stehende Luftleitkanäle (8) mit seitlichen Austrittsöffnungen (10) angeordnet sind und unterhalb der oberen Lochplatte (5) Ausnehmungen (11) in der Wand des kammerartigen Gehäuses (1) vorgesehen sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (9, 11) über den Umfang des kammerartigen Gehäuses (1) gleichmäßig verteilt sind.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitungskanäle (8) innerhalb des kammerartigen Gehäuses (1) radial angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitkanäle (8) nach dem Innern hin konisch verjüngt ausgebildet sind.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß den unteren Ausnehmungen (9) in dem kammerartigen Gehäuse (1) Ventilatoren (12) vorgeschaltet sind.

Dipl.-lng. P. E. Meissner

Patentanwalt

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