DE2362622A1

DE2362622A1 - Einrichtung zur entstaubung heisser gase

Info

Publication number: DE2362622A1
Application number: DE2362622A
Authority: DE
Inventors: Gustav Dipl Ing Dr Weislehner
Original assignee: DOTTERNHAUS PORTLAND ZEMENT; PORTLANDZEMENTWERK DOTTERNHAUSEN RUDOLF ROHRBACH KG 7460 BALINGEN
Current assignee: DOTTERNHAUS PORTLAND ZEMENT; PORTLANDZEMENTWERK DOTTERNHAUSEN RUDOLF ROHRBACH KG 7460 BALINGEN
Priority date: 1973-12-17
Filing date: 1973-12-17
Publication date: 1975-06-19
Also published as: DE2362622C2; JPS5092569A; ATA868474A; US4021194A; AT351498B

Description

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Rudolf Rohrbach Kommanditgesellschaft

746 Baiin ft- en Postfach 1o5

Patentanmeldung

Einrichtung zur Eritstatabung heißer Gase

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Entstaubung heißer Gase, insbesondere der Abluft von Produlttlcühlern bei Zement-, Kalk- Doloinitö±'en oder ähnlichen öfen, bei der die heißen Gase aus einem Abgasraum abgeführt, unter Verwendung von Frischluft gekühlt und zur Entstaubung in ein Crewebefilter eingeleitet werden.

Um den Erfordernissen zur Reinhaltung der Luft nachzukommen, ist es besonders in der Zement Industrie bekannt, z. 13. hinter Drehofen, Kühlaggregate zu verwenden, die ohne Abluft arbeiten, Bei derartigen Kühlaggregaten ergeben sich besonders bei grollen Durchsätzen Schwierigkeiten, vor allem verringerte Laufzeit durch Futtersciiäden und durch höhere Kühl gut austri11s tempera türen„

»reiterhin ist die Gewinnung von erwärmter Luft z. IJ. für Trocl-aiungszwecke nicht möglich.

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Der Bau dieser Kühlaggregate war vor Jahren besonders bei wärme sparenden Zemontofen weitgehend verlassen worden. In neuerer Zelt werden diese Kühlaggregate trotz der erwähnten ITaciitoile und konstruktiven Schwierigkeiten wieder gebaut, da die Entstaubung der Abgase anderer Systeme nicht befriedigend gelost ist.

iiei mit Abluft arbeitenden Kühlern, z.H. Klinkerkühlern in Rostbauweise (Treppen- oder Wanderrost) sind zur Entstaubiing Zyklonabscheider bekannt, die jedoch den zunehmend höher werdenden Anforderungen zur Reinhaltung der Luft nicht mehr genügen, weiterhin sind zur Entstaubung heißer Gase Kiesbettfilter und Gewebefilter bekannt. Kiesbettfilter können zwar die bei der Entstaubung der Abluft von Kühlern auftretenden hohen Temperaturen der Abluft, die im llormalfall i6o bis 25o G betragen und in Störungsfällen bis über 4oo ansteigen können, aufnehmen, jedoch müssen bei hohen Spitzenteniperaturen j£H±XTe Sonderwerkstoffe für die Konstruktion verwendet werden.

Hei hohen Temperaturen bis 3'Jo können auch Gewebefilter angewendet werden, wenn diese mit Spezialfiltertücliern aus Glasfaser oder ähnlichen Materialien axisgestattet werden. Zur Aufnahme von über solche iierte hinausgehende:! Temperaturspitzen erfordern jedoch Gewebefilter-Einrichtungen bekannter Art entweder die üeiidisciiung von Frischluft, \%^ras bei den bekannton Einrichtungen eine erhebliche Vergrößerung der Einrichtxuig bedingt, oder das Ablassen ungereinigter Luft in die Atmosphäre, was den Erfordernissen zur Reinhaltung der Luft entgegensteht, ßei Beimischung von Frischluft kann das Tempe— raturniveau zwar soweit abgesenkt werden, daß auch weniger aufwendige Filtermaterialien zur Anwendung gelangen können. Jedoch kann die hierbei notwendige Vergrößerung der Einrichtung einen Raumbedarf erfordern, der etwa doppelt so groß ist als aufgrund der Abluftmenge nötig wäre. Ein weiterer

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grundsätzlicher Nachteil dieser Lösungen ist, daß das

Gebläse, welches die staubhaltigen Gase aus dem Abgasraum !

absaugt, mit hoher Temperatur betrieben wird. |

Sowohl die Entstaubungseinrichtung als auch das Gebläse ι ist für einen bestimmten Volumenstrom ausgelegt. Für den j Kühleffekt ist jedoch die Kühlmittelmenge maßgeblich.

¥ird die Entstaubungseinrichtung auf den bei Temperaturspitzen vorkommenden größten Volumenstrom ausgelegt, dann ergeben sich umfangreiche und daher teure Anlagen, die im NormgJLfall gedrosselt laufen und daher nicht ausgenutzt sind

Wird die Anlage für den Normalbetrieb ausgelegt, so muß bei auftretenden Temperaturspitzen ungereinigtes Abgas über Dach ausgestoßen werden.

Die Kühlung des Abgases mit Hilfe eines mit Frischluft betriebenen Recuperators bedingt eine große Heizfläche und führt, da guter Wärmeübergang vom Abgas über die Heizfläche zur Frischluft nur bei entsprechender Geschwindigkeit erreicht wird, zu verschleißanfälligen Wärmeaustauschflächen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Entstaubung heißer Gase, insbesondere der Abluft von Kühlern, zu schaffen, die ermöglicht, die Temperatur der Abluft eines Kühlers auch bei Temperaturspitzen so weit zu senken, daß zur Entstaubung bzw. Reinigung der Abluft Gewebefilter üblicher Art verwendet werden können, die einen geringen Raumbedarf haben und mit Schläuchen aus Wolle, Baumwolle oder Kunstfasern, z.B. Polyester, Polyacryl versehen sind. Dabei soll die Einrichtung so beschaffen sein, daß nur die Förderung von reiner oder ge-

reinigter, niedertemperierter Luft nötig ist, upi Ki-aft beim Betrieb der Gebläse zu sparen und den Verschleiß gering zu lialten. Auch soll es mit der EinivLciitung möglich sein, verfahrungsbodlngte Temperaturspitzen abzubauen olnie die vorerwähnten Nachteile in Kauf nehmen zu müssen₀

j Darüber hinaus wird angestrebt, durch besondere Schaltung der Abgasströme aus im vuerstrom arbeitenden Kühlern die notwendige Frischluftinenge zur Kühlung· dieser Abgasströme gering zu halten, um einerseits Kraft für die Frisciiluftförderung zu sparen und andererseits die hierbei anfallende Reinluft mit möglichst hoher Temperatur zix erhalten, so daß u. U. eine weitere Verwertung "wirtschaftlich möglich ist₀

Die Lösung- dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung bei einer Einrichtung- der eingangs genannten Art darin, daß der Abgasraum mit einem z.B. durch eine langsam drehbare Trommel und eine Vielzahl von in dieser angeordneten Wärmetauschflächen gebildeten, regenerativ arbeitenden "Wärmetauscher verbunden ist, dem das mit Schläuchen oder Tüchern aus üblichem Filtermaterial, wie Wolle, Baumwolle oder Kunstfaserstoff versehene Gewebefilter nachgeschaltet ist und der in einem etwa ^o '.-·> der gesamten 'Wärmetauschflächen enthaltenden Bereich von den heißen Gasen bzw. von der Abluft und in dem restlichen Bereich von einem kühlenden Fr is chi uf ts troin durchströmt ist.

Bei einer in dieser Weise gemäß der Erfindung ausgebildeten Einrichtung besteht zunächst der Vorteil, daß ein Wärmetauscher verwendet wird, der ^&Qen. Verschleiß nahezu unenrpf indlich ist, bzw. tritt Verschleiß an Wärmetauscherflachen auf, die billig und leicht zu ersetzen sind.

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I£in übertritt von staubhnltigem Abgas auf die Kühlluftseite

wird durch geeignete Abdichtung sowie ΏλίΓοΙιβρϋΙβη der eben

erhitzten 'Jürmetauschflächen mit Luft verhindert, wobei

letztere Menge klein geheilten und dem Abgas zugemischt wird.

jSin durch Verschleiß verursachter übertritt von Kühlmedium, wie z.Bο bei i.^ra ss erkühl ern, ist daher weitgehend ausgeschlossen. Dabei ist durch die Verwendung regenerativ arbeitender Wlirmetauscher der angegebenen Art, die bisher überwiegend bei Feueriingsanlagen zur Vorwärmung der Verbrennungsluft zur Anwendung gelangten, in überraschender V/eise erreicht, dalj atich bei hohen Temperaturen der heißen Gase bzw. der erhitzten Abluft bis zu etwa 4oo C und selbst bei darüber hinausgehender Temperaturspitzen bis 55o , wie sie z.B. bei Betriebsstörungen auftreten können, eine weitgehende Kühlung der Gase bzw. Luft ermöglicht ist, da die iipeiciicrinasse des drehbaren Warme tau- I schors bei verhältnismäßig geringem i-latzbedarf so groß ge- j wählt werden kann, daß sie in der Lage ist, arich solche Temperaturspitzen ohne weiteres aufzunehmen. Die Beimischung von Kaltluft unmittelbar zu den heißen Gasen bzw. zu der erhitzten Abluft ist daher unnötig. Die durch den V/ärme tauscher erreichte Kühlung ist dabei so groß, daß in Verbindung mit dem wärmetauscher an sich bekannte und bewährte üntstaubungsvorrichtungen in Form von mit Tüchern aus den genannten üblichen Filtermatorialien versehenen Gewebefiltern verwendet werden können, die einen hohen Wirkungsgrad haben und einen

3 Keinga.sstaubgehalt von weniger als 5o - 75 mg/Nm ermöglichen.

Da die staubbeladoner. heißen Gase bzw. die staubbeladene Abluf"; insgesamt durch den V/ärme tauscher und das diesem nachge schaltete Schlauchfilter hindurchgehen und da die in den Wärmetauscher als Kühlmittel eingeleitete, im wesentlichen staubfreie Frischluft mit der staubbelndenen Abltift in dem vJärine-

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tauscher nicht in immittelbare Berührung kommt, wird weitgehend vermieden, daß staubhaltige bzw. ungereinigte Luft in die Atmosphäre gelangt. Vielmehr kann lediglich die durch das Staubfilter hindurchgegangene, gereinigte Luft und gegebenenfalls die durch den Wärmetauscher hindurchgeleitete Frischluft in die Atmosphäre abströmen. Diese Frischluft braucht nur in geringer Menge verwende-1 zu werden, wird aber in dein "Wärmetauscher hochtemperiert und kann dann als Heißluft hoher Reinheit an anderen Stellen verwendet werden, wobei die Gefahr von Ablagerungen auf dem Transportweg zu solchen Verwendungsstellen vermieden ist.

ivenn die erfindungsgemäße Ainrichkung in Verbindung mit einem mit Kühlluft im Kreuzstrom arbeitenden länglichen Kühler verwendet wird, in dem die zügeführte Kühlluft auf eine nach dem Auslaßteil des Kühlers hin abnehmende Temperatur erhitzt wird, so kann gei.iäß einem weiteren Merkmal der Erfindung der Abluftraum des Jui-hlers an mehreren, in Längsrichtung desselben im Abstand voneinander liegenden .Stellen mit dem u'ärme tauscher durch voneinander unabhängige llohrloi cungen verbunden sein, die dem "Wärmetauscher mehrere Abluftstrüme unterschiedlicher Temperatur derart zuleiten, daß die wär'metausclif lachen des .i'ärmetausciiers bei der Drehung desselben zuerst mit der liiedrigteni'porierten und zuletzt mit der hockt em »orierten Abluft des Kühlers in Berührung kommen. Da die Temperatur¹ der zuletzt durch den «iäx-me tauscher* strömenden Luft höher ist als clic? Ai s chungs tounorn tür dor gesamten j.bi lift, wird, die Speicherj masse insgesamt auf ein höheres Teinperaturniveau gebracht. Hierdurch wird ermöglicht, den Bedarf an i'\rlschiuftmenge für-.ürmctauscher gering zu halten, diese Frischluftzaonge

I aber sti.rkor zu erhitzen, was f">.r ihre etwaige tfeitoi'vorwcrtunf; von Vorteil sein 3zaun.

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j Zweckmäßig sind für dia Ivühl er abluft und filx- die Frischluft

j mit knit em Medium boavif schlngbnre Gebläse vorgesehen, liler-

: durch wird dex- Vorteil erreicht, dai.5 der Volumenstx'oin und

! damit dex" liraftbedarf klein gehalten werden kann.

;.^reiterhin kann der Wurme tauscher mit einer Abdichtung rmd/oder einer Einführung von Spülluft vorsehen sein, die verhindern, daß in den abzukühlenden Gasen enthaltener Staub in den dein Wärmetauscher zugeleiteten wärmeaufnehmenden Frischluftstrom gelangt.

Bei allen Ausführungsformen der Erfindung kann bei Weitervervfcndung der im Wärmetauscher erhitzten Frischluft ein Gebläse zur Druckerhöhung angeordnet werden, ohne daß ein übermäßiger Verschleiß auftritt.

Nachstehend sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand dex" Zeichnung beschriebene In dieser zeigen in sehematischer Darstellung:

Abb. 1 eine erste Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung bei einem Rostkühler für Zementklinker, Abb. 1a einen Värmetauscher für die Einrichtung nach Abb. 1 in schaubildlicher Ansicht,

Abb. 2 eine zweite Ausführungsform der Einrichtung nach Abb.1 Abb. 3 einen Teil der Einrichtung nach Abb. 1 oder 2 in Verbindung mit einem Schachtkühler, und Abb. 4 einen Teil der Einrichtung nach Abb. 1 oder 2 in Verbindung mit einem Trommelkühler.

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Bei der in Abb. 1 dargestellten Ausführungsform gelangt der vom Drehrohrofen 1 kommende fertig gebrannte Klinker 2 mit einer Temperatur von 12oo - 15oo C in den Einlaufteil eines langgestreckten Rost- bzxir. Quer stromkühl er s 3 und auf den in diesem angeordneten, als Schwingrost ausgebildeten Kühlrost Infolge der schwingenden Bewegung des Kühlrostes h wandert das Kühlgut 2 dem Auslauf 5 zu. Hierbei wird das Kühlgut durch kühle Frischluft 6, die durch Gebläse 7 zugeführt wird, auf eine solche Temperatur abgekühlt, daß der Weitertransport mit gebräuchlichen Fördergeräten möglich ist. Die dem Rostkühler zugeführte Frischluft 6 wird beim Durchströmen durch das Kühlgut 2 erwärmt, wobei die Erwärmung im Bereich des Einlaufteiles etwa 8oo C beträgt und bis zum Auslaufteil des Rostkühlers auf etwa 1oo C abfällt. Die erwärmte Frischluft gelangt in den Abgas- bzw. Abluftraum 23 des Rostkühlers, aus dem ein Teil dieser Luft als Sekundärluft 8 der Drehofenfeuerun, 9 zugeführt werden kann, während die überschüssige Luft 1o, deren Menge meist mehr als 5o ^Lfo der eingebrachten Luftmenge beträgt, gereinigt und als Abluft abgeführt wird.

Gemäß der Erfindung wird diese überschüssige Abluft aus dem Abluftraum 23 z.B. über eine Rohrleitung 11 abgeführt und einem an sich bekannten regenerativ arbeitenden Wärmetauscher 12 zugeleitet, der etwa der Bauart "Ljungström" entspricht. Ein solcher Wärmeaustauscher besteht im wesentlichen aus einer langsam rotierenden Trommel 13» die zur Bildung von Wärmeübergangsflächen 14 mit Wärmespeicherblechen in entspre chender Anzahl versehen ist. Die Abluft durchstreicht den Wärmetauscher in axialer Richtung in einem etwa ^o fo der Grundfläche des Wärmetauschers einnehmenden Bereich. Dabei wird die überschüssige Wärmemenge an die Wärmeepeicherbleche abgegeben, die ihrerseits beim Weiterdrehen der Trommel 13

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in einen dem Abluftstrom entgegenlaufenden Kühlluftstrom 15> der durch das Gebläse I9 erzeugt wird, hinein bewegt werden und an diesen die gespeicherte Wärme abgeben. Hierbei können Maßnahmen getroffen sein, die das Verschleppen von Staub aus der Aufwärm- in die Kiihlzone vermeiden. Vorzugsweise kann der Wärmetauscher hierzu mit einer Abdichtung und/oder einer Einführung für Spülluft versehen sein, die verhindert, daß' in dem abzukühlenden Abluftstrom enthaltener Staub in den Kühlluftstrom I5 gelangt. Die Luft des wärmeaufnehmenden Kühlluftströmes kann daher ohne Zwischenschaltung eines zusätzlichen Filters einer weiteren Verwendung zugeführt oder in die Atmosphäre ausgestoßen werden.

Die beim Durchtritt durch den Wärmetauscher 12 abgekühlte, staubhaltige Abluft wird über die Rohrleitung 16 einem Schlauchfilter 17 zugeleitet, das in bekannter Weise mit Schläuchen aus Wolle, Baumwolle, Kunstfasern, z.B. Polyesteroder Polyacrylfasern od. dgl₀ versehen ist. Das hinter dem Schlauchfilter 1 7 angeordnete Gebläse 18 überwindet den gesamten Druckverlust und stößt die gereinigte Abluft in die Atmosphäre aus.

Die in Abb₀ 2 dargestellte Ausführungsform der Entstaubungseinrichtung enthält eine Verbesserung, die dadiirch erreicht ist, daß die vom Kühler kommende, überschüssige Abluft 1o in zwei oder mehr Z₀B. drei verschieden temperierte Teilluftströme 1o a, 1o b, Io c aufgespalten wird. Diese Teilluftströme werden dem Wärmetauscher 12 in Drehrichtung gesehen so zugeleitet, daß zuerst der niedrig temperierte Luftstrom 1o a, sodann der nächsthöher temperierte Luftstrom 1o b und schließlich der am höchsten temperierte Luftstrom 1o c das Wärmespeicherpaket durchströmt. Auf diese '-'eise kann die

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Luftmenge des durch das Gebläse 19 zuzuführenden, wärmeaufnehmenden Kühlluft stromes 15 verringert und erreicht werden, daß dieser Luftstrom beim Durchströmen durch den Wärmetauscher eine größere Temperaturerhöhung erfährt, was bei Weiterverwertung der Abluft von Vorteil ist. Auch der Kühlluftstrom kann, wie in Abb. 2 gezeigt, in Teilströme 15 a, 15b aufgeteilt werden, welche mit verschiedenem Temp eraturnive au anfallen.

Im übrigen entspricht die Ausführungsform nach Abb. 2 derjenigen nach Abb. 1. Bei beiden Ausführungsformen ist der Kraftbedarf für die Gebläse 18 und I9 höchstens in der Größenordnung \\rie bei bekannten Entstaubungseinrichtungen, bei denen das Gebläse im ungekühlten, heißen Luftstrom arbeitet.

Gemäß Abb. 3 und h ist die Entstaubungseinrichtung nicht auf Querstromkühler beschränkt, sondern kann auch bei einem Schachtkühler 3 a oder bei einem Trommelkühler 3 t> oder einem nicht gezeigten Kombinationskühler angewendet werden. Bei den Beispielen nach Abb. 3 und k wird die Abluft aus dem jeweiligen Kühler 3 a bzw, 3 *> entsprechend Abb. 1 über die Rohrleitung 11 dem Wärmetauscher 12 zugeführt und im übrigen wie in Abb. 1 gezeigt, weitergeleitetο

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Claims

-Patentansprüche

A./Einrichtung zur Entstaubung heißer Gase, insbesondere der erhitzten Kühlluft bzw. Abluft von Produktkühlern bei Zement-, Kalk- und Dolomitöfen, bei der die heißen Gase aus einem Abgasraum abgeführt, unter Verwendung von Frischluft gekühlt und zur Entstaubung in ein Schlauchfilter eingeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasraum (23) mit einem z.B. durch eine langsam drehbare Trommel (13) und eine Vielzahl von in dieser angeordneten Wärmetauschflächen (14) gebildeten regenerativ arbeitenden Wärmetauscher (12) verbunden ist, dem das mit Schläuchen oder Tüchern aus üblichem Filtermaterial, wie Wolle, Baumwolle oder Kunstfaserstoff versehene Gewebefilter (17) nachgeschaltet ist und der in einem etwa 5o fo der gesamten Wärmetauschflächen entsprechenden Bereich von den heißen Gasen bzw. der erhitzten Abluft und in dem restlichen Bereich von einem kühlenden Frischluftstrom (15 bzw. 15 ^af 15 b) durchströmt ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1 in Verbindung mit einem mit Kühlluft im Kreuzatrom arbeitenden langgestreckten Kühler, z.B. einem Rostkühler, in dem die zugeführte Kühlluft auf eine nach dem Auslaßteil des Kühlers hin abnehmende Temperatur erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Abluftraum (23) des Kühlers (3) an mehreren, in Längsrichtung desselben im Abstand voneinander liegenden Stollen mit dem Wärmetauscher (12) durch voneinander

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unabhängige Rohrleitungen ( 1 ο a, 1o b, 1o c) verbunden

ist, die dem l/ürmetnuscher mehrere Luftströme unterschied- !

licher Temperatur derart zuleiten, daß die 'iärmetausch- j

flächen (i4) des "JLrmotauschers bei der Drehung· desselben, I

zuerst mit der niedi'igteuperierten und zuletzt mit der !

hochtemperxerteii Abluft des Kühlers in Derührung kommen_β ι

„Sinrichtuiiß· nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch ^eLi

net, daß für die IC LLhI er ab luf t und für die Prlscliluf t mit
kaltem Medium beaufschlagbare Gebläse vorgesehen sind.

't. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der .'armetauscher (12) mit einer Abdichtung
und/oder einer jiin±^Nührung für Spülluft versehen ist, die
verhindern, daß in den im Wärmetauscher ab ζ ulc Lullenden, heißen
Gasen enthaltener Staub in den värmeaufnehmenden Frischluftstrom (15) gelangte

Der Patentanwalt

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