DE2724667A1 - Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung und abfuehrung des in heissgaskuehltuermen abgesetzten staubes mit schwebeteilchen - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung und Abführung des in Heißgaskühltürmen abgesetzten Staubes mit Schwebeteilchen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Trocknung, Abscheidung und Abführung des abgesetzten Staubes unter Verwendung von einem Teil der vor dem Kühlungsprozeß abgeleiteten heißen Gase. Weiterhin betrifft die Erfindung die Zusammenstellung und konstruktive Anordnung der hierfür erforderlichen Geräte und Vorrichtungen sowie eine neue Konstruktion für den unterteil der in der Industrie üblichen Kühltürme.

Ein bedeutendes Anwendungsgebiet dieser Erfindung stellen die Anlagen für Zementklinkerproduktion im Trockenverfahren dar.

Bei diesem Anlagentyp entstehen am Ofen- bzw. Wärmeaustauscherauslauf heiße Gase mit einem hohen Staubgehalt. Diese Gase werden teilweise oder in ihrer Gesamtheit Trocknungsvorrichtungen oder Mühlen zugeführt, wo sie zur Trocknung der Rohmaterialien benutzt und anschließend in elektrostatische Filteranlagen zur Reinigung und Rückgewinnung des in ihnen enthaltenen Staubes geleitet werden. Werden jedoch diese heißen Ofengase nicht vollkommen in Trocknungsanlagen verwertet bzw. sind diese Anlagen nicht in Betrieb, so müssen sie, um einen optimalen Wirkungsgrad der elektrostatischen Filteranlagen zu gewährleisten, ganz oder teilweise in Bezug auf ihren Feuchtigkeitsgehalt (Taupunkt) und ihre Temperatur aufbereitet werden.

709852/0761

Die Aufbereitung der Gase findet in den sogenannten Kühltürmen statt. Das Arbeitsprinzip eines Kühlturmes ist in Fig. 1 dargestellt, Die vom Ofen kommenden Gase werden in den oberen bzw. unteren Teil des Kühlturmes eingebracht. Bevor sie in die Wassereinspritzungszone gelangen und um Turbulenzen im Gastrom zu verhindern, sind komplizierte und empfindliche Metallkonstruktionen vorgesehen, die gleichzeitig für eine gleichmäßige Verteilung des Gases über den Turraabschnitt sorgen.

Anschließend wird das Gas einer kontinuierlichen Wasserzerstäubung ausgesetzt. Dabei verdampft das Wasser und verbindet sich eng mit dem Gas, was zu einer Verminderung der Temperatur und zu einer Erhöhung der Feuchtigkeit der Mischung führt. Im Anschluß wird das derart gebildete Gas zur Regulierung durch einen Teil des Kühlturms geschickt und dann dem E-Filter zugeführt.

Andererseits setzt sich ein Teil des in dem Heißgas mitgeführten Staubes im unteren Teil des Kühlturms ab. Dieses ist auf die Vorentstaubung, Verringerung der Gasstromgeschwindigkeit und Erhöhung des Gasgewichtes aufgrund der Gasbefeuchtung zurückzuführen. Der unten abgelagerte Staub wird aus dem Kühlturm über Förderschnecken, Zellenschleusen oder anderen in der Industrie üblichen Fördereinrichtungen ausgetragen und in den Förder- bzw. Speicherkreislauf zurückgeleitet.

In der Praxis ist es jedoch nicht immer möglich, den abgesetzten Staub wieder in den Kreislauf zurückzuleiten, da die Feuchtigkeitsverhältnisse und Anbackungen (die manchmal sogar in Form von Schlamm auftreten), die Förderung und Speicherung unmöglich machen. Daher haben die gebräuchlichen Kühltürme einen Notauslauf, über den der Schlamm nach außen gefördert werden kann. Dieses bringt jedoch einige Nachteile für den Betrieb der Anlage mit sich (z. B. Verschmutzung, Mehrkosten etc.).

./5

709852/0761

Als Ursachen für die Schlairanbildung können insbesondere folgende genannt werden:

1. Die Schwierigkeiten, in jedem Fall eine günstige Verteilung des Gasstromes zu erreichen und somit evtl. auftretende Turbulenzen und Rückläufe zu vermeiden, bevor das Gas in die Wassereinspritzungszone gelangt.

2. Die Notwendigkeit, die Gase auf eine möglichst tiefe Temperatur zu bringen, erfordert Temperaturwerte, die nur mit einer perfekten Regulierung der Wassermenge und einer perfekten Zerstäubung die Wasserverdampfung ermöglichen, ohne daß Reste in flüssigem Zustand zurückbleiben, die sich dann in Verbindung mit dem Staub zu Schlamm umbilden.

3. Der langsame aber stetige Verschleiß der Zerstäuberdüsen, die Staubablagerungeη auf denselben, die Anbackungen an den Seitenwänden etc. führen zu der vorgenannten Schlammbildung und erfordern eine intensive Wartung dieser Kühlturmanlagen.

Unter Zugrundelegung der vorgenannten Ausführungen besteht das Problem darin, die durch die Schlammbildung verursachten Schwierigkeiten auf geeignete Weise zu vermeiden und gleichzeitig die Bauweise und Wartung dieser Anlagen zu vereinfachen und die Anwendungsmöglichkeiten zu erweitern. Weiterhin soll die Wirksamkeit der Elektrofilter gesteigert und die Mischungstemperatur auf gefahrlose Weise noch weiter herabgesetzt werden.

Erfindungsgemäß wird das Problem wie folgt gelöst: Die aus dem Turm zu entnehmende Staubmenge ist relativ gering und demnach auch die für die Trocknung erforderliche Wärme. Wenn man also vor dem Eintritt in den Kühlturm einen klei-

709852/0761

nen Teil der Heißgase abzweigt, kann der feuchte Staub ohne Notwendigkeit einer zusätzlichen Wärmequelle mit diesen getrocknet werden.

Figur 2 stellt schematisch das Arbeitsprinzip einer solchen Anlage zur Förderung, Trocknung, Zerkleinerung und Transport des im unteren Teil des Kühlturmes abgelagerten Schlammes dar. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, daß der größte Teil der vom Ofen kommenden Gase (Teil A der Rohrleitung) in den Kühlturm geleitet wird (Rohrleitung B) - in der Darstellung wird das Gas oben in den Kühlturm eingebracht, das Problem ändert sich jedoch nicht, wenn das Gas seitlich von oben oder unten eingegeben wird - und der verbleibende Rest (über die Rohrleitung C) in die Zerkleinerungs-Trocknungsanlage 4.

Die in den Turm eingegebenen Gase werden durch die Wassereinspritzung aufbereitet und verlassen den Kühlturm über die Leitung D. Der im Kühlturm abgesetzte Staub fällt aufgrund der Schwerkraft in den Auffangtrichter 1. Unterhalb dieses Trichters ist eine Förderschnecke 2 oder auch eine andere für dieses Gut geeignete Fördereinrichtung angebracht. Daran anschließend ist eine Schleuse 3 oder ein sonstiges Verschlußelement vorgesehen. Im Anschluß daran befindet sich die Zerkleinerungs-Trocknungsanlage 4, in der das Gut zerkleinert und getrocknet wird, bis es die gleichen Eigenschaften wie vor der Wassereinspritzung besitzt. Der so behandelte Staub wird dann pneumatisch über die Leitung E gefördert und im Zyklon 5 abgesetzt. Der Staubrest und das Trocknungsgas werden über das Gebläse und die Rohrleitung F in die Leitung D zurückgeleitet.

709852/0761

Die Regulierung des über die Leitung C abzuleitenden Gases erfolgt hauptsächlich über die Regelklappe I des Gebläses 6. Die Klappen II und III dienen sowohl der Vorregulierung als auch der Absperrung im Falle von Reparaturen. Diese Regulierungen sind erforderlich, weil der Feuchtigkeitsgrad des aus dem Turm ausgetragenen S taubes nicht konstant ist.

Durch die Schleuse 7 bzw. ein anderes Verschlußelement ist gesichert, daß die Anlage auch bei Reparatur des beschriebenen Systems weiter funktionieren kann.

In Figur 3 ist eine konstruktive Lösung dargestellt, in der die erforderlichen Elemente zum Austragen, Trocknen und Zerkleinern des feuchten Staubes aus dem Turm im Austrittskegel des Kühlturmes untergebracht sind.

7098S2/0761

8 Leerseite

Claims (7)

METALLGESELLSCHAFT 27. Mai 1977 Aktiengesellschaft Reuterweg 14 Frankfurt am Main prov. Nr. 8o99 LT Patentansprüche

1. Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung und Abführung des in Heißgaskühltürmen abgesetzten Staubes mit festen Schwebeteilchen/ dadurch gekennzeichnet/ daß ein Teil der zu kühlenden Gase zur Trocknung des feuchten Gutes verwertet wird, das sich aufgrund der Wassereinspritzung im unteren Teil der herkömmlichen Kühltürme abgesetzt hat, und daß diese Gase nach Nutzbarmachung ihrer Wärmeenergie für die genannte Trocknung wieder dem Haupt- und Nachkreislauf des Kühlturmes zugeführt werden.

2. Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung und Abführung des in Heißgaskühltürmen abgesetzten Staubes mit festen Schwebeteilchen gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm eines Kühlturmes getrocknet und verwertet wird unter Aufbereitung der Gase aus einem Zementklinkerofen im Trockenverfahren.

3. Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung und Abführung des in Heißgaskühltürmen abgesetzten Staubes mit festen Schwebeteilchen gemäß den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Teil des Kühlturmes eine Brech- und Trockenvorrichtung Verwendung findet.

./2

709852/0761

ORlGrNAL INSPECTED

4. Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung und Abführung des in Heißgaskühltürmen abgesetzten Staubes mit festen Schwebeteilchen gemäß den vorhergehenden Ansprüche unter Verwendung einer praktischen Anlage zur Durchführung der vorbeschriebenen Trocknung, wobei diese für diejenigen Industriezweige Verwendung finden kann- bei denen es sich um die Kühlung von staubhaltigen Gasen handelt und Wasser oder eine andere verdampfbare Flüssigkeit eingespritzt wird.

5. Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung und Abführung des in Heißgastürmen abgesetzten Staubes mit festen Schwebeteilchen gemäß den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Rohrleitung umfaßt, in der die eingebrachten Gase aufbereitet werden mittels Wassereinspritzung, wobei der Teil des im Kühlturm abgesetzten Staubes aufgrund der Schwerkraft in einen Auffangtrichter fällt, unter dem sich eine Förderschnecke befindet, an die sich eine Schleuse und schließlich eine Trocknungsund Zerkleinerungsanlage anschließt, in der das Gut getrocknet und zerkleinert wird, und daß der so behandelte Staub über eine weitere Rohrleitung pneumatisch gefördert und in einem Zyklon abgesetzt wird, und daß das Trocknungsgas über ein Gebläse mit entsprechender Rohrleitung in die erste Leitung zurückgeleitet wird.

6. Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung und Abführung des in Heißgastürmen abgesetzten Staubes mit festen Schwebeteilchen gemäß den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Regulierung der abzuleitenden Gase in die entsprechende Rohrleitung hauptsächlich über die Regelklappe des Gebläses erfolgt, während die restlichen Klappen zur Vorregulierung als auch zur Absperrung des Kreislaufs dienen.

7. Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung und Abführung des in Heißgastürmen abgesetzten Staubes mit festen Schwebeteilchen.

•/3

709852/0761