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Transcript
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Intensiv-Filter GmbH & Co. KG
VDI-WissensforumFeinstaub – Charakterisierung, Minderung und Abscheidung
Praxisberichte zum Einsatz von Oberflächenfiltern01. bis 02. September 2009Theo Schrooten, Dr.-Ing. Gunnar-Marcel Klein, Tim Neuhaus
Praxisbericht, Schlauchfilter in der Zementindustrie
Umbau von Elektrofilteranlagen (II)
Das Elektrofilter vor dem Umbau
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Gasvolumenstrom 550.000 m³/h i. B.
Temperatur 110 bis 240 °C
Rohgasstaubgehalt 80 g /m³
Reststaubgehalt < 8 mg/m³ i. N. tr.
Schlauchlänge 8 m
Injektor / Betriebsart „Ideale Düse“ semi-offline
Abreinigungs-steuerung
C41 JetBus Controller®
Vordruckregelung
Tankdruck 0,2 – 0,3 MPa
Druckverlust < 1.000 Pa
Umbau von Elektrofilteranlagen (II)
Praxisbericht, Schlauchfilter in der Zementindustrie
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Praxisbericht, Schlauchfilter in der Zementindustrie
Umbau von Elektrofilteranlagen (II)
Das eingesetzte Schlauchpaket
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• Geringe Emissionswerte unabhängig von Gas- und Staubeigenschaften
• Nutzung der vorhandenen Gehäuse (nach statischer Prüfung)
• Verringerung der Umbauzeiten und Nutzung der normalen Revisionszeiten
• Niedrige Investitionskosten und kurze Amortisationszeiten
Vorteile
VDI-Wissensforum 2009, Feinstaub
Umbau von Elektrofilteranlagen
Praxisbericht, Schlauchfilter in der Zementindustrie
Filter mit CIP-Technologie
• sind konzipiert für die Trockenfiltration und zyklisch wiederkehrende Waschvorgänge
• werden automatisch gereinigt, ohne Ausbau der Filterschläuche.
• stehen in unterschiedlichsten Größenordnungen zur Verfügung.
• Die Filter werden eingesetzt in der
− Lebensmittelindustrie
− chemischen Industrie
− pharmazeutischen Industrie
• bei Prozessen
− mit häufigem Produktwechsel,
− wenn Produktalterung erwartet wird,
− wenn Produktkontaminationen ausgeschlossen
werden müssen
Praxisbericht, Schlauchfilter mit CIP-Technologie
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Historie der CIP-Filtertechnik
Rundfilter
mit tangentialem Einlass
bis 2001
Rundfilter mit radialem Einlass, strömungs- und sicherheitstechnisch optimiert, 2008
Rundfilter
mit radialem Einlass
bis 2007
Praxisbericht, Schlauchfilter mit CIP-Technologie
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Sprühturmtrockneranlage und Intensiv-Filter mit CIP-Einrichtung
Praxisbericht, Schlauchfilter mit CIP-Technologie
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Definition „Explosion“
Eine Explosion ist eine Oxidations- oder Zerfallsreaktion mit plötzlichem Anstieg der Temperatur, des Druckes oder beider gleichzeitig (DIN EN 1127-1:1997). Dabei kommt es zu einer plötzlichen Volumenausdehnung von Gasen und der Freisetzung von großen Energiemengen auf kleinem Raum.
Es werden folgende Begriffe in Abhängigkeit von der Expansionsgeschwindigkeit verwendet:
• Verpuffung (0,1 bis 1 m/s)
• Explosion (1 bis 1000 m/s)
• Detonation (ab 1000 m/s)
Vergleich: Schallgeschwindigkeit beträgt ungefähr 333 m/s
43Lit.: BIA-Report 12/97
Praxisbericht, Schlauchfilter mit CIP-Technologie
VDI-Wissensforum 2009, Feinstaub
Explosionsschutz, druckstoßfeste Bauweise mit Explosionsunterdrückung
1 Löschmittelsperre
2 Löschmittelbehälter
3 Drucksensor
• Druckstoßfestigkeit für den reduzierten Explosionsdruck (0,04…0,1 MPa)
• Explosionsunterdrückung beim Anlaufen der Explosion durch spezielle Löschmittel
• Signal für Aktivierung der Löschmittelbehälter erfolgt über Drucksensoren und/oder Infrarotdetektoren
• Entkopplung über Löschmittelsperre
Praxisbericht, Schlauchfilter mit CIP-Technologie
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1 Reingasbereich, keine Explosionsausbreitung (Staubkonzentration unter Explosionsgrenze)
2 Berstscheiben
3 Druck- und Flammenausbreitung (Sicherheitsbereich vor Druckentlastungs-einrichtung)
4 Druck- und Flammenausbreitung
• Druckstoßfestigkeit für den reduzierten Explosionsdruck (0,04…0,1 MPa)
• Kontrollierter Explosionsablauf über Berstscheiben
• Freihalten der Entlastungsflächen durch effektives Schlauchrückhaltesystems (Entwicklung mit DEKRA Exam)
• Entkopplung über Löschmittelsperre
Praxisbericht, Schlauchfilter mit CIP-Technologie
Explosionsschutz, druckstoßfeste Bauweise mit Druckentlastung
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CIP-Einrichtung
Praxisbericht, Schlauchfilter mit CIP-Technologie
Waschvorgang Trocknungsphase
Trocknungsluft
vom Turm
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Analyse der Strömungsverhältnisse im Filter mittels CFD-Simulation • im Bereich des Eintritts und Prallbleches
• im Rohgasbereich
• zwischen den Filterschläuchen
• während der Durchströmung des Filtermediums
• innerhalb der Schläuche
Praxisbericht, Schlauchfilter mit CIP-Technologie
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Ergebnisse der Strömungsuntersuchungen
• symmetrische Umströmung des Prallbleches
• sehr gleichmäßige Verteilung innerhalb des Schlauchpakets
• gleichförmige Einströmung in die Filtermedien
• gleichmäßige Aufströmung in den Filterschläuchen
Praxisbericht, Schlauchfilter mit CIP-Technologie
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Rundfilter für 150.000 m³/h
Praxisbericht, Schlauchfilter mit CIP-Technologie
Gasvolumenstrom 150.000 m³/h i. B.
Staubkonzentra-tion, Rohgas
20 g/m³
Staubkonzentra-
tion, Reingas
< 10 mg/m³ i.N., tr.
Filterfläche 1.290 m²
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Zusammenfassung
• Stillstandzeiten für Reinigung sind durch den
automatisierten Prozess auf ein Minimum reduziert
• Produktrückgewinnung bis zu 99 %
• keine Produktkontamination
• Platzgewinn durch Wegfall von Zyklonen
• Reduzierung Energieverbrauch bis zu 30 % gegenüber Zyklonen
• hohe Betriebs- und Produktionssicherheit
• Adäquat für hygroskopische Produkte und Produkte mit hohem Fettgehalt
• kurze Amortisationszeit
Praxisbericht, Schlauchfilter mit CIP-Technologie
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Die im Vortrag vorgestellten Anlagenkonzepte zeigen innovative Staubabscheider, die vielfältige Aufgaben, wie z. B. die simultane Abscheidung von Staub und gasförmigen Bestandteilen, die Anforderungen an Energieeffizienz sowie die Bedingungen an einen hohen hygienetechnischen Standard erfüllen.
Ausgehend von den kundenspezifischen Gegebenheiten stellen sie komplexe Abgasreinigungsanlagen dar, in denen verfahrenstechnisch und energetisch optimierte Lösungen gefragt und realisiert werden.
Zur Auslegung der Gasreinigungsanlagen und der Realisierung einer optimalen Lösung für die vom Kunden vorgegebene Aufgabenstellung ist es notwendig, das jeweilige Verfahren genau zu kennen und die Randparameter mit dem Betreiber zusammen festzulegen.
Die Planung der Gasreinigungsanlage für einen bestimmten Bedarfsfall und vor allem auch für die Übernahme der technischen Gewährleistung ist nur dann möglich, wenn alle Umstände bekannt sind, die für Bemessung, Betriebsweise und Werkstoffauswahl von Bedeutung sind.