400 Mitarbeiter weltweit Übernahme der Geschäftsführung durch Thomas Blüggel. Gründung Gründung Intensiv-Filter in Korea und England

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Eleonora Knopp
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1 Haus der Technik 3. Fachtagung Filteranlagentechnik Leitung: Prof. Dr.-Ing. W. Schulteß Intensiv-Filter GmbH & Co. KG Neue Konzepte energieeffizienter Filteranlagen Dipl.-Ing. Theo Schrooten; Dipl.-Ing. (FH) Tim Neuhaus, Dipl.-Ing. Peng Bai; Dr.-Ing. Gunnar-Marcel Klein Mai 2011 Neue Konzepte energieeffizienter Filteranlagen Inhalt Einführung Optimierung von Jet-Pulse Schlauchfilteranlagen a age CFD Simulation Injektorsysteme Druckimpulsmessungen ProTex Filtermedien Three E Technologie ProExpertise Reduzierung der Betriebskosten t Filteranlagen, Referenzen 2 1

2 Einführung Internationale Standorte der Intensiv-Filter Gruppe 400 Mitarbeiter weltweit 3 Intensiv-Filter Daten und Fakten 1922 Gründung Intensiv-Filter in Wuppertal durch Theodor Hansen d hth d Gründung Filtres-Intensive in Frankreich 1998 Gründung Intensiv-Filter in 1970 Brasilien Markteinführung Coanda-Injektor 2003 Übernahme der Geschäftsführung durch Thomas Blüggel Jahr-Feier Intensiv-Filter Velbert- Langenberg Product launch ProJet mega 2011 Product launch ProExpertise 1930 Umzug nach Velbert- Langenberg 1967 Gründung Infastaub in Bad Homburg 1973 Gründung Solidux in Billerbeck 1999 Gründung Intensiv-Filter in Korea und England Gründung Gründung Intensiv-Filter in Intensiv-Filter in Österreich Indien 2010 Product launch ProJet smart CIP-Filter Filter bags up to 8 m length Firmenpräsentation Intensiv-Filter_AsK_Rev2 4 2

3 Einführung Intensiv-Filter in Velbert-Langenberg, Deutschland Industrielle Enstaubungstechnologie seit mehr als 85 Jahren 5 Einführung Zemnet, Kalk, Gips Beispiel Zementherstellung 1 Steinbruch 2 Brecheranlage 3 Rohmaterialhomogenisierung 4 Zuschlagsstoffe 5 Rohmaterial Silo 6 Kamin 7 Filter Ofen- /Rohmehlmahlanlage 8 Rohmehlmahlanlage (Vertikalmühle) 9 Rohmaterial Silo 10 Verdampfungskühler 11 Filter Alkali Bypass 12 Mischkammer Alkali Bypass 13 Zyklonvorwärmer 14 Kohle 15 Kohlemahlanlage 16 Filter Kohlemahlanlage 17 Röhernkühler 18 Filter Klinkerkühler 19 Klinkerkühler 20 Drehrohrofen 21 Klinkersilo 22 Gips 23 Mineralien 24 Sichter 25 Zementmühle 26 Filter Zementmahlanlage 27 Verpackungsanlage 28 Palettieranlage 6 3

4 Einführung Effektivität der Partikelabscheidung von unterschiedlichen industriellen Gasreinigungsanlagen 7 Optimierung von Jet-Pulse Schlauchfilteranlagen CFD Simulation Pre-Processor Geometry Meshing CFD-Pre Solver ProJet CIP Post-Processor Solid Works CFX- Mesh CFX- Design Modeler 8 4

5 Optimierung von Jet-Pulse Schlauchfilteranlagen CFD Simulation IFJC-332/ RR ProJet CIP IF-PJC-XX Plane V1 5.6 m bags 8.0 m bags Optimierung von Jet-Pulse Schlauchfilteranlagen CFD Simulation Parameter des Compound-Betriebs -Auslegungsdaten Temperatur: 150 C Volumenstrom: m³/h Mesh generation Plane XY 01-1 Symmetry Plane XY 01-2 Plane XY 02-1 Plane XY

6 Optimierung von Jet-Pulse Schlauchfilteranlagen CFD Simulation Auslegungsdaten Volumenstrom: m³/h Betriebsdaten Volumenstrom: m³/h 11 Optimierung von Jet-Pulse Schlauchfilteranlagen Injektorsysteme Vergleich unterschiedlicher Injektorsysteme 12 6

7 Optimierung von Jet-Pulse Schlauchfilteranlagen Injektorsysteme Intensiv-Filter Coanda Injektor (patentiert) 13 Optimierung von Jet-Pulse Schlauchfilteranlagen Druckimpuls Piezoresistive pressure sensors Measurement range: -50/50 hpa Test frequency: 1 ms 14 7

8 Optimierung von Jet-Pulse Schlauchfilteranlagen Druckimpuls Analyse der Impulse-Messung re p pressur 0 p max p D p D t 1 t 2 time t p max [Pa]: Maximum bag cleaning pressure p D [Pa s]: Pressure impulse (F. Löffler: Staubabscheiden) (Flächenintegral des positiven Anteils der Druckes im Schlauch) p D t 2 t 1 p( t) dt 15 Optimierung von Jet-Pulse Schlauchfilteranlagen Druckimpuls Versuchsaufbau für die Innendruckmessung, bis zu 12 m Schlauchlänge Positionierung der Transmitter schneller Drucktransmitter Prüfstand Einheit zur Auswertung Software 16 8

9 Optimierung von Jet-Pulse Schlauchfilteranlagen Luftdurchlässigkeit Luftdurchlässigkeit beladener Filtermedien kurz vor der Abreinigung Pressure drop of filter bags and cakes Air permeability [l / (dm² 200 air to cloth ratio of 1 m / min Pa according to DIN EN ISO Der Differenzdruck im Einsatz (über den Schlauch, vor der Abreinigung) hat einen typischen Wert zwischen 200 and 1000 Pa. Zum testen der langen Filterschläuche wurde ein Medium mit einer Luftdurchlässigkeit von etwa 5 l / (dm 2 min) gewählt. 17 Optimierung von Jet-Pulse Schlauchfilteranlagen Druckimpuls Offline Abreinigung, max. Überdruck im Filterschlauch in Abhängigkeit der Luftdurchlässigkeit, Abreingungsdruck 0,1 MPa Influence of the air permeability, air tank pressure 0.1 MPa 18 9

10 Optimierung von Jet-Pulse Schlauchfilteranlagen Druckimpuls Offline Abreinigung, max. Überdruck im Filterschlauch Entscheidungsmatrix Minimum: about Pa for limestone (Sievert) 19 Optimierung von Jet-Pulse Schlauchfilteranlagen Druckimpuls Offline Abreinigung, Druckimpuls Entscheidungsmatrix 20 10

11 Optimierung von Jet-Pulse Schlauchfilteranlagen Druckimpuls Online Abreinigung, max. Druck im Schlauch Entscheidungsmatrix Minimum: about Pa for limestone (inclusive under pressure of 600 Pa) 21 ProTex Filtermedien und Three E Technologie für Schlauchfilteranlagen ProTex Filtermedien mit Mikrofasern und spezieller Vernadelung, die sich durch geringe Restdruckverluste und damit geringere mittlere Anlagendruckverluste auszeichnen. Three E (Enhanced Energy Efficiency) Energiesparende Technologie; die Betriebsparameter der Filteranlage werden gemäß den Kriterien zur Optimierung des Energieverbrauchs angepasst

12 ProTex PES Filtermedien VDI 3926 Druckverlust von ProTex PES vs. anderer Medien innerhalb eines Filtrationszykluses VDI 3926, v = 120 m 3 / (m 2 h), c RG = 10 g / m 3, p = 0,5 MPa, test dust: Al 2 O 3 23 Intensiv-Filter ProTex Filtermedien-Technologie Versuche a. d. Pilotanlage (10 Schläuche, 4 m) ProTex vs. Referenz-Filtermedien 24 12

13 ProExpertise Reduzierung der Betriebskosten Three E Technologie mit ProTex Filtermedien Versuche a. d. Pilotanlage (10 Schläuche, 4 m) ProTex, Variation der Zykluszeit 25 Three E Technologie mit ProTex Filtermedien Potential zur Reduzierung des Druckverlustes p PES needle felt 100 s cycle time 300 s cycle time 100% 25% Emission: 2,5 mg/m 3 Time [s] Emission: 10 mg/m

14 Three E Technologie mit ProTex Filtermedien Energieflussdiagramm Standardkonditionen (online) Three E / ProTex (online) 27 ProExpertise Reduzierung der Betriebskosten ProExpertise Grundgedanke 28 14

15 ProExpertise Reduzierung der Betriebskosten Optimal operating cycle time Basic equations of the filter expert system: Cake filtration theory Operating costs Minimal operating costs P Filter P Fan P CA Cycle time P Filter V ( FP FC crg tc Fan FM ) CA 1 t C 29 ProExpertise Reduzierung der Betriebskosten ProExpertise Datenbasis sind experimentel ermittelte Parameter: FM (spezifischer Filtermedienwiderstand, direkt nach der Abreinigung) FC (spezifischer Widerstand des Filterkuchens) Für unterschiedliche Filtermedien, Staubgehalte, Betriebsbedingungen (z.b. Rohgaskonzentration, Abreingungsdruck, Filterflächenbelastung) Filtermedien-Prüfstand Pilotanlage VDI 3926 Prüfstand Intensiv-Filter Pilotanlage IFJ

16 ProExpertise Reduzierung der Betriebskosten Eingabe der Design- und Betriebsdaten, wie z. B. Volumenstrom, Roh- gaskonzentration, Betriebstemperatur, Zykluszeit, Filtermedium, Schlauchlänge Berechnung des Druckverlustes und des Energieverbrauchs, bzw. der daraus resultierenden Betriebskosten der Filteranlage Berechnung der optimalen Zykluszeit bei minimalen Betriebskosten für die jeweilige ProExpertise ist mit realen Betriebsdaten von Filteranlagen validiert 31 ProExpertise Reduzierung der Betriebskosten Optimale Zykluszeit als Funktion des Abreinigungsdruckes Beispiel: Ofen- /Rohmehlmühlen-Filter, PJM 136/ D Optimal operating point Minimal operating costs Energy saving: about /a 32 16

17 Filteranlagen, Referenzen Mehr als installierte Filteranlagen weltweit IF ProJet mega PJM 136/ Entstaubung Zementofen und Rohmehlmühle m 3 /h 33 Filteranlagen, Referenzen Entstaubung Zementofen und Rohmehlmühle Gasvolumenstrom m³/h i. B. Temperatur 150 C Rohgasstaubgehalt 900 g/m³ Reststaubgehalt < 10 mg/m³ i. N. tr. Schlauchlänge 8 m Injektor / Betriebsart Ideale Düse semi-offline Abreinigungssteuerung C41 JetBus Controller Tankdruck 0,3 bis 0,6 MPa Druckverlust < Pa Vordruckregelung 34 17

18 Filteranlagen, Referenzen Filternde Abscheider vs. elektrostatische Abscheider Elektro-Filter (vor dem Umbau) Jet-Pulse Schlauch-Filter (nach dem Umbau) 35 Filteranlagen, Referenzen Filternde Abscheider Gasvolumenstrom 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- C41 JetBus Vordruckregelung steuerung Controller Tankdruck 0,2 0,3 MPa Druckverlust < Pa 36 18

19 Filteranlagen, Referenzen Sprühturmentstaubung, ProJet CIP Gasvolumenstrom m³/h i.b. Staubkonzentration, 30 g/m³ Rohgas Staubkonzentration, <10 mg/m³ i.n., tr Reingas Staubart Magermilch-/ Molkepulver

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