Schlauchfilter Moderne Entstaubungstechnologien senken die Betriebskosten von Jet-Pulse-Schlauchfilteranlagen

Jet-Pulse-Schlauchfilteranlagen meistern bei der Abgasreinigung Volumenströme zwischen tausend und zwei Millionen Kubikmeter pro Stunde. Und verbrauchen dabei oft ordentlich Energie. Doch mit verschiedenen Maßnahmen lässt sich der spezifische Bedarf deutlich drosseln.

Anbieter zum Thema

Endress+Hauser (Deutschland) GmbH+Co. KG

WAM GmbH

Intensiv-Filter GmbH & Co. KG

Im Zuge der steten Optimierung der Betriebskosten steht auch der Energiebedarf der Filteranlagen auf dem Prüfstand. Mit konstruktiven, steuerungs- und filtrationstechnischen Maßnahmen konnte der Filterspezialist Intensiv-Filter den spezifischen Energiebedarf von Jet-Pulse-Schlauchfiltern senken.

Abreinigung im Offline-Betrieb

Um einen gleichbleibenden Druckverlust des Filters zu gewährleisten, wird er in regelmäßigen oder unregelmäßigen Zyklen abgereinigt. Die zyklische Filterabreinigung mithilfe von Druckluftimpulsen, die über Injektoren in die oben offenen Filterschläuche eingeleitet werden, erfolgt während des laufenden Filtrationsbetriebs. In dieser als Online-Betrieb bezeichneten Betriebsweise werden die in der Rohgaskammer befindlichen Partikel kontinuierlich anfiltriert. Direkt nach der Jet-Pulse-Abreinigung ist die Partikelkonzentration in der Nähe des Filterschlauchs sehr hoch. In diesem Zustand kommt es, insbesondere bei feindispersen Stäuben mit geringer Agglomerationsneigung, zum Wiederanfiltrieren abgereinigter Partikel. Diese „innere“ Staubzirkulation kann einen erheblichen Anteil an der Filterkuchenmasse verursachen und trägt damit zum Druckverlust bei. Zur Steigerung der Energieeffizienz werden Filtermodule durch roh- und/oder reingasseitige Absperrorgane, wie Klappen, Schieber, Ventile, im Offline- oder Semi-Offline- (nur reingasseitige Abtrennung) Betrieb während der Abreinigung in einen strömungslosen Zustand versetzt. Dies verhindert, dass sich Staubschichten wieder anlagern. Parallel kann beim Offline-Betrieb die Abreinigung mit einem Druckluftimpuls geringerer Intensität erfolgen (Speicherdruck Druckluftbehälter 0,1 bis 0,3 MPa).

Abreinigung mit Coanda-Effekt

Für einen energieeffizienten Betrieb einer Jet-Pulse-Filteranlage ist auch das Injektorsystem von entscheidender Bedeutung. Viele Injektorsysteme bestehen aus einem Blasrohr mit einfachen Bohrungen als Lochdüsen (Nozzle-Injektor, Bild 1a). Eine deutliche Verbesserung bei der Umwandlung der statischen Druckenergie im Blasrohr in einen gerichteten Druckluftstrahl wird durch Aushalsung der Düsen zu einer „Idealen Düse“ erreicht (Bild 1b). Das von Intensiv-Filter unter dem Namen Coanda-Injektor entwickelte Abreinigungssystem nutzt den Coanda-Effekt aus, bei dem die Druckluft aus einem Ringspalt austritt und über eine gewölbte Oberfläche geführt wird. Die Primärluft folgt dabei der Grenzschicht, die durch die Geometrie des Coanda-Injektors nicht ablöst. Dabei entsteht innerhalb der ersten Injektorstufe ein extrem hoher Unterdruck, der weitere Sekundärluft ansaugt und einen Treibstrahl ausbildet, der gegenüber den zuvor beschriebenen Varianten eine deutlich erhöhte Luftmenge aufweist (Bild 1c). Dieser Treibstrahl tritt in die Einlaufdüse als zweite Injektorstufe ein, in der weitere Sekundärluft angesaugt wird.

Druckluftbedarf steuern

Ein Benchmark der beschriebenen Systeme auf Basis des mit piezoresistiven Drucksensoren gemessenen, lokalen effektiven Schlauchinnendrucks belegt, dass mit dem Coanda-Injektor bei Tankdrücken von 0,2 bis 0,5 MPa im Vergleich zu anderen Injektoren immer der maximale Druckstoß erzielt wird. Die Abreinigungssteuerung erfolgt heute über Mikroprozessortechnik und Feldbussysteme. Die von Intensiv-Filter entwickelte Filtersteuerung Jetbus Controller ist ein dezentrales, modular aufgebautes Steuerungssystem. Neben Steuerung der Membranventile werden die pneumatisch oder elektrisch betätigten Roh- und Reingasklappen angesteuert und Signale von Feldsensoren z.B. „broken-bag-Wächtern“ verarbeitet. Bei Taktung der Druckstöße wird zwischen einer festen Zeit- und der Differenzdrucksteuerung mit variablen Zykluszeiten unterschieden. Der Controller bietet einen weiteren Steuerungsparameter, mit dem eine bedarfsgerechte Abreinigung vorgenommen werden kann. Über die kontinuierliche Anpassung des Abreinigungsdrucks wird der Druckluftbedarf den jeweils vorherrschenden Betriebsbedingungen angepasst. Als Regelgröße der so genannten vordruckgeregelten Abreinigung dient der Filterdifferenzdruck.

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