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Intensiv-Filter GmbH & Co. KG
Haus der TechnikHaus der Technik3. Fachtagung
FilteranlagentechnikLeitung: Prof. Dr.-Ing. W. Schulteß
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 SchlauchfilteranlagenOp e u g o Je u se Sc auc e a age CFD–Simulation
Injektorsysteme
Druckimpulsmessungen
• ProTex Filtermedien
• Three E Technologie
• ProExpertise R d i d B t i b k t Reduzierung der Betriebskosten
• Filteranlagen, Referenzen
Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik 2
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Internationale Standorte der Intensiv-Filter Gruppe
Einführung
3
400 Mitarbeiter weltweit
Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
Intensiv-Filter Daten und Fakten
1922 GründungIntensiv-Filterin Wuppertal
d h Th d 2009durch Theodor Hansen
1930Umzug nach
1953 Gründung
Filtres-Intensive in Frankreich
1967Gründung
Infastaub in Bad H b
1973GründungS lid i
1970Markteinführung Coanda-Injektor
1998Gründung
Intensiv-Filter in Brasilien
1999Gründung
Intensiv-Filter in Korea und
2003Übernahme der
Geschäftsführung durch Thomas
Blüggel
2006Gründung
200785-Jahr-FeierIntensiv-Filter
Velbert-Langenberg
2008Gründung
Intensiv-Filter in Österreich
2009Product launch ProJet mega®
2011Product launch ProExpertise
CIP-Filter®
Filter bags up to 8 m length
Firmenpräsentation Intensiv-Filter_AsK_Rev2 4
gVelbert-
LangenbergHomburg Solidux in
BillerbeckKorea und England
Intensiv-Filter in Indien
Österreich 2010Product launch ProJet smart®
up to 8 m length
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Intensiv-Filter in Velbert-Langenberg, Deutschland
Einführung
20112011
Industrielle Enstaubungstechnologie seit mehr als 85 Jahren
19225Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
Zemnet, Kalk, Gips – Beispiel Zementherstellung
Einführung1 Steinbruch
2 Brecheranlage
3 Rohmaterial-homogenisierung
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
6
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 PalettieranlageHaus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
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Effektivität der Partikelabscheidung von unterschiedlichen industriellen Gasreinigungsanlagen
Einführung
7Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
Pre-Processor
Optimierung von Jet-Pulse Schlauchfilteranlagen
CFD – Simulation
ProJet CIP®
Solid W k
CFX-M h
CFX-Design M d l
Geometry
Meshing
CFD-PreSolver Post-Processor
ProJet CIP
Works MeshModeler
8Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
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ProJet CIP ®IF-PJC-XX-236-01-8000…
IFJC-332/1-5625 RR
Optimierung von Jet-Pulse Schlauchfilteranlagen
CFD – Simulation
Plane V1
5.6
m b
ags
8.0
m b
ags
Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
Parameter des „Compound-Betriebs“-Auslegungsdaten• Temperatur: 150 °C
• Volumenstrom: 1.200.000 m³/h
Optimierung von Jet-Pulse Schlauchfilteranlagen
CFD – Simulation
Plane XY 01-1 Plane XY
01-2
SymmetryMesh generation
10
Plane XY 02-1
Plane XY 02-2
Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
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Auslegungsdaten
Volumenstrom: 1.200.000 m³/h
Betriebsdaten
Volumenstrom: 860.000 m³/h
Optimierung von Jet-Pulse Schlauchfilteranlagen
CFD – Simulation
11Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
Vergleich unterschiedlicher Injektorsysteme
Optimierung von Jet-Pulse SchlauchfilteranlagenInjektorsysteme
12Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
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Intensiv-Filter Coanda Injektor (patentiert)
Optimierung von Jet-Pulse SchlauchfilteranlagenInjektorsysteme
13Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
Optimierung von Jet-Pulse SchlauchfilteranlagenDruckimpuls
Piezoresistive pressure sensors
Measurement range:-50/50 hPa
Test frequency:1 ms
14Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
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pmax
Analyse der Impulse-Messung
re p
Optimierung von Jet-Pulse SchlauchfilteranlagenDruckimpuls
pD
pmax [Pa]: Maximum bag cleaning pressure
t1 t2time t
pre
ss
ur
0
pD
2
1
)(t
t
D dttpp
pD [Pa s]: Pressure impulse (F. Löffler: Staubabscheiden)
(Flächenintegral des positiven Anteils der Druckes im Schlauch)
15Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
Versuchsaufbau für die Innendruckmessung, bis zu 12 m Schlauchlänge
Optimierung von Jet-Pulse SchlauchfilteranlagenDruckimpuls
Positionierung der
Transmitter
“schneller”
Drucktransmitter
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Einheit zur
AuswertungSoftware
Prüfstand
Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
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Luftdurchlässigkeit beladener Filtermedien kurz vor der Abreinigung
Pressure drop of filter bags and cakes [Pa] @ air to cloth ratio of 1 m / min
Air permeability [l / (dm² min)] @ 200 Pa according to DIN EN ISO 9237
Optimierung von Jet-Pulse SchlauchfilteranlagenLuftdurchlässigkeit
[Pa] @ air to cloth ratio of 1 m / min Pa according to DIN EN ISO 9237
1000 2
800 2.5
600 3.3
400 5
17
200 10
• 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 einerLuftdurchlässigkeit von etwa 5 l / (dm2 min) gewählt.
Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
Offline Abreinigung, max. Überdruck im Filterschlauch in Abhängigkeit der Luftdurchlässigkeit, Abreingungsdruck 0,1 MPaInfluence of the air permeability, air tank pressure 0.1 MPa
Optimierung von Jet-Pulse SchlauchfilteranlagenDruckimpuls
18Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
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Offline Abreinigung, max. Überdruck im Filterschlauch–Entscheidungsmatrix
Optimierung von Jet-Pulse SchlauchfilteranlagenDruckimpuls
19Minimum: about 300-400 Pa for limestone (Sievert)
Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
Offline Abreinigung, Druckimpuls – Entscheidungsmatrix
Optimierung von Jet-Pulse SchlauchfilteranlagenDruckimpuls
20Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
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Online Abreinigung, max. Druck im Schlauch – Entscheidungsmatrix
Optimierung von Jet-Pulse SchlauchfilteranlagenDruckimpuls
21Minimum: about 900 - 1000 Pa for limestone (inclusive under pressure of 600 Pa)Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
ProTex Filtermedien mit Mikrofasern und spezieller V d l di i h d h i
ProTex Filtermedien und Three E Technologie für Schlauchfilteranlagen
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.
22Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
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Druckverlust von ProTex PES vs. anderer Medien innerhalb eines FiltrationszyklusesVDI 3926, v = 120 m3 / (m2 h), cRG = 10 g / m3, p = 0,5 MPa, test dust: Al2O3
ProTex PES Filtermedien – VDI 3926
23Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
Versuche a. d. Pilotanlage (10 Schläuche, 4 m) – ProTex vs. Referenz-Filtermedien
Intensiv-Filter ProTex Filtermedien-Technologie
24Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
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Versuche a. d. Pilotanlage (10 Schläuche, 4 m)– ProTex, Variation der Zykluszeit
Three E Technologie mit ProTex Filtermedien
ProExpertise – Reduzierung der Betriebskosten
25Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
Potential zur Reduzierung des Druckverlustes p
PES needle felt
Three E Technologie mit ProTex Filtermedien
100%
25%
PES needle felt
300 s cycle time100 s cycle time
Emission: 2,5 mg/m3 Emission: ≥ 10 mg/m3Time [s]
26Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
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Standardkonditionen (online) Three E / ProTex (online)
Energieflussdiagramm
Three E Technologie mit ProTex Filtermedien
27Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
ProExpertise – Grundgedanke
ProExpertise – Reduzierung der Betriebskosten
28Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
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Optimal operating cycle time
Basic equations of the filter expert system:
Cake filtration theory
ProExpertise – Reduzierung der Betriebskosten
CAFanFilter PPP
Op
erat
ing
co
sts
Minimal operating costs
Cake filtration theory
CCAFMCRGFCFP
FanFilter t
tcVP1
)(1 22
29
Cycle time
Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
ProExpertise – Datenbasis sind experimentel ermittelte Parameter:
FM (spezifischer Filtermedienwiderstand, direkt nach der Abreinigung)
FC (spezifischer Widerstand des Filterkuchens)
ProExpertise – Reduzierung der Betriebskosten
Filtermedien-Prüfstand Pilotanlage
Für unterschiedliche Filtermedien, Staubgehalte, Betriebsbedingungen (z.B. Rohgaskonzentration, Abreingungsdruck, Filterflächenbelastung)
VDI 3926
Prüfstand
Intensiv-Filter
Pilotanlage
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Prüfstand Pilotanlage
IFJ.. 10-4000
Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
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• Eingabe der Design- und Betriebs-daten, wie z. B. Volumenstrom, Roh-gaskonzentration Betriebstempera-
ProExpertise – Reduzierung der Betriebskosten
gaskonzentration, Betriebstempera-tur, Zykluszeit, Filtermedium, Schlauchlänge
• Berechnung des Druckverlustes und des Energieverbrauchs, bzw. der daraus resultierenden Betriebs-kosten der Filteranlage
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• Berechnung der optimalen Zykluszeit bei minimalen Betriebskosten für die jeweilige
• ProExpertise ist mit realen Betriebsdaten von Filteranlagen validiert
Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
Optimale Zykluszeit als Funktion des Abreinigungsdruckes Beispiel: Ofen- /Rohmehlmühlen-Filter, PJM 136/36-8000 D
ProExpertise – Reduzierung der Betriebskosten
Optimal operating point
Minimal operating costs
Energy saving: about 70.000 €/a
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Minimal operating costs
Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
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Mehr als 50.000 installierte Filteranlagen weltweit
Filteranlagen, Referenzen
IF ProJet mega®
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IF ProJet mega®
PJM 136/36-8000
Entstaubung Zementofen und Rohmehlmühle 1.200.000 m3/h
Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
Entstaubung Zementofen und Rohmehlmühle
Filteranlagen, Referenzen
Gasvolumenstrom 1.200.000 m³/h i. B.
Temperatur 150 °C
Rohgasstaubgehalt 900 g/m³
Reststaubgehalt < 10 mg/m³ i. N. tr.
Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik 34
Schlauchlänge 8 m
Injektor / Betriebsart „Ideale Düse“ semi-offline
Abreinigungs-steuerung
C41 JetBusController®
Vordruckregelung
Tankdruck 0,3 bis 0,6 MPa
Druckverlust < 1.300 Pa
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Filternde Abscheider vs. elektrostatische Abscheider
Filteranlagen, Referenzen
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Elektro-Filter (vor dem Umbau) Jet-Pulse Schlauch-Filter (nach dem Umbau)
Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
Filteranlagen, Referenzen
Filternde Abscheider
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- C41 JetBus Vordruckregelung
Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik 36
steuerung Controller®
Tankdruck 0,2 – 0,3 MPa
Druckverlust < 1.000 Pa
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Sprühturmentstaubung, ProJet CIP ®
Gasvolumenstrom 140.000 m³/h i.B.
Staubkonzentration, 30 g/m³
Filteranlagen, Referenzen
Rohgas
Staubkonzentration, Reingas
<10 mg/m³ i.N., tr
Staubart Magermilch-/ Molkepulver
37Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik
www.intensiv-filter.com
38Haus der Technik, 3.Fachtagung Filteranlagentechnik