IMPULS-Filter als Kernkomponente in der RGR*-Technik

Aufgrund der zentralen Bedeutung der filternden und sorbierenden Rauchgasreinigung (RGR) haben wir bereits über die Kriterien Dichtheit und Vermeidung von Ablagerungen sowie über die Auswahl geeigneter Filtermedien bei Gewebefiltern berichtet. Dieses Mal wollen wir uns mit der Regeneration (Abreinigung) der Filtermedien bei Scheuch-IMPULS-Filtern in der Rauchgasreinigung befassen (auszugsweise aus Vortrag Dr. K. Sihorsch von Scheuch auf Regensburger Fachtagung "Neue technische und wirtschaftliche Aspekte für die Abgasreinigung bei Müll-, Holz- und EBS-Verbrennungsanlagen“ am 13./14. Juni 2006).

Grundsätzlich und insbesondere in der Rauchgasreinigung ist bei der Filterabreinigung eine vollständige Abreinigung des Filterkuchens nicht erwünscht. Im Idealfall bleibt auf dem Filtermedium eine dünne Staubschicht (Restkuchen) erhalten, welche dem Schutz des Filtermediums dient und die Abscheidung von Feinstaubpartikeln sicherstellt.

Der Abreinigungsprozess wird in der Regel so gesteuert, dass jeweils einzelne Schlauchreihen durch Druckluftbeaufschlagung über ein Membranventil abgereinigt werden. Je Abreinigungsvorgang werden dabei weniger als 2-5% an der Gesamtfilterfläche regeneriert, wodurch die Sorptionsleistung des Filters praktisch nicht beeinträchtigt wird.

Durch die mechanische Belastung des Filtermediums beim Abreinigungsvorgang (Rückschlagen auf den Stützkorb) sowie durch den reduzierten Filterkuchen jeweils nach der Regenerierung steigt der Reingasstaubgehalt im Abgas nach jedem Druckluftimpuls kurzzeitig an. Die Regenerierung des Filtermediums sollte daher so schonend wie möglich erfolgen, da eine Erhöhung der Abreinigungsfrequenz und -intensität mit einer Erhöhung der Partikelkonzentration im Reingas einhergeht und sich in weiterer Folge auch negativ auf die Standzeit der Filterschläuche auswirkt.

Grundsätzlich wirkt sich ein Anstieg des Restdruckverlustes negativ auf das gesamte Filtrationsverhalten des Filters aus. Neben erhöhten Betriebs- und Energiekosten führt der angestiegene Druckverlust zu einer reduzierten Kuchenhöhe und damit verbunden zu einer verringerten Sorptionsleistung der Schlauchfilteranlage. Eine  erhöhte Abreinigungsfrequenz kann darüber hinaus die Reingasstaubemissionen negativ beeinflussen.

Für die meisten Anwendungen in der Rauchgasreinigung reicht eine “einfache“ differenzdruckgesteuerte Abreinigung der Filterelemente völlig aus. Dazu wird bei Überschreiten einer frei einstellbaren Abreinigungsschwelle die Filterabreinigung aktiviert, bis der Filterdifferenzdruck wieder unter den Schwellwert fällt.

Wird der differenzdruckgesteuerten Filterabreinigung eine “zeitgetaktete“ Abreinigung überlagert, sollte zusätzlich eine untere Abreinigungsschwelle eingeführt werden, welche die Filterabreinigung bei Unterschreitung deaktiviert. Damit kann ein “Overcleaning“ des Schlauchfilters bei Teillast/Schwachlast wirksam verhindert werden.

Für jene Verfahren der trockenen RGR, welche “höchste“ Abscheidegrade in der Filterschicht des Schlauchfilters erfordern – z.B. 1-stufige Flugstromverfahren bei Einsatz von Hochleistungsadditiven wie Ca(OH)2 > 40m²/g oder Na(HCO3) – reicht eine reine differenzdruckabhängige Abreinigung der Filterelemente nicht mehr aus, um das IMPULS-Filter als Filterschichtadsorber optimal betreiben zu können.

Lastschwankungen des Kessels bzw. ein kurzfristiger Anstieg des Abgasvolumenstromes (z.B. beim Rußblasen) können zu einer verstärkten Abreinigung des Filters und damit zu “Inhomogenitäten“ im anfiltrierten Filterkuchen führen.

Dies kann wiederum einen Anstieg der Reingasemissionswerte und als Folge einen Mehrverbrauch der eingesetzten Additive bedingen. Um auch bei kurzfristigen Lastschwankungen eine möglichst homogene Abreinigung sicherzustellen, muss die Abreinigungsschwelle dem Abgasvolumenstrom angepasst werden.

Der graduelle Verlauf der Korrekturfunktion hängt dabei von den gegebenen Prozessbedingungen sowie von den spezifischen Staubeigenschaften ab und muss daher von Anlage zu Anlage empirisch ermittelt werden.
Aufgrund der Gefahr eines “Overcleanings“ der Filterschläuche - z.B. bei einem Messfehler des Rauchgasvolumenstromes - sollte die Anpassung der Abreinigungsschwelle ausschließlich für einen Lastbereich der Schlauchfilteranlage von größer ca. 40-60% erfolgen.

*RGR steht unternehmensintern für Rauchgasreinigung