Rekonstrukce odprašování chladiče slinku realizovaná společností ZVVZ-Enven Engineering, a.s. V procesu výroby cementu dochází k tvorbě velkých objemů sypkých materiálů. Jednou ze základních komponent pro výrobu cementu je slinek, který se vyrábí v rotačních pecích. Při suchém způsobu výroby je součástí pecní linky roštový chladič slinku, který patří k významným zdrojům emise tuhých znečisťujících látek do ovzduší při současném požadavku na jeho kontinuální provoz. S ohledem na neustále se zpřísňující požadavky legislativy je tento zdroj jedním ze středů pozornosti kontrolních orgánů i samotných výrobců cementu. Ve společnosti Cement Hranice a.s., která od roku 2004 patří do italského koncernu Buzzi Unicem, byl od roku 1992 nainstalován pískový filtr LURGI, který však, jak ukazovala kontrolní měření, nebyl nadále schopen plnit zpřísněné požadavky současné legislativy na dodržení emisních limitů. Z tohoto důvodu bylo rozhodnuto o rekonstrukci odprašovacího zařízení, přičemž v úvahu přicházely dvě známé varianty, tzn. řešit odprášení pomocí látkového filtru, nebo elektrického odlučovače. Základní technické parametry pro návrh zařízení jsou uvedeny v Tab. 1. Při rozhodování o výběru varianty řešení bylo provedeno jejich porovnání s ohledem na investiční náklady a očekávané náklady na provoz a údržbu. Specifickým požadavkem byla podmínka napojení potrubí pro odprašování chlorového bypassu rotační pece do vstupního potrubí nového filtru. Následné vyhodnocení prokázalo jako výhodnější řešení výstavbu látkového filtru společně s tepelným výměníkem vzduch / vzduch zajišťujícím snížení teploty na vstupu do filtru na požadovanou úroveň. Množství odsávaného plynu nominální 200 000 Nm 3 /h, maximální 223 000 Nm 3 /h Teplota odsávaného plynu nominální 250 o C, maximální 400 o C Koncentrace prachu nominální 18 g/nm 3, maximální 30 g/nm 3 Druh prachu směs slinku a by-passového prachu Tab. 1 - Vstupní parametry pro návrh nového zařízení Obr.1 - Stávající odprašovací zařízení s pískovým filtrem LURGI ZVVZ Enven Engineering, a.s., Sažinova 1339, CZ 399 01 Milevsko, IČ: 25696882, DIČ: CZ25696882 1/5
Z celkem osmi významných evropských společností byla ve výběrovém řízení vybrána jako generální dodavatel stavby firma ZVVZ Enven Engineering, a.s, s tím, že tepelný výměník bude dodán firmou REDECAM S.p.A. Podmínkou investora přitom bylo poskytnutí záruky na dodržení garantovaných hodnot uvedených v Tab. 2 pro celé odprašovací zařízení, což bylo oběma firmami po vzájemných jednáních akceptováno. Specifikace Látkový filtr Tepelný výměník Úlet tuhých znečisťujících látek 10 mg/nm 3 - Spotřeba tlakového vzduchu 97 Nm 3 /h - Max. tlaková ztráta 1 200 Pa 500 Pa Minimální životnost filtračních 15 000 provozních - hodin Minimální životnost trubkových vestaveb - 20 000 provozních hodin Hlučnost 1 m od stroje 75 db(a) 75 db(a) Tab. 2 - Garance na zařízení Vlastní realizace proběhla na přelomu let 2004 a 2005. Montáži nového odprašovacího zařízení předcházela stavební příprava spočívající ve vybudování nových základů za plného provozu zařízení stávajícího. S ohledem na tuto skutečnost bylo zvoleno řešení částečně využívající stávající základy, které byly provázány se základy novými. Stávající odprašovací zařízení bylo kompletně demontováno vč. části vstupního a výstupního potrubí. Do uvolněného prostoru byl následně instalován tepelný výměník a látkový filtr. Zachovaná část stávajícího výstupního potrubí z chladiče slinku byla napojena na vstupní díl tepelného výměníku při současném připojení potrubí pro odprašování chlorového by-passu. Výstup z tepelného výměníku byl propojen se vstupem do látkového filtru, jehož výstup byl napojen na zachovanou část vstupního potrubí oboustranně sacího radiálního ventilátoru. U ventilátoru byla provedena výměna elektromotoru, přičemž nově instalovaný motor o příkonu 630 kw byl doplněn o frekvenční měnič. Obr. 2 - Demontážní a montážní práce Tepelný výměník s technickými parametry uvedenými v Tab. 3 je trubkového uspořádání s vertikálním prouděním odsávaného plynu uvnitř trubek shora dolů. Plyn v trubkách je ochlazován vnějším horizontálním proudem okolního vzduchu. Výměník je řešen jako ZVVZ Enven Engineering, a.s., Sažinova 1339, CZ 399 01 Milevsko, IČ: 25696882, DIČ: CZ25696882 2/5
jednotahový a skládá se ze tří sekcí, z nichž každá je vybavena čtyřmi axiálními ventilátory se samostatnými elektromotory. Každá trojice ventilátorů v řadě je řízena jedním frekvenčním měničem. Během normálního provozu je teplota za výměníkem udržována na hodnotě 130 o C, při nárůstu teploty za chladičem slinku na maximální hodnotu 450 o C je možný nárůst teploty na výstupu z výměníku na 145 o C. Pro případ poruchy chladicích ventilátorů je tepelný výměník vybaven havarijní přisávací klapkou. Látkový filtr s technickými parametry uvedenými v Tab. 3 je řešen v modulovém uspořádání se šesti samostatnými moduly. Každý z modulů je vybaven pneumaticky ovládaným výstupním talířovým ventilem a ručně ovládanou vstupní klapkou. Toto provedení umožňuje provoz filtru ve dvou režimech regenerace a to systémem on line (regenerace filtračních bez odstavování modulu z provozu) a systémem off-line (regenerace filtračních při odstaveném modulu z provozu). Výše uvedené provedení látkového filtru zároveň umožňuje provádět revizi, případně servis jednoho z modulů bez potřeby odstavit z provozu celý filtr, čímž je eliminováno nebezpečí nutnosti odstavení celé linky rotační pece z provozu v případě poruchy látkového filtru. Na výpadech z výsypek látkového filtru a tepelného výměníku jsou jako tlakové uzávěry instalovány motoricky ovládané dvojklapky zajišťující vynikající odolnost vůči extrémním abrazivním vlastnostem dopravovaného materiálu. Pod dvojklapkami je pro dopravu odloučeného materiálu do stávajícího příčného šnekového dopravníku instalován nový systém šnekových dopravníků. S ohledem na problematiku vysoké lepivosti prachu z odprašování chlorového by-passu, které je do odprašovacího zařízení chladiče slinku rovněž napojeno, byl v rámci dodávek realizován systém opatření zabraňující možným problémům se zalepováním. Tento systém opatření spočívá ve zvětšení úhlu sklonu stěn výsypek látkového filtru, vybavení jeho výsypek elektrickým vytápěním, vybavení dvojklapek na výpadu z výsypek nuceným otevíráním a provedením tepelné izolace šnekových dopravníků. Látkový filtr Tepelný výměník Typ EFP-6-5,5-323-D6 Typ RF 3x4 472t12 Provedení pulse-jet, off-line Provedení jednotahový Počet modulů 6 ks Počet sekcí 3 ks Počet filtračních 1983 ks Počet ventilátorů 12 ks Filtrační plocha 5136 m 2 Počet FM 4 ks Zatížení 72 m/h Teplosměnná plocha 4746 m 2 Rozměr filtračních 152 mm / 5500 mm Počet trubek 1416 ks Materiál filtračních PES (PTFE) Rozměr trubek 89 mm / 12000 mm Provozní teplota 130 o C (max. 150 C) Výstupní teplota 130 o C (max. 150 C) Tab. 3 - Technické parametry látkového filtru a tepelného výměníku ZVVZ Enven Engineering, a.s., Sažinova 1339, CZ 399 01 Milevsko, IČ: 25696882, DIČ: CZ25696882 3/5
Obr. 3 - Nové odprašovací zařízení s látkovým filtrem ZVVZ Enven Engineering, a.s. Jak bylo prokázáno autorizovaným měření jak v průběhu záruční doby, tak i po jejím skončení, bylo instalací nového odprašovacího zařízení dosaženo významného snížení emisí tuhých znečisťujících látek a to pod hranici 5 mg/nm 3. Zároveň došlo k výrazným úsporám elektrické energie uvedeným v Tab. 4. Provoz původního pískového filtru byl totiž zatížen provozem dvou ventilátorů, které zajišťovaly regeneraci filtrační vrstvy zpětným proplachem a zvyšovaly tak celkové množství odsávaného vzduchu. Pozitivní vliv měla rovněž výměna pohonu radiálního ventilátoru a instalace frekvenčního měniče. Při regulaci výkonu změnou otáček pracuje ventilátor s vysokou účinností v širokém pásmu regulačního rozsahu. Instalace frekvenčního měniče rovněž přispěla k velmi výraznému snížení hlučnosti ventilátoru. Nové odprašovací zařízení navíc úspěšně zvládá provoz se spalinami z chlorového by-passu, který s původním pískovým filtrem nebyl možný, protože docházelo k jeho zalepování a filtr nebyl schopen regenerace. Při provozu pískového filtru bylo běžně dosahováno tlakové ztráty okolo 1800 Pa, u nového odprašovacího zařízení se provozní tlaková ztráta pohybuje v rozmezí 600 až 1250 Pa v závislosti na provozu chlorového bypassu. Zařízení Původní pískový filtr Nový látkový filtr Ventilátor 330 kw 80 150 kw Proplachové ventilátory, míchadla 50 kw - Regenerace výroba stlačeného vzduchu - 10 kw Chladicí ventilátory - 20 kw Doprava odloučeného prachu srovnatelná srovnatelná Celkem 380 kw 110 180 kw Tab. 4 - Srovnání spotřeby elektrické energie ZVVZ Enven Engineering, a.s., Sažinova 1339, CZ 399 01 Milevsko, IČ: 25696882, DIČ: CZ25696882 4/5
Rekonstrukce odprašování chladiče slinku výměnou pískového filtru za látkový filtr splnila základní cíl radikálního omezení emise tuhých znečisťujících látek. Navíc bylo dosaženo významného snížení spotřeby elektrické energie a možnost využití nově instalovaného zařízení pro odprašování chlorového by-passu. Zpracoval: Ing. Petr poskočil, Pavel Jelínek Specialisté na látkové filtry ZVVZ-Enven Engineering, a.s. V Milevsku, 10.2.2009 ZVVZ Enven Engineering, a.s., Sažinova 1339, CZ 399 01 Milevsko, IČ: 25696882, DIČ: CZ25696882 5/5