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Verfahren und Vorrichtung zur Nassentstaubung von Konvertergasen
Die bei Frischprozessen anfallenden Konvertergase werden in neuerer Zeit in den Konverter-Abhitzekessel eingeleitet, um die in diesen Gasen noch vorhandenen Wärmemengen wirtschaftlich auszunutzen. Diese Gase haben aber einen hohen Staubgehalt, der eine starke Luftverunreinigung verursacht, jedoch nach Rückgewinnung ebenfalls verwertet werden kann, indem die aus den Gasen abgeschiedenen Feststoffteilchen wieder in den Verhüttungsprozess zurückgeführt werden.
Von den bisher bekannten Entstaubern fallen Fliehkraftabscheider mit trockenem Betrieb wegen ihres ungenügenden Entstaubungsgrades und des grossen Materialverschleisses fort. Die bisher bekannten Einrichtungen zur Nassentstaubung von Konvertergasen arbeiten mit einer venturirohrähnlichen Vorrichtung, die mit einer Wassersprühdüse versehen ist. Bei diesem Verfahren wird das Wasser mehrfach umgelenkt, wobei der Gasstrom durch die hiebei gebildeten Wasserschleier hindurchtreten muss. Mit dieser Vorrichtung ist es zwar möglich, einen grossen Teil der in den Konvertergasen vorhandenen Staubkörnchen niederzuschlagen, jedoch verbleibt immer noch ein Rest an feinen Fraktionen. Die für dieses Entstaubungsverfahren benötigten Wasser- und Energiemengen sind beträchtlich.
Ausserdem geht mit sinkendem Austrittsdruck bzw. kleinerer Wassermenge der Entstaubungsgrad zurück, da die Wasserschleier nicht voll zur Ausbildung kommen und somit auch der Staub nicht mehr in der gewünschten Weise eingebunden werden kann.
Diese Nachteile werden erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass der Staub zunächst durch die bekannte trockene Fliehkraftsichtung in bestimmte Korngrössenfraktionen unterteilt wird und diese unmittelbar anschliessend in konzentrisch angeordneten Zyklonen mittels einer durch Düsen einspritzbaren Flüssigkeit (Trübe) einer Koagulierung unterworfen werden. Die Flüssigkeit wird dabei vor ihrer Verwendung in an sich bekannter Weise entspannt.
Zur Durchführung des Verfahrens sind eine beliebige Anzahl konzentrisch um ein Mittelrohr angeordneter, unmittelbar an die trockene Vorsichtung anschliessender Zyklone verschiedenen Durchmessers mit an deren Umfang gleichmässig verteilten, parallel zur Zyklonachse verlaufenden Düsenrohren und gleichmässig über deren Länge verteilten Düsen zur Erzeugung des für die Einbindung und Abscheidung des Staubes erforderlichen Flüssigkeitsschleiers vorgesehen. Durch das erfindungsgemässe Verfahren können höchste Entstaubungsgrade erzielt werden. Es werden dabei die Vorteile grosser und kleiner Zyklone zur Abscheidung von grobem bzw. feinem Staub vereinigt. Bei Bedarf können auch mehrere ab-und zuschaltbare Abscheider nebeneinander angeordnet werden.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass im Gegensatz zu Trockenabscheidern ein Verschleiss der Zyklone praktisch nicht mehr auftritt.
Ein gemäss der Erfindung ausgebildeter Abscheider ist in den Fig. 1 und 2 beispielsweise dargestellt.
Um ein Mittelrohr 1 zur Abführung der Reingase nach oben sind konzentrisch Zyklone 2 und 3 angeordnet, deren Anzahl aber nach Lage des jeweils vorliegenden Entstaubungsproblems erhöht werden bnn. Diese Zyklone haben, am Umfang verteilt, jeweils vier oder auch mehr Düsenrohre 4,5 und 6 (Fig. 2), die unten verschlossen und über die Länge in gleichmässigem Abstand mit Sprühdüsen versehen sind. Ein Mantel 7 mit konischem Auslauf nach unten umgibt das Zyklonsystem.
Auf dem System befindet sich zur Aufnahme der umgewälzten Trübe (Wasser) eine Kammer 8, die unten mit Bohrungen für die Düsenrohre versehen ist und als einfacher Wendel das Mittelrohr 1 umschliesst,
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so dass nur noch die senkrechte Gaseintrittsöffnung frei bleibt. Eine Pumpe im Trübekreislauf drückt über diese Kammer durch die Düsenrohre und Sprühdüsen Trübe in den Abscheideraum der einzelnen Zyklone.
Das zu reinigende Gas tritt bei A in den Abscheider ein (Fig. 2) und wird durch eine ein-bis zwei- maligeRotation um das Mittelrohr 1 hinsichtlich bestimmter abgestufter Fraktionen gesichtet. Dabei werden sich infolge der Fliehkraft die gröberen Fraktionen vorwiegend nach aussen zum Mantel 7 verlagern, während der Prozentsatz an feinem Staub nach innen zunimmt. Das derart über die Eintrittsbreite gesichtete Staub-Gas-Gemisch tritt nun unter dem oberen Ende der Trübekammer hindurch in die von den Sprüh- düsen beaufschlagten Zyklone ein, wo der Staub mit der Flüssigkeit (Trübe) koaguliert. Voraussetzung für diese Koagulation ist eine Feinstverteilung der Flüssigkeit im Gasstrom durch Zerstäubung. Diese wird durch Ansaugen von Gas in den Flüssigkeitsstrom der Düsen nach dem Ejektorprinzip entsprechend erhöht.
Durch Zugabe von Entspannungsmitteln wird die Oberflächenspannung der Flüssigkeit verringert und somit das Eindringvermögen des Staubes wesentlich verbessert. In diesem. Zustand stellt die Trübe einen Schleier feinster aufnahmefähiger Konsistenz dar, der auch die feinsten Fraktionen einbindet.
Der tangential geführte Gasstrom lenkt bei der Durchdringung den Trübeschleier aus der anfangs radialen Richtung in eine gekrümmte Bahn ein bis zum Auftreffen auf die Zyklonenwand. Hier bildet sich eine stetig abwärts rinnende Flüssigkeitsschicht, in welcher der eingebundene Staub in den Absetzbehälter gespült wird.
Ein wesentliches Charakteristikum bei der Staubeinbindung ist, dass der auf Grund der Zerstäubung anfangs auftretende, fast schaumartige Zustand der Trübe, der mit entsprechend grosser Staubeinbindung verbunden ist, anschliessend in den flüssigen Zustand übergeht, so dass also Einbindung und Spülvorgang zweckmässig aufeinanderfolgen.
Der rotierende Gasstrom passiert bei seiner Abwärtsbewegung im Zyklon jeweils vier Trübeschleier auf dem Zyklonumfang, die sich in ihrem Wirkungsbereich überdecken. Aus Fig. 1 ist auch zu ersehen, dass die Abscheidezyklone verschieden lang sind. Dem leichter abzuscheidenden groben Staub steht in dem äusseren kurzen Zyklon ein entsprechend kurzer Weg zur Verfügung, während dem Feinstaub im inneren Zyklon der längste Weg zugeordnet ist. Die Anzahl der Zyklone kann aber bei Bedarf erhöht werden. Dasselbe trifft auch auf die Abstände zwischen den einzelnen Zyklonen zu, die entsprechend den Kornfraktionen gewählt werden können.
Während das gereinigte Gas durch das Mittelrohr 1 nach oben abzieht, wird das Gemisch von Trübe und eingebundenem Staub durch den Auslauf nach unten in den Absetzbehälter abgeführt, wo die Trennung der beiden Stoffe erfolgt. Die Trübe wird über die Rohrleitung 9 und die Kammer 8 wieder in den Kreislauf gepumpt. Somit bleiben die umlaufenden Mengen an Flüssigkeit und Entspannungsmittel in ertäglichen Grenzen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Nassentstaubung von Konvertergasen mittels Fliehkraftabscheider, sogenannten Zy-
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angeordneten Zyklonen mittels einer durch Düsen einspritzbaren Flüssigkeit (Trübe) einer Koagulierung unterworfen werden.