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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen der Abgase aus Hüttenöfen, insbesondere von
Abgasen aus Stahlwerkskonvertern, bei welchen die Gase vor ihrer Einleitung in die freie Atmosphäre gereinigt und vor ihrer Reinigung mittels eines Wärmetauschers gekühlt werden, und einen Kühlkamin zur Durchführung des Verfahrens.
Es ist bekannt, Konverterabgase vor ihrer Einleitung in die freie Atmosphäre zu verbrennen und zu kühlen sowie in Entstaubungsanlagen zu reinigen. In all diesen Fällen wird ein Abgas mit noch oxydierbaren
Bestandteilen in die Atmosphäre geblasen, welche sich durch Vergiftunsgefahr, wie z. B. durch
Kohlemnomoxydbeimengungen, unangenehm bemerkbar machen.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, die erwähnten Nachteile zu beheben. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass die heissen Abgase auf die für die Entstaubung benötigte Temperatur in einem
Wärmetauscher durch Wärmeabgabe an Luft und/oder kaltes und entstaubtes Abgas, abgekühlt werden, dann in an sich bekannter Weise entstaubt und schliesslich mit der Verbrennungsluft gemischt und verbrannt werden.
Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal werden die Abgase nach Durchströmen des Wärmetauschers in einer zweiten Kühleinrichtung durch Wassereindüsung weiter abgekühlt und einem Nassfilter zugeführt. Die Abgase werden vorzugsweise nach ihrer Reinigung und nach Durchströmen eines Reingasventilators in
Wärmetauscherheizflächen erhitzt, und schliesslich in der Mischkammer mit heisser Verbrennungsluft gemischt.
Bei relativ kühlen Gasen werden die Abgase vorteilhaft zuerst katalytisch teilweise und anschliessend in einer Brennkammer unter Zugabe von Brennstoff zur Gänze verbrannt. Der erfindungsgemässe Kühlkamin weist im wesentlichen drei koaxiale Kanäle für gasförmige Medien auf, wobei der zweite Kanal gegenüber den angrenzenden Kanälen abgedichtet ist. Der mittlere Kanal weist hiebei vorzugsweise dieselbe Grösse und Form wie der Ausströmquerschnitt des Hüttenofens auf.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung wird darin gesehen, dass das Abgas bei geringem Volumen in unverbranntem Zustand gereinigt wird und dass nahezu kein Kühlwasser zur Kühlung der heissen Abgase benötigt wird.
Die Erfindung ist in den Fig. l bis 7 beispielsweise und schematisch dargestellt. Fig. l zeigt ein Schaltschema. Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen je ein Schaltschema einer ähnlichen Anlage. Fig. 5 zeigt die Anwendung der Erfindung an einem Konverter-Abhitzekessel. Fig. 6 und 7 zeigen einen Schnitt durch Fig. 5.
Fig. 1 offenbart ein Schaltschema, wobei die Abgase --28-- eines Hüttenofens --12-, wie z. B.
Siemens-Martin-Ofen oder Stahlwerkskonverter, in einen Wärmetauscher--l--strömen, wo sie einen Teil ihrer Wärme an die Verbrennungsluft--29--, welche durch einen Ventilator--5--in die Mischkammer -7-- gedrückt werden, abgeben. Die Abgase --28-- strömen hiebei zuerst im Gleichstrom zu der Verbrennungsluft --29-- und hierauf im Gegenstrom durch den Wärmeaustauscher --1--. Anschliessend werden die Abgase --28-- in einen Staubfilter--2--gereinigt und über einen Reingasventilator --4-- in die Mischkammer --7-- eingeführt, wo sie mit der Verbrennungsluft --29-- vermischt werden.
Das Gasgemisch strömt hierauf über die Verbrennungsanlage--3--, welche als katalytische Verbrennungsanlage ausgebildet sein kann, einer etwaigen Wärmeverwertungsanlage zu oder direkt in die freie Atmosphäre. Unterhalb der Zeichnung ist ein Temperaturdiagramm der Abgase--28--und der Verbrennungsluft-29--schematisch dargestellt. Die Temperatur des Abgases --28-- verläuft hiebei im wesentlichen nach dem Linienzug--13--, jene der Verbrennungsluft --19-- nach dem Linienzug --14-. Man erkennt aus diesem Diagramm, dass die Abgase mit relativ hoher Temperatur im Wärmetauscher auf einen Bruchteil ihrer ursprünglichen Temperatur abgekühlt werden, während die Verbrennungslufttemperatur beträchtlich erhöht wurde. In der Mischkammer --7-- stellt sich ein gewisser Temperaturausgleich ein.
In der Verbrennungsanlage --3-- steigt die Gastemperatur wieder auf höhere Werte. Die nun von allen schädlichen Beimengungen gereinigten Abgase können nun gegebenenfalls nach einer weiteren Wärmeabfuhr oder direkt in die Atmosphäre geblasen werden.
In Fig. 2 ist ein weiteres Schaltbild dargestellt, wobei der Einfluss eines Falschlufteintrittes--31--am Eintritt in den Wärmetauscher --1-- berücksichtigt ist. Die Abgase--28--werden hiebei nach Durchströmen des Wärmetauschers--l--in der Wassereinspritzeinrichtung--6--beträchtlich abgekühlt, wie
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In Fig. 3 ist ein weiteres Schaltbild dargestellt. Es gelten die selben Bezugszeichen wie in den vorangegangenen Zeichnungen. Die Abgase--28--strömen hiebei vom Hüttenofen--12--über den Wärmetauscher --1-- in die Wassereinspritzeinrichtung --6-- und in die Filteranlage --2--. Hierauf werden sie durch den Reingasventilator-4--abermals in den Wärmetauscher--l-gedrückt, dort erhitzt und über die Mischkammer --7-- der Verbrennungsanlage --3-- zugeführt.
Die Verbrennungsanlage--3wird in den Fällen, wo durch Mischung des kalten Abgases --28-- mit der heissen Verbrennungsluft--29nicht die Zündtemperatur erreicht wird, als katalytische Verbrennungsanlage --3-- ausgebildet, so dass trotz der niedrigen Temperatur eine Verbrennung des Abgases--28--erreicht wird. Das Schaltschema der Luftzuführung führt vom Luftventilator--5--über den Wärmetauscher--l--in die Mischkammer--7--.
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Linienzug-14--.In Fig. 4 ist ein Teil eines Schaltbildes dargestellt. Das relativ kühle saubere Abgas strömt über die Leitung --26-- in die Mischkammer--7--, wo es mit einem Teilstrom der Heissluft-29-vermischt wird.
Dieses Gasgemisch strömt hierauf in die katalytische Verbrennungsanlage --3-- wo die brennbaren Bestandteile des
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zugeführt, in welcher das Abgas mit der restlichen Heissluft vermischt wird. Dieses Gasgemisch strömt nun in eine Brennkammer--8--, wo vorzugsweise unter Zuführung von zusätzlichem Brennstoff die Restverbrennung der brennbaren Bestandteile des Abgases stattfindet. Auch hier ist unterhalb des Schaltbildes ein Temperaturschaubild zur Veranschaulichung der Temperaturen der am Prozess beteiligten Gase dargestellt.
Ansonsten gelten dieselben Bezugszeichen wie in den vorangegangenen Zeichnungen.
In Fig. 5 ist eine Darstellung des Wärmetauschers-l-als Konverterkühlkamin im Aufriss dargestellt.
Das heisse Abgas strömt gemäss Pfeil--15--etwa im Zentrum des Wärmetauschers ein, wird in der Strahlungskammer--16--durch die Strahlungsheizflächen --10--, den Innenflächen der Luftkanäle - 9-gekühlt, hierauf umgelenkt und durch einen ringförmigen Kanal--17--, welcher um den Luftkanal - herum angeordnet ist, abgeführt. Die äussere Fläche --11-- des Lufterhitzers, insbesondere der Luftkanäle--9--, wird hiebei durch Konvektoren vom Abgas aufgeheizt.
Das Abgas verlässt gemäss Pfeil
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normalen Betriebes durch eine Klappe --24-- abgeschlossen. Der Kühlkamin weist zur Verhinderung des übermässigen Lufteintrittes im wesentlichen dieselbe Form und Grösse des Querschnittes auf wie jener der Austrittsöffnung des Konverters-22-.
In Fig. 6 ist ein Schnitt durch den Kühlkamin nach Fig. 6 gemäss Schnitt 21-21 dargestellt. Aus der Darstellung ist zu entnehmen, dass im Luftkanal --9-- Rippen --25-- zur Verbesserung des Wärmeüberganges an die Kühlluft angeordnet sind.
Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch den Kühlkamin längs der Schnittlinie 30-30. Die Abgase --28-- werden hiebei gemäss dem ausgezogenen Pfeil seitlich abgelenkt, während die Heissluft--29-längs dem strichliertem Teil auf der andern Seite abgeführt werden.
Die Erfindung ist nicht nur auf Konverterabgas beschränkt. Mit Hilfe einer derartigen Anlage können kohlenmonoxydhältige Gase, wie z. B. Abgas von Verbrennungskraftmaschinen, erfindungsgemäss behandelt werden. Ebenso können petrochemische Abgase, die in den meisten Fällen unter Zufuhr von Zusatzbrennstoffen abgefackelt werden, oxydierend behandelt werden, so dass keinerlei Belästigung der Umgebung durch verschmutzte Luft oder Giftgasaustritte eintritt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Verbrennen der Abgase aus Hüttenöfen, insbesondere von Abgasen aus Stahlwerkskonvertern, bei welchen die Gase vor ihrer Einleitung in die freie Atmosphäre gereinigt und vor ihrer
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Abgase auf die für die Entstaubung benötigte Temperatur in einem Wärmetauscher durch Wärmeabgabe an Luft und/oder kaltes und entstaubtes Abgas abgekühlt werden, dann in an sich bekannter Weise entstaubt, und schliesslich mit der Verbrennungsluft gemischt und verbrannt werden.
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