BE1001482A4

BE1001482A4 - Werkwijze en installatie voor de behandeling van een gasstroom die pyrofoor stof bevat.

Info

Publication number: BE1001482A4
Application number: BE8800257A
Authority: BE
Inventors: Camp Maurits Celine Petrus Van; Philippe Marie Pierre Wattel; Andre Louis Marie Delvaux
Original assignee: Metallurgie Hoboken
Priority date: 1988-03-09
Filing date: 1988-03-09
Publication date: 1989-11-07
Also published as: FI88114C; ES2029356T3; CA1325387C; FI891100A; JPH01274820A; DE68900739D1; US4959085A; EP0336087B1; FI88114B; JPH0620503B2; AU614034B2; EP0336087A1; AU3095689A; FI891100A0

Abstract

Een gsstroom die pyrofoor stof en zuurstof bevat wordt behandeld in een kamer die zodanig uitgerust is dat er voortdurend kan voor gezorgd worden dat deze gasstroom gedurende minstens 1 seconde een temperatuur van minstens 270 graden heeft en dat de temperatuur van deze gasstroom de 500 graden niet overschrijdt. Hierbij wordt het pyrofoor stof, dat in de gasstroom aanwezig is, geoxideerd waarbij het zijn pyrofoor karakter verliest. De gasstroom is nu optimaal gekonditioneed om gefilterd te worden in een zakkenfilterinrichting.

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 
 EMI1.1 
 



  WERKWIJZE EN INSTALLATIE VOOR DE BEHANDELING VAN EEN GASSTROOM DIE PYROFOOR STOF BEVAT PYROFOOR STOF De huldige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het behandelen van een gasstroom die zuurstof en pyrofoor stof bevat, volgens dewelke men de gasstroom door een zakkenfilter stuurt en men vooraf maatregelen treft om te voorkomen dat de zakkenfilter door brandend stof beschadigd zou worden. 



  Zulke werkwijze is gekend   uil uAppllcat1 n   of fabric filters to lead 
 EMI1.2 
 and zinc smelters", R. Godsey, Air Poll. Contr. Assoc. Conf."The user and fabric filtration   equipmentM, U. S. A., oktober 1973j   pp. 



  122-134. In deze gekende werkwijze is de te behandelen gasstroom het gas, dat afgezogen wordt bovenaan een loodhoogoven, en men treft er de volgende maatregelen om te voorkomen dat de zakkenfilter door brandend stof beschadigd zou worden : - men leidt het gas van de hoogoven naar de   zakkenfilter1nrichling   door een enorm grote leiding (1, 5 m breed en 4, 2 m hoog), waar- door een gedeelte van het pyrofoor stof, dat door het gas meege- voerd wordt, de gelegenheid krijgt zieh in de leiding af te zetten en dus nooit de zakkenfilterinrichting bereikt ;   - men injecteert in   de leiding een inert   materiaal,   zoals gebluste kalk of gips, om het stof, dat door het gas meegevoerd wordt, minder pyrofoor te maken ;

   - in de zakkenfilterinrichting zelf voorziet men een grote afstand tussen enerzijds de zakkenfilters en anderzijds de vloer, waar- boven de zakkenfilters opgehangen zijn en waarop het stof verza- meld wordt, dat door de zakkenfilters tegengehouden   werd;   - men steekt dagelijks met een stuk gloeiende cokes het stof aan. dat op de vloer verzameld werd, om te verhinderen dat er zieh daar, onder de zakkenfilters, een grote hoeveelheld brandbaar materiaal zou vormen. 



  Deze gekende werkwijze heeft de volgende nadelen : - ze vereist een zeer grote leiding, hetgeen grote   investering-   en onderhoudskosten veroorzaakt ; - ze geeft aanleiding tot onhygiënische arbeidsomstandigheden bij 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 het reinigen van de leiding ; - ze vereist de toevoeging van inert materiaal, hetgeen niet alleen de werkingskosten   opdrijft,   maar ook tot gevolg heeft dat de verzamelde vliegstof met dat inert materiaal verdund is ; het bepalen van de toe te voegen hoeveelheid inert materiaal is bovendien ingewikkeld en het   injecteren   zelf kan ook tot proble- men leiden ;

   - ze vereist de bouw van een hoge zakkenfilterinrichting, waarvan het stofverzamelingsgedeelte bovendien moet uitgevoerd worden in vuurvast materiaal, hetgeen ook weer grote   investeringskosten   veroorzaakt. 



  Het doel van de huidige uitvinding is een werkwijze te verschaffen zoals hierboven gedefinieerd, die toelaat de nadelen van de gekende werkwijze te   vermijden.   



  Volgens de uitvinding bestaan de genoemde maatregelen erin dat men er voortdurend voor zorgt dat de gasstroom gedurende minstens 1 seconde een temperatuur van minstens   270*C heeft   en men daarbij de temperatuur van de gasstroom beneden   SOO*C   houdt. 



  Door er enerzijds voortdurend voor te zorgen dat de gasstroom gedurende minstens 1 seconde een temperatuur van minstens 270*C heeft, wordt het pyrofoor stof, dat in de gasstroom aanwezig is, geoxideerd waarbij het zijn pyrofoor karakter verliest, zodat injectie van inert materiaal totaal overbodig geworden is en de dimensies van de gasleiding en zakkenfilterinrichting sterk gereduceerd kunnen worden. Door anderzijds   daarbij   de temperatuur van de gasstroom beneden   500. C le   houden, vermijdt men dat het   geoxideerde   stof zou smelten of kleverig worden en zo korstvorming teweegbrengen in de installatie, waarin de gasstroom behandeld wordt ; tevens vermijdt men hierdoor dat er dure vuurvaste materialen dienen gebruikt te worden voor de bouw van de genoemde installatie. 



  Er dient hier opgemerkt te worden dat de hierboven besproken   publikatie   op   bladziJde   128, alinea 2, het volgende vermeldt : "De ondervinding in deze fabnek toont aan dat, indien de oven- gassen gecontroleerd worden tot beneden 500'F (260*C), het me- 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 tallisch   lood-en zinkgehalte hoog zal zijn   en het stof in de zakkenfilterinrichting brandbaarder. 



   Wanneer gewerkt wordt bij temperaturen boven 500*F   (260"C),   oxideren de metallische bestanddelen en vermindert, de hoeveelheid kalk die noodzakelijk is om de verbrandingssnelheid te controle- ren" Het is duldelijk dat hieruit niet kan afgeleid worden dat het volstaat er voortdurend voor te zorgen dat het gas gedurende 1 seconde een temperatuur van   270*C   heeft om het metallisch (pyrofoor) stof dat het bevat zodanig te oxideren dat toevoeging van kalk overbodig wordt. Deze stand van de techniek wijst dus geenszins in de richting van de werkwijze volgens de uitvinding. 



  In de werkwijze volgens de uitvinding is het aanbevelingswaardig de gasstroom gedurende minstens 2 seconden een temperatuur van minstens   300. C le   geven om een optimale bedrijfszekerheid te bekomen. Tevens is het aanbevelingswaardig de temperatuur van de gasstroom beneden   400*C   te houden, waardoor het mogelijk wordt de installatie, waarin de gasstroom behandeld wordt, uit te voeren in een goedkope staalsoort. 



  De werkwijze van de   uitvinding   is bijzonder interessant voor het behandelen van gassen, die afgezogen worden aan hoogovens waarin nonferrometalen, zoals lood en koper, gewonnen worden, omdat die gassen zieh doorgaans loch al op een temperatuur van 100   A   150*C bevinden en bovendien brandstof bevatten onder de vorm van koolstofmonoxide, zodat er slechts weinig energie moet aan toegevoegd worden om ze gedurende de voorgeschreven tijd de voorgeschreven temperatuur te geven. 



  De huldige uitvinding. heeft eveneens betrekking op een   installatie   voor het behandelen van een gasstroom die zuurstof en pyrofoor stof bevat, omvattende - een   koelinrichting   - een zakkenfilterinrichting, - een leiding om de gasstroom te brengen naar de koelinrichting, - een leiding om de gasstroom Le brengen van de koelinrichting naar de   zakkenfiltennrichting,   en 
 EMI3.1 
 - middelen om te voorkomen dat de zakkenfilters van de zakkenfilterinrichting door brandend stof zouden beschadigd worden. 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 



  Zulke lnstallatie is gekend uit de hoger besproken publikatie. 



  In deze gekende installatie   bestaan   de middelen om te voorkomen dat de zakkenfilters door brandend stof zouden beschadigd worden enerzijds uit de grote afmetingen van de leidingen en de   zakkenfilterinnchting   en anderziJds uit. apparaten om inert   materiaal   in de leidingen te   1nec-   teren. Deze gekende installatie heeft dan ook het nadeel hoge   investe-   rings-en onderhoudskosten te veroorzaken en ze laat bovendien niet toe de werkwijze van de   ultvinding   zoals hierboven gedefinieerd in toepassing te brengen. 



  De installatie volgens de uitvinding, die toelaat de werkwijze van de   uitvinding   in toepassing te brengen en de nadelen van de gekende installatie te   vermijden,   is gekenmerkt doordat de genoemde middelen een kamer met gescheiden in-en uitgang omvatten, waarvan de uitgang verbonden is met de leiding, die de gasstroom naar de koelinrichting brengt, en de ingang met een leiding, die naar de oorsprong van de gasstroom voert, en waarbij de kamer aan de ingang uitgerust is met verwarmingsmiddelen, die geschikt zijn om het in de kamer instromende gas zodanig te behandelen dat dit gas gedurende minstens 1 seconde een temperatuur heeft van minstens 270*C, en waarbij de kamer tevens uitgerust is met koelmiddelen, die geschikt zijn om de temperatuur van de gasstroom in de kamer beneden   500*C te   houden. 



  Andere bijzonderheden. en kenmerken van de uitvinding zullen blijken uit de hiernavolgende beschrijving van een uitvoerlngsvorm van de werkwijze en installatie volgens de uitvinding, gegeven bij wijze van nietbeperkend voorbeeld en met verwijzing naar de hierbijgevoegde tekeningen. 



  Op deze tekeningen : - stelt figuur 1 een elementair schema voor van een installatie volgens de uitvinding ; - en toont figuur 2 meer gedetailleerd en in vertikale doorsnede een gedeelte van de installatie van figuur 1. 



  Op deze tekeningen duiden dezelfde referentienummers dezelfde elementen aan. 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 Een te behandelen gasstroom   1,   die ontstaan is bij het afzuigen van het ovengas van een loodhoogoven, bevat pyrofoor stof (Pb, Cd en diverse Sulfides) en ongeveer 8, 5X CO ; hij bevat eveneens zuurstof, aangezien bij het afzuigen van het ovengas valse lucht mee aangezogen wordt. 



  Gasstroom 1 bevindt zieh gewoonlijk op een temperatuur van 100-150*C. 



  Gasstroom   1,   die voortbewogen wordt door een niet getoonde ventilator, wordt via een leiding 2 in de ingang 3 van een kamer 4 gebracht, vervolgens in kamer 4 zelf, dan via de uitgang 5 van kamer 4 en via een leiding 6 naar een koelinrichting 7, van waaruit hij via een leiding   8   naar een zakkenfilterinrichting 9 gevoerd wordt. Na doorgang door de zakkenfilterinrichting 9 komt gasstroom 1 via een leiding 10 in een naverbrandingsinrichting 11 terecht, van waaruit hij via een leiding 12 afgevoerd wordt naar een niet getoonde schouw. 



  In ingang 3 van kamer 4 zijn vinnen 13 aangebracht om gasstroom 1 een wervelende beweging te geven, waardoor een goede menging bekomen wordt tussen het eigenlijke ovengas, dat in gasstroom 1 aanwezig is, en de valse lucht die mee aangezogen werd. 



  In ingang 3 van kamer 4 monden twee gas- of mazoutbranders 14 uit, die gestuurd worden door op zich bekende en niet-getoonde temperatuurskontrolemiddelen, die de temperatuur van gasstroom 1 stroomopwaarts en stroomafwaarts van branders 14 meten, onder meer aan uitgang 5 van kamer 4, en die de branders zodanig sturen dat gasstroom 1 tijdens zijn doorgang doorheen kamer 4 minstens gedurende twee seconden, bijvoorbeeld gedurende drie seconden, een temperatuur van ongeveer 300*C heeft. Kamer 4 is dan ook zo opgevat dat gasstroom 1 er minstens twee seconden kan in verblijven. Het stof in gasstroom 1, die kamer 4 verlaat, is in wezen   volledig   geoxideerd en niet meer pyrofoor, terwijl het CO-gehalte van de gasstroom slechts gedaald is tot ongeveer   5%.   



  Nu kan het soms gebeuren dat, wanneer men een gasstroom zoals gasstroom   1,   die zuurstof en koolstofmonoxide bevat, tot 300'C opwarmt, er een kettingreaktie in optreedt waardoor de gasstroom ontvlamt en waarbij temperaturen tot boven   8DO*C   kunnen ontwikkeld worden. Dit moet hier alleszins voorkomen worden en daarom zijn er bovenaan in kamer 4 watersproeiers 15 aangebracht, die in werking treden, wanneer de temperatuur van de gasstroom 1 aan uitgang 5 van kamer 4 hoger blijft dan 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 gewenst, bijvoorbeeld hoger dan   350. C.   Sproeiers 15 treden ten andere ook in werking wanneer om welke reden dan ook, bijvoorbeeld ten gevolge van het leegsmelten van de hoogoven, de temperatuur van de te behandelen gasstroom 1 te hoog oploopt, bijvoorbeeld tot boven   350*C.

   Het   spreekt vanzelf dat sproeiers 15 ophouden te werken, wanneer aan in-en uitgang van kamer 4 de gewenste temperaturen bereikt   zijn.   



  Kamer 4, waarvan het gedeelte boven het niveau van uitgang 5 dus een waratebehandelingszone 16 vormt, is onder het niveau van uitgang 5 voorzien van een konisch gedeelte 17, dat een bezinkingszone vormt, waarin de zwaardere stofdeeltjes die door de gasstroom meegesleurd worden zoals bijvoorbeeld stukjes hete cokes, de gelegenheid krijgen zieh neer te zetten en waaruit het verzamelde materiaal kan afgevoerd worden via sas 18. 



  De gasstroom die via leiding 6 naar de op zichzelf gekende koelinrichting 7 gevoerd wordt, is dus vrij van pyrofoor stof en grof stof en hij heeft een temperatuur van ongeveer   300*C.   In koelinrichting 7, bijvoorbeeld een warmtewisselaar waarin de gasstroom gebruikt wordt om de hoogovenwind voor te verwarmen, wordt de gasstroom gekoeld tot een zo laag mogelijke temperatuur gelegen boven het dauwpunt van het gas, bijvoorbeeld tot   60*C. De   gasstroom is nu optimaal gekonditioneerd om gefilterd te worden in de zakkenfilterinrichting 9, waarna hij optimaal gekonditioneerd is om naverbrand te worden in de op zichzelf gekende naverbrandingsinrichting 11, waarin het koolstofmonoxide en gasvormige organische verbindingen, indien aanwezig, verbrand worden bij 800*C of hoger. 



  De doorsnede van de   leidingen   2,6 en 8 is zo gekozen dat gasstroom 1 een voldoende snelheid heeft om te verhinderen dat er zieh   wezenlijke   
 EMI6.1 
 hoeveelheden stof zouden afzetten in die leidingen. Al het vaste mate- riaal uit de gasstroom wordt dus in wezen verzameld in de bezinkingsruimte 17 en in de zakkenfilterinrichting   9,   zodat de leidingen nog slechts hoogst uitzonderlijk moeten gereinigd worden. 



  De zakkenfilterinrichting 9 is van een compact type, aangezien er nu geen grote afstand meer dient voorzien te worden tussen de zakkenfilters en de vloer zoals in de hoger besproken gekende   installatie. Ze   is 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 
 EMI7.1 
 bovendien geheel uitgevoerd in goedkoop niet-vuurvast aangezien er ook geen stof meer dient in verbrand te worden. 



  Aan de hierboven beschreven ultvoeringsvorm van de werkwijze en installatie volgens de ultvinding kunnen natuurlijk vele wijzigingen worden aangebracht zonder dat men daarbij buiten de draagwijdte van de uitvinding komt. 



  Zo kan men andere middelen dan de vinnen 13 gebruiken om de gasstroom een wervelende beweging te geven. 



  Men kan bijvoorbeeld de branders 14 asymmetrisch opstellen of de leiding 2 tangential laten uitmonden in ingang 3. 



  Men kan ook met   n brander werken in plaats van met twee, op voorwaarde natuurlijk dat men een brander kiest die krachtig genoeg is. Men zou natuurlijk ook met drie of zelfs meer branders kunnen werken. 



  In van een rechtstreekse verwarming met brandergassen zou men zelfs een indirect verwarmingssysteem kunnen gebruiken. Men zou ook een indirect koelsysteem kunnen installeren in de plaats van de sproeiers 15. Deze indirecte systemen zouden evenwel een stijging van de investering-en exploitatiekosten met zich meebrengen. 



  In plaats van de bezinkruimte 17 onderaan in kamer 4 zou men een cycloonafscheider kunnen voorzien tussen kamer 4 en koelinrichting 7 of tussen deze laatste en de zakkenfilterinrichting 9. Men zou ook geen van beide kunnen voorzien, maar daar zou de bedrijfszekerheld van de installatie onder lijden. 



  Men hoeft ook niet in koelinrichting 7 tot dicht in de buurt van het dauwpunt te kamen. Men zou bijvoorbeeld kunnen koelen tot lOO. of tot 120'C, maar het gevolg hiervan zal ziJn dat de gasstroom die de zakkenfilterinrichting 9 verlaat rijker wordt aan onzuiverheden, omdat de filtering gebeurd is op een hogere temperatuur waarbij de onzuiverheden een grotere damspanning hebben. 



  Men kan zonder de naverbrandingsinrichting 11 werken of deze helemaal niet voorzien, wanneer de samenstelling van de gasstroom die de zak- 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 materlaal,kenfilterinrichting verlaat zo is dat zijn onmiddellijke lozing niet   strijdig   is met de wettelijke voorschriften.

Claims

EMI9.1

CONCLUSIES ---------- 1. Werkwijze voor het behandelen van een gasstroom die zuurstof en pyrofoor stof bevat, in dewelke men de gasstroom door een zakken- filter stuurt en men vooraf maatregelen treft om te voorkomen dat de zakkenfilter door brandend stof zou beschadigd worden, met het kenmerk, dat de genoemde maatregelen erln bestaan dat men er voort- durend voor zorgt dat de gasstroom gedurende minstens 1 seconde een temperatuur van minstens 270*C heeft en man daarbij de temperatuur van de gasstroom beneden 500*C houdt.

2. Werkwijze volgens conclusie l, met hat kenmerk, dat men de gas- stroom gedurende minstens 2 seconden een temperatuur van minstens 300. C geeft.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat men de temperatuur van de gasstroom beneden 400*C houdt.

4. Werkwijze volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat man de gasstroom doorheen een warmtebehandelingszone stuurt, aan de ingang van dewelke men de gasstroom verhit.

5. Werkwijze volgens. conclusie 4, met het kenmerk, dat men de gas- stroom verhit door er verbrandingsprodukten van een brander in te injecteren.

6. Werkwijze volgens. conclusie 4 of 5, met het kenmerk, dat men min- stens aan de uitgang van de warmtebehandelingszone de temperatuur van de gasstroom meet en men in functie van de gemeten temperatuur de verhitting aan de ingang regelt.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat men de gas- stroom in de warmtebehandelingszone koelt, wanneer zijn temperatuur aan de uitgang van die zone hoger blijft dan gewenst. <Desc/Clms Page number 10>

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat men de gas- stroom koelt door er water in te sproeien.

9. Werkwijze volgens een der conclusies 4-8, met het kenmerk, dat men de gasstroom een wervelende beweging geeft aan de ingang van de warmtebehandelingszone.

10. Werkwijze volgens een der conclusies 4-9, met het kenmerk, dat men de gasstroom bovenaan in de warmtebehandelingszone inleidt en hem er onderaan zijdelings uit afvoert.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat men de warmte- behandelingszone beneden het niveau, waarop de gasstroom eruit afgevoerd wordt, laat uitlopen in een bezinkingszone, waarin men een gedeelte van het stof verzamelt.

12. Werkwijze volgens een der conclusies 1-11, met het kenmerk, dat men de gasstroom zulke snelheid geeft tussen de bron, waar hij gevormd wordt, en de zakkenfilter, dat het stof verhinderd wordt zieh wezenlijk neer te zetten, behalve dan in genoemde bezinkingszone.

13. Werkwijze volgens een der conclusies 1-12, met het kenmerk, dat men een gasstroom behandelt die koolstofmonoxide en/of gasvormige organische verbindingen bevat en men de gasstroom voorbij de zak- kenfilter verbrandt bij minstens 800*C.

14. Werkwijze volgens één der conclusies 1-13, met het kenmerk, dat men een gasstroom behandelt, die afgezogen wordt aan een hoogoven waarin non-ferrometalen gewonnen worden.

15. Installatie voor het behandelen van een gasstroom die zuurstof en pyrofoor stof bevat, omvattende - een koelinrichting, - een zakkenfilterinrichting, - een leiding om de gasstroom te brengen naar de koelinrichting, - een leiding om de gasstroom te brengen van de koelinrichting naar de zakkenfilterinrichting, an - middelen om te voorkomen dat de zakkenfilters van de zakken- <Desc/Clms Page number 11> filtennrichting door brandend stof zouden beschadigd worden, met het kenmerk, dat de genoemde middelen een kamer met gescheiden in-en uitgang omvatten, waarvan de uitgang verbonden is met de leiding, die de gasstroom naar de koelinrichting brengt, en de ingang met een leiding, die naar de oorsprong van de gasstroom voert,

waarbij de kamer aan de ingang uitgerust is met verwarming- middelen, die geschikt zijn om het in de kamer instromende gas zodanig te behandelen dat dit gas gedurende minstens 1 seconde een temperatuur van minstens 270'C heeft, en waarbij de kamer tevens uitgerust is met koelmiddelen, die geschikt zijn om de temperatuur van de gasstroom in de kamer beneden 500. C le houden.

16. Installatie volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat de verwar- mingsmiddelen bestaan uit minstens een brander die uitmondt in de ingang van de kamer.

17. Installatie volgens conclusie 15 of 16, met het kenmerk, dat de koelmiddelen bestaan uit minstens een watersproeier EMI11.1 16. Installatie volgens een der conclusies 15-17, met het kenmerk, dat aan de ingang van de kamer middelen voorzien zijn om de inkomende gasstroom een wervelende beweging te geven.

19. Installatie volgens een der conclusies 15-18, met het kenmerk. dat de ingang zieh bovenaan de kamer bevindt en de uitgang aan de zijkant ervan.

20. Installatie volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat de kamer beneden het niveau van de uitgang voorzien is van een bezinkings- ruimte.

21. Installatie volgens een der conclusies 15-20, met het kenmerk, dat de doorsnede van de voornoemde leidingen zo gering is dat de gas- stroom een snelheld kan gegeven worden, waarbij het stof verhinderd wordt zieh wezenlijk in de leidingen af te zetten.

22. Installatie volgens een der conclusies 15-21, met het kenmerk dat ze een naverbrandingsinrichting omvat evenals een leiding om de <Desc/Clms Page number 12> gasstroom van de zakkenfilterlnrlchting naar deze naverbrandingsinrichting te brengen.