DE1000411C2 - Verfahren zum Reinigen von Konverter-Abgasen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT 1000 AN MELDETAG:

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT:

AUSGABE DER PATENTSCHRIFT:

DBP 1000411 kl. 18 b Ϊ6/01

INTERNAT. KL. C 21 C 14. AUGUST 1953

10. JANUAR 1957

11. JULI 1957

STIMMT ÜBEREIN MIT AUSLEGESCHRIFT 1 000 411 (W 11916 VI /18 b)

Bei der'Hers teilung von Stahl aus Roheisen nach dem Konverterverfahren entstehen Abgase, die feinverteilte, nebeiförmige Schwebestoffe enthalten. Diese Schwebestoffe sind teils mechanisch aus dem Konverter, von dem in diesen eingeblasenen gasförmigen Oxydationsmittel mitgerissene Teile des Eisenbades, sowie der darüberiiegenden Schlacke und der auf das Bad gegebenen festen Verschlackungsmittel. Ein anderer Teil der Schwebestoffe besteht aus verdampften Bestandteilen des Konverterinhaltes, die bei den hohen Reaktionstemperaturen im Konverter in Dampfform übergeführt werden und bei Abkühlung des Gases zu einem feinen Nebel kondensieren. Die Menge der.aus der Dampfphase kondensierten Schwebestoffe steigt bei der Stahlgewinnung nach dem Konverterverfahren, insbesondere stark an, wenn an Stelle von Normalluft als Frischmittel sauerstoffangereicherte Luft oder konzentrierter Sauerstoff verwandt wird. Insbesondere beim Blasen mit letzterem auf die Badoberfläche treten aus idem Konverter dichte Wolken braunen Rauches, aus, in denen Eiseno'xyde, Manganoxyde sowie andere bei Normal temperatur im festen Aggregatzustand vorliegende chemische Verbindungen enthalten sind. Diese Schwebestoffe sind sehr klein und daher nur sehr schwierig aus dem Konverterabgas abzuscheiden. Sie bilden deshalb eine unangenehme Belästigung für die Umgebung des das Verfahren ausübenden Stahlwerkes. -

Aus der deutschen Patentschrift 359 784 ist ein Verfahren bekannt, bei dem der Staub aus den Flammengasen von Konvertern dadurch abgeschieden wird, daß die Konverterabgase den Flammrohren eines Dampfkessels zugeleitet werden, die in Verbindung mit Hochspaninungselektroden als elektrische Gasreiniger ausgebildet sind. Es handelt sich hier um die elektrostatische Staubabscheidung, die aber infolge ihres hohen Aufwandes und der hohen Flammentemperaturen der Konverterabgase für den vorliegenden Zweck wenig geeignet ist.

Die Erfindung gibt einen vorteilhaften Weg an.'die Konverterabgase von den Schwebestoffen zu reinigen und darüber hinaus einen beträchtlichen Wärmeinhalt der Abgase nutzbar zu machen. Die Konverterabgase werden entweder bei der Temperatur ihres Austritts aus dem Konverter oder — sofern· diese nicht ausreicht — nach weiterer Temperaturerhöhung Maßnahmen unterworfen, die der Abscheidung der Schwebestoffe im flüssigen Zustand dienen oder die Bindung der Schwebestoffe an andere flüssige oder feste Hilfsstoffe ermöglichen.

Eine Durchführungsmöglichkeit der Erfindung besteht darin, daß man die Konverterabgase in den Schmelzraum eines Schmelzkammerkessels einleitet.

In der deutschen Patentschrift 824 799 ist bereits Verfahren zum Reinigen von Konverter-Abgasen

Patentiert für:

Dr.-Ing. Werner Wenzel, Bad Godesberg, und Dipl.-Ing. Dietrich H. Schwencke,

Bad Godesberg

Dr.-Ing. Werner Wenzel, Bad Godesberg, und Ing. Otto Rieger, Graz (Österreich),

sind als Erfinder genannt worden

ein Verfahren beschrieben, bei welchem der Konverterwind unter Verwertung der Abwärme der Konverterabgase vorgewärmt wird. Bei diesem bekannten Verfahren ist aber von einer Abscheidung des Konverters taub es gleichzeitig mit der Wärmeausnutzung der Konverterabgase, insbesondere von einer Abscheidung in schmelzflüssigem Zustand, wie dies bei einem Schmelzkammerkessel der Fall ist, nicht die Rede. Der Vorteil des Schmelzkammerkessels an Stelle • irgendeiner anderen Wärmeaustauschvorrichtung besteht darin, daß die Verschmutzung der Wärmeaustauchvorrichtung durch den Staubgehalt der Konverterabgase unmöglich gemacht ist und daß besondere Staubabscheidungsorgane neben dem Schmelzkessel vermieden werden.

In dem Schmelzkammerkessel kann nach einem weiteren Erfindungsgedanken Kohle mit einem höheren Aschegehalt (z. B. 25⁰Zo) verbrannt werden. Die Kohle wird in üblicher Weise als Staubkohle in den Verbrennungsraum des Kabels eingeblasen und mit vorgewärmter Luft bei so hoher Temperatur verbrannt, daß die Asche schmelzflüssig aus der Verbrennungskammer abgezogen werden kann. Die Verbrennung in der Schmelzkammer erfolgt vorzugsweise bei tangentialetn Einblasen der Verbrennungskomponenten, so daß ein zyklonartiger Wirbel entsteht. Es kann aber auch eine Schmelzkammer verwendet werden, bei der die Verbrennungskomponenten gegeneinander geblasen werden, oder eine Schmelzkammer mit Eckenfeuerung.

Erfindungsgemäß wird das Abgas des Konverters

auf kürzestem Wege der Schmelzkammer des Dampfkesseis zugeleitet und in diese eingeblasen, Dort findet bei hoher Temperatur eine innige Vermischung der Konverterabgase mit den Verbrennungsprodukten der Kohle statt. Die heißen Schmelzkammergase enthalten in feinster Verteilung die flüssigen Aschepartikel der

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Kohle. Die Schwebestoffe der Konverterabgase ver- Aus der deutschen Patentschrift 460 525 ist bereits

einigen sich mit der flüssigen Kohlenasche und wer- eine Vorrichtung zur Ausnutzung der Konverter-

den mit dieser zusammen an, den Wänden der Schmelz- abgase bekannt. Dort ist der Konverter mit einem

kammer als flüssige Schlacke abgeschieden. Schacht durch einen Drehrohrofen derart verbunden,

Der Einbindegrad von Schmelzkammerfeuerungen 5 daß durch das Drehrohr Erz und Kalk aus dem für die in der Schmelzkammer eingeführten Feststoffe Schacht in regelbarer Menge und, Beschaffenheit zuist, je nach den Verhältnissen, etwa 70 bis 80%, d. h. geführt und die Konverterabgase in das Drehrohr ein,-etwa 30% der Kohlenasche und, je nach den beson- geleitet werden, um zur Reduktion und Vorwärmung deren. Verhältnissen, etwa der gleiche Teil der der Erze dienen. Dabei werden Erz und Kalk in, beSchwebestoffe in den Konverterabgasen werden beim 10 liebiger Zusammensetzung und Mengenverteilung im Durchgang durch die Schmelzkammer nicht in, flüs- wesentlichen stückig und nacheinander in den Drehsiger Form abgeschieden, sondern verbinden sich in rohrofen eingebracht. Im Gegensatz hierzu wird bei feinverteiltem Zustand im Rauchgas des Kessels. Die dem erfindungsgemäßen Vorschlag eine oxydierende Schmelzkammerkessel werden deshalb mit elek- Atmosphäre in dem Schmelzkammerkessel erzeugt, irischen Gasreinigungsanlagen ausgerüstet, die vor 15 wobei Erz und Kalk im staubförmigen Zustand in das dem Kamin in den Rauchgasweg eingeschaltet sind Konverterabgas eingebracht und mit diesem im und die feinen Schwebestoffe aus dem Rauchgas ab- Gleichstrom weiterbewegt werden. Es liegen also' verscheiden. Der abgeschiedene feine Staub wird danach sehiedene technologische Bedingungen vor. Erfindungsvorzugsweise mit der Kohle in die Schmelzkammer gemäß wird hierdurch erreicht, daß in dem einen dem eingeblasen,, so daß letzten Endes die gesamte Kohlen,- 20 Konverter hinzuzufügenden Organ, dem Schmelzasche und der gesamte Schwebestoffgehalt der Kon- kessel, sowohl die thermische Ausnutzung der Konverterabga.se bis auf einen kleinen, im Kaminabgas verterabgase sowie deren Reinigung wie auch das Einr verbleibenden Rest in Form von flüssiger Schlacke schmelzen von Zusatzstoffen für den Konverter stattgewonnen wird. findet.

Für den Schmelzkammerprozeß ist es wichtig, daß 25 Eine Weiterauseestaltung der vorliegenden Erfinin der Schmelzkammer eine Schlacke -nit niedrigem dung besteht darin, daß man die Schwebestoffe des Schmelzpunkt entsteht. Die Kohlenaschen und die Konverterabgases an andere Schwebestoffe bindet, Schwebestoffe im Konverterabgas ergänzen sich hier- mit denen sie gemeinsam aus dem Gas abgeschieden bei in günstiger Weise, da durch das Zufügen der werden. Eine einfache Ausführungsart dieses erfinim wesentlichen aus Eisenoxyd und Manganoxyd be- 30 dungsgemäßen Verfahrens ist z. B. die folgende: Die stehenden Schwebestoffe des Konverterabgases zu den Konverterabgase werden in den Verbrennungsraum Kohlertaschen sich normalerweise niedrigschmelzende eines mit Staubkohle, öl ,oder Gas gefeuerten Kessels Schlacken ergeben. Es ist unter Umständen zweck- eingeblasen. Gleichzeitig mit dem Brennstoff wird in mäßig, in die Schmelzkammer weitere Feststoffe ein- den Verbrennungsraum Kalkstaub eingeblasen, und zuführen, die die Schlacke zwecks Erzielung eines 35 zwar, daß die Kalkstaubmenge gegenüber der Kohlenniedrigen Schmelzpunktes beeinflussen. Als solche aschenmenge überwiegt. Der Kalkstaub, dessen Feststoffe kommen z. B. Kalk und Eisenerze in Frage. Teilchengröße normalerweise größer ist als die

Eine Weiterausgestaltung des erfindungsgemäßen Teilchengröße der Schwebestoffe in den Konverter-Verfahrens besteht darin, daß man in der Schmelz- abgasen, bindet diese unter Bildung von Verbindungskammer eine metallurgisch verwertbare Schlacke 40 komplexen aus Kalk, Eisenoxyd, Manganoxyd usw. gewinnt. Zum Beispiel kann durch Anreicherung Aus dem Rauchgas des Kessels wird durch ent-'der Schmelzkammerschlacke mit Kalk in eine kalk- sprechende Entstaubungseinrichtungen, wie z. B. eine reiche Schlacke gewonnen werden, die in den Konr elektrische Gasreinigung, vor dem Kamin der Staubverter eingebracht und hier für die Durchführung des gehalt aus dem Gas abgeschieden» Man arbeitet vor-Konverterprozesses nutzbar gemacht wird. In diesem 45 teilhaft so, daß der größte Teil des abgeschiedenen Fall arbeitet man zweckmäßig in der Schmelzkammer Staubes wieder in die Verbrennungskammer des Kesmit einer ascheärmeren Kohle und fügt dem einzu- sels zwecks weiterer Bindung von Schwebestoffen blasenden Kohlenstaub Kalkstaub bei. Es ist unter aus dem Konverterabgas eingeblasen wird. Ein klei-Umständen auch zweckmäßig, in der Schmelzkammer nerer Teil des abgeschiedenen Staubes wird enteine Kalkferritschlacke herzustellen, etwa durch Bei- 50 sprechend der Anreicherung desselben mit den Kommischung von Kalkstaub und einem geeigneten Erz- pönenten der Schwebestoffe aus dem Kreislauf entstaub zur Verbrennungskohle. Um den Kieselsäure- fernt. Der entsäuernde Rohkalk, der entsprechend der gehalt einer solchen Kalkferritschlacke niedrig zu aus dem Kreislauf entfernten Kalkmenge dem System halten, kann als Brennstoff für die Schmelzkammer ständig zugefügt werden muß, wird zweckmäßig als auch öl oder ein gasförmiger Brennstoff Verwendung 55 Kalksteinstaub an einer Stelle außerhalb der Verfinden, brennungskammer in den Rauchgasstrom eingeführt,

Als Schmelzkammerkessel können alle Formen von an welcher die Temperatur für die Zersetzung des Kesseln Verwendung finden, bei denen die in die Kalziumkarbonats noch ausreicht.
Schmelzkammer eingebrachten Feststoffe, sofern sie Bei Verwendung von Reagenzien, die auch bei nicht -in den Gaszustand übergeführt werden, schmelz- 60 relativ niedriger Temperatur die Schwebestoffe im flüssig werden. Die Schlacke kann hierbei entweder Konverterabgas zu binden vermögen, kann man bei als flüssige Schlacke aus der Schmelzkammer abge- dem zuletzt beschriebenen Verfahren auch ohne Zuzogen werden; sie kann aber auch durch einen Gra- satzheizung auskommen und allein die Wärme der nulierrost aus dem Rauchgas im verfestigten Zustand Konverterabgase als Wärmelief eranten für den Reiniabgeschieden werden. An Stelle eines eigentlichen, 65 gungsprozeß ausnutzen.

Schmelzkammerkessels kann auch ein Kessel ver- An die Stelle des Kesselsystems kann in jedem Fall wendet werden, bei dem die Verbrennung in inten- auch ganz oder teilweise ein System treten, bei dem sivster Weise in einem vorgeschalteten Zyklonbrenner an Stelle von Dampf heiße Gase, z. B. Heißluft, ererfolgt, in welchem die Verflüssigung der Schlacke zeugt werden. Besonders vorteilhaft ist es auch, auf stattfindet. 70 diese Weise mit Hilfe der Abwärme des Konverters,

das in dein Konverter einzublasende oxydierende Medium vorzuwärmen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Reinigen von Konverterabgasen, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Abgasen enthaltenen Schwebestoffe im schmelzflüssigen Zustand aus den Gasen abgeschieden werden bzw. mit solchen Stoffen in Berührung gebracht werden, mit denen sie zum mindesten vorübergehend in den schmelzflüssigen Zustand übergeführt und damit an diesen abgeschieden werden,.

2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Konverterabgase in die Schmelzkammer eines Schmelzkammerkessels eingeführt werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzkammer mit aschereicher Kohle beheizt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Schmelz-

kammer Kalkstaub, Eisenerzstaub und/oder andere Stoffe eingeführt werden, die die Verunreinigungen der Konverterabgase in Form einer flüssigen Schlacke binden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzkammerabgase bei einer Temperatur, die ein Reagieren mit den zugefügten Stoffen ermöglicht, mit solchen Stoffen in Berührung gebracht werden, die sich mit den Verunreinigungen der Abgase verbinden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschiedenen flüssigen oder festen Produkte im Konverter nutzbar gemacht werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Frischmittel des Konverters in dem Kesselsystem vorgewärmt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: .
Deutsche Patentschriften Nr. 359 784, 460 525, 799.

© 609 740/278 J2. 56 (709 583/245 7. 57)