DE1214714B

DE1214714B - Verfahren zur Verbrennung der in sauerstoffblasenden, der Stahlherstellung dienenden Konvertern gebildeten kohlenmonoxydhaltigen Abgase und Daempfe

Info

Publication number: DE1214714B
Application number: DEW16309A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Roland Kemmetmueller; Dipl-Ing Dr Rudolf Rinesch
Original assignee: Voestalpine AG; Waagner Biro AG
Current assignee: Voestalpine AG; Waagner Biro AG
Priority date: 1954-04-06
Filing date: 1955-03-24
Publication date: 1966-04-21

Description

Verfahren zur Verbrennung der in sauerstoffblasenden, der Stahlherstellung dienenden Konvertern gebildeten kohlenmonoxydhaltigen Abgase und Dämpfe Bei den bisher üblichen Konvertern zum Frischen von Eisen oder Metallen mit Luft, sauerstoffangereicherter Luft oder reinem Sauerstoff werden die aus den Konvertern austretenden Abgase mit Frischluft vermengt und dieses Mischabgas Abgaskühl- und Reinigungsanlagen zugeführt.
Die aus den Konverteranlagen austretenden Abgase bei Konvertern, die mit reinem Sauerstoff betrieben werden, bestehen vornehmlich aus Kohlenmonoxyd. Außerdem enthalten diese Abgase größere Mengen von Metalldämpfen und festen Metallteilchen, die beim Frischvorgang aus dem Metallbad mitgerissen worden sind. Bei Konverteranlagen, die mit normaler Luft oder sauerstoffangereicherter Luft betrieben werden, enthalten die Abgase außerdem noch Stickstoff. Bei Konvertern, die der Stahlerzeugung dienen, bestehen die mit dem Abgas entweichenden festen Teilchen hauptsächlich aus Fe0, Fe3C, FeC03 in körniger Form.
Die Abgase verlassen die Konvertermündung mit Temperaturen zwischen 1600 und 1800° C. Nach dem Konverteraustritt oxydieren die festen Teilchen bei Anwesenheit von Luftüberschuß vornehmlich zu Fe2O3, wodurch die bekannte starke Rotfärbung dieser Teilchen auftritt, da Fe2O3 die einzige Eisen-Sauerstoff-Verbindung ist, die rot gefärbt ist. Bei mit Luft oder Sauerstoff betriebenen Konvertern ist, wie erwähnt, in den Abgasen Stickstoff enthalten. Dieser Stickstoff verzögert die Oxydation zu Fe2O3, so daß bei diesen Anlagen die austretenden Teilchen erst später oder gar nicht zu Fe203 zerfallen. Die Teilchengrößen -der Eisenverbindungen Fe0, Fe3C und FeC03 liegen in der Größenordnung größer 1 u (Mikron). Bei der Oxydation dieser Verbindungen zu Fe2O3 zerfallen diese in Teilchen kleiner 1 #t. Durch diese Verkleinerung der Korngröße wird die Ausscheidung dieser Teilchen aus den Abgasen ungemein erschwert.
Der Zerfall der oben angegebenen Eisenverbindungen zu Fe203 vollzieht sich bei Temperaturen, die zwischen 1600 und 2000° C liegen, unter Anwesenheit von überschüssigem Sauerstoff.
Es wurden Anlagen gebaut, bei denen derartige Feinstaubteilchen enthaltende Abgase Gaskühl- und Reinigungsanlagen zugeführt wurden. Diese Verfahren arbeiten alle mit einer höheren Sauerstoffmenge, als zur theoretischen Verbrennung des aus dem Konverter austretenden CO-Gases nötig ist. Dadurch kommt es zu der erwähnten Bildung von Fe,03. Damit sind der vorerwähnte Teilchenzerfall und eine intensive Rotfärbung der abziehenden Abgase verbunden. Infolge des hohen Luftüberschusses werden außerdem die Gasmengen bedeutend erhöht und erfordern daher unnötig große Abgaskühl- und Reinigungsanlagen.
Sämtliche vorgenannten Nachteile, die bei der Verbrennung unter Sauerstoffzufuhr der während der Stahlherstellung in sauerstoffblasenden Konvertern gebildeten kohlenmonoxydhaltigen Abgase und Dämpfe, die den Konvertern nachgeschalteten Gaskühl- und Reinigungsanlagen zugeführt werden, auftreten, werden nach der Erfindung dadurch vermieden, daß den während der Verbrennung gekühlten Abgasen praktisch nur so viel Sauerstoff beigemengt wird, wie zur theoretischen Verbrennung des Kohlenmonoxyds notwendig ist.
Durch die verhinderte Bildung von Fe203 enthalten somit die Abgase nur Eisen-Kohlenstoff- oder Eisen-Sauerstoff-Verbindungen, die eine schwarze oder graue Farbe haben und deren Teilchengrößen weit über jener des Fe203 liegen.
Durch die Verringerung der Gasmengen gegenüber den bisherigen Verfahren steigt weiter in vorteilhafter Weise die Staubkonzentration im Abgasstrom auf ein Vielfaches. Dies erleichtert ebenfalls wesentlich die Abscheidemöglichkeit der staubförmigen Teilchen aus dem Abgasstrom.
Durch die Verkleinerung der Abgasmenge ist eine Verkleinerung der Kühlanlagen und eine leichtere Verwertung des anfallenden Staubes möglich. Sämtliche Eisenverbindungen außer Fe20s sind leicht verwertbar und können bei der Stahlerzeugung wieder verwendet werden.
Die aus dem Konverter austretenden Eisenverbindungen brauchen zur Zündung hohe Temperaturen und sind in der Verbrennung ziemlich träge, so daß bei .den bisherigen Verfahren Abhitzeverwerter mit großen Verbrennungsräumen und sehr großen Heizflächen notwendig sind.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem nur die aus dem Kohlenmonoxyd entstehende Wärme verwertet wird, ergeben sich damit wesentlich kleinere und billigere Anlagen.
Die Verringerung der Gasmenge bringt außerdem eine Ersparnis an Kraftbedarf bei .den Saugzugventilatoren, da die Widerstände bei gegebener Anlage vom Quadrat der Durchsatzmenge abhängig sind.
Die hohen Staubkonzentrationen der kleineren Abgasmengen wirken sich besonders bei Verwendung von Naßreinigungsanlagen außerordentlich vorteilhaft aus. Die hinter derartigen Anlagen bei den Schornsteinen noch austretenden Restteilchen sind grau gefärbt, was einen angenehmen optischen Eindruck vermittelt gegenüber den bisherigen Anlagen, bei denen dunkelrote Rauchwolken aus dem Schornstein austreten.
Da sich der Anfall an Kohlenmonoxyd (CO) während der Blasperiode stark ändert, wird die Sauerstoffzufuhr in Abhängigkeit von der Menge des anfallenden Kohlenmonoxyds geregelt. Bei Konvertern, bei denen Sauerstoff gleichmäßig zugeführt wird, schwankt durch die ungleichmäßige Bildung des Kohlenmonoxyds der Sauerstoffüberschuß in oder hinter dem Konverter. Nach einem weiteren Verfahrensschritt kann dieser überschuß an Sauerstoff durch die Zufuhr von Stoffen, wie z. B. Kohlenmonoxyd, oder anderen sauerstoffbindenden Gasen ausgeglichen werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Verbrennung der in einem sauerstoffblasenden, der Stahlherstellung dienenden Konverter gebildeten kohlenmonoxydhaltigen Abgase und Dämpfe unter Sauerstoffzufuhr während des Betriebes einer sauerstoffblasenden Konverteranlage mit nachgeschalteten Abgaskühl- und Reinigungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß den während der Verbrennung gekühlten Abgasen praktisch nur so viel Sauerstoff beigemengt wird, wie zur theoretischen Verbrennung des Kohlenmonoxyds notwendig ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; daß die bei der Verbrennung des Kohlenmonoxyds entstehende Verbrennungswärme in Wärmerückgewinnungsanlagen wieder verwertet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Konverter oder hinter dem Konverter sauerstoffbindende Stoffe, vorzugsweise Kohlenmonoxyd, zugesetzt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der in oder hinter dem Konverter zugeführten Stoffe in Abhängigkeit von der Menge des gebildeten Kohlenmonoxyds geregelt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 216 302, 359 784, 381006, 409 277, 428 755, 443 350, 474 594, 583 382, 824 799, 923 254; österreichische Patentschriften Nr. 727, 127 359, 174 386; »Stahl und Eisen«, 1953, S. 1512 bis 1524.