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Verfahren zur Verwertung von unverbrannten Konverterabgasen und Vorrichtung
zur Durchführung dieses Verfahrens Konverterabgase, die meist einen hohen Staubgehalt
haben und mit hohen Temperaturen anfallen, werden teilweise noch unmittelbar ins
Freie geblasen oder durchlaufen in verbesserten Anlagen eine besondere Entstaubungseinrichtung
mit vorgeschalteten Kühlaggregaten oder werden in entsprechenden Kesselanlagen oder
Schmelzöfen verbrannt.
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Im ersteren Fall wird bei starker, unzulässiger Verschmutzung und
Verqualmung der Umgegend die Wärme der Konverterabgase in keiner Hinsicht ausgenutzt.
Im zweiten Fall werden die Abgase entstaubt, aber ihre Wärme wird infolge Abblasens
ins Freie entweder wieder nicht verwendet oder falls eine Verwendung erfolgt, so
ist dies nur möglich, weil die Abgase vorher eine in der Anschaffung und im laufenden
Betrieb Kosten verursachende, eigene Entstaubungsanlage durchfahren haben. Im Falle
der unmittelbaren Verbrennung der Abgase in Kesselanlagen od. dgl. stört ihr zeitlich
und mengenmäßig unregelmäßiges Anfallen, gegeben durch das jeweilige, kurzzeitige
Blasen, die Anzahl und die Größe der Konverter. Diese Verfahrensart bedingt außer
Zusatzfeuerungen, wie beispielsweise kurzzeitig einsatzbereite Ölfeuerungen bei
Kesselanlagen, noch die Verwendungsmöglichkeit von Dampf, was oft als betriebsfremd
empfunden wird.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verwertung von unverbrannten
und nach dem Auffangen abgekühlten, ungereinigten oder vorgereinigten Konverterabgasen
unter Bildung eines gereinigten Gasgemisches mit in ungleich größerer Menge anfallenden
Hochofengichtgasen von Hüttenanlagen mit an die Gichtgassammelleitung angeschlossener
Gichtgasreinigungsanlage, die vom Lichtgas mit der Wirkung der Gasfeinentstaubung
durchsetzt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Feinreinigung der Konverterabgase
zu verbilligen. Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das mengenmäßig geringfügige
Konverterabgas durch die Gichtgasreinigungsanlage mit durchgesetzt wird, derart,
daß es unter Einführen in die vom Lichtgas durchströmte Sammelleitung der Strömung
mit deren Temperatur und Druck gleichmäßig beigemischt wird.
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An sich ist das Einführen von anfallenden Konverterabgasen in eine
Gasleitung unter Luftabschluß bekannt, ebenso wie ein Kühlen derselben, ein Vorentstauben,
ein Wärmeaustauschen und ein Ansammeln der Gase in einem Mengenausgleichsbehälter.
Die Ersparnis der Feinreinigung der Konverterabgase und einer eigenen, kostspieligen
Gasreinigungseinrichtung, ist jedoch nicht bekannt. Die Verwertung der Abhitze von
Konverterabgasen ist bezüglich der nichtbrennbaren Gasanteile durch Abhitzekessel
und bezüglich der brennbaren Anteile in Gasmotoren bekannt. Es ist auch die Einführung
von Konverterabgasen, eventuell gemischt mit Lichtgasen in Erzhaufen bekannt, um
eine Vorwärmung und Vorreduktion zu bewirken.
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Die angeführten Nachteile oder die erwähnten notwendigen Zusatzeinrichtungen,
wie eigene Entstaubung oder Zusatzfeuerungen bei direkter Verbrennung der Konverterabgase,
werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vermieden, die Abgase vorgereinigt, in
ihrer Temperatur und ihrem Druck den entsprechenden Werten der Hochofengichtgase
angepaßt und durch Einbau eines Mengenausgleichsbehälters in ihrer Weiterleitung
kontinuierlicher gestaltet in die Hochofengichtgasleitung vor der bereits meist
schon bestehenden Gichtgasreinigungsanlage eingeleitet. Die Menge des von der Gasreinigungsanlage
abgegebenen Gemisches aus Konverterabgas und Lichtgas liegt hierbei höher als die
der reinen entsprechenden Gichtgasmenge, wobei die Verwendung des Gasgemisches dieselbe
wie von normalem Lichtgas ist. Dabei steigt der Heizwert des Lichtgasgemisches gegenüber
dem von normalem Lichtgas infolge des höheren Heizwertes der Konverterabgase an.
Der in der Vorentstaubung der Konverterabgase anfallende Staub kann bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren in den Konvertern oder besser in Sinteranlagen nutzbringend wieder verwendet
werden.
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Bei neuzeitlichen Konverteranlagen sind die Konvertermündungen gegen
die anschließenden Abzugsrohre od. dgl. durch einen Inertgasschieber oder auf mechanische
Art abgedichtet, so daß eine Nachverbrennung der CO-Abgase der Konverter nicht erfolgen
und
auch keine weitere Außen- bzw. Falschluft das Volumen der Abgase vergrößern kann.
Bei einer Hüttenanlage mit beispielsweise vier Hochöfen und drei Konvertern, wobei
die letzteren jeweils zu verschiedenen Zeiten geblasen werden, betragen die Konverterabgase
mengenmäßig nur 5 bis 7 % der anfallenden Hochofengichtgase, beide Gasmengen auf
Normalzustand bezogen. Die Konverterabgasmenge kann unter Beachtung bekannter Regel-
und Schaltvorgänge unbeschadet und ohne Störung des Hochofenganges mit durch die
notwendige oder oft schon vorhandene Hochofengichtgasreinigungsanlage hindurchgezogen
werden.
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Die nicht kontinuierlich anfallenden Konverterabgase werden durch
eine oft längere zickzackförmige oder waagerechte Rohrleitung, die mit Staubausfallbehältern,
Staubsack und Wirblern ausgerüstet sowie mit einem (euer- und verschleißfesten Futter
versehen sein muß, erfindungsgemäß der Gichtgassammelleitung zugeführt.
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In dieser Leitung wird der Gichtgasdruck an einer Meßstelle vor der
Einmündung der Konverterabgase durch Regelvorgänge bekannter Art, die sich auf die
Fördermenge der oder des Gebläses nach der Gasreinigungsanlage auswirken, konstant
gehalten mit einem mittleren Wert, der dem jeweiligen Gang der angeschlossenen Hochöfen
entspricht.
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Eine Staubvorausscheidung bei den Konverterabgasen bei gleichzeitiger
Temperaturherabsetzung derselben wird begünstigt durch Einspritzen von Wasser durch
beispielsweise stufenförmig angeordnete Düsengruppen oder andere Aggregate, wobei
das Wasser in den heißen Konverterabgasen unmittelbar verdampft und ein Unterschreiten
des Taupunktes vermieden wird. Die Zugabe des Wassers wird durch die Messung der
zulässigen Abgastemperatur der Konverterabgase vor Eintritt in einen der Einmündungsstelle
in die Gichtgassammelleitung vorgeschalteten Mengenausgleichsbehälter geregelt und
wird durch Fernsteuerung genau wie die Absperrorgane der Konverterabgasleitung kurz
nach den Konvertern und unmittelbar vor dem Mengenausgleichsbehälter abgestellt
bei nicht anfallenden Konverterabgasen. Die Konverterabgasleitung kann sich demzufolge
nicht mit atmosphärischer Luft füllen und bleibt weitgehendst explosionssicher.
Die erwähnte Konverterabgastemperatur wird durch Regelvorgänge bekannter Art so
eingestellt, daß sie der Giehtgastemperatur beim Zusammentreffen beider Gase gleicht
oder nahezu gleich ist. In dem Mengenausgleichsbehälter, der zur vergleichmäßigen
Abgabe der Konverterabgase an die Giehtgassammelleitung dient, wird gleichzeitig
ein der Einmündungsstelle entsprechender Gasdruck aufrechterhalten durch Vorschalten
einer Druckreduzierstation bekannter Bauart, unmittelbar eingebaut vor dem erwähnten
Absperrorgan vor dem Mengenausgleichsbehälter. Die Druckreduzierung wird durch einen
Regler bekannter Art von der Meßstelle des Gichtgasdruckes gesteuert.
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In die Konverterabgasleitung können weiter je nach den vorliegenden
Verhältnissen nach dem oder den Wirblem Wärmeaustauscher zur Temperaturherabsetzung
und bereits teilweisen Ausnutzung der Wärme der Abgase eingebaut werden. Die übertragene
Wärme ist beispielsweise in einer zugehörigen Cowperanlage gut zu verwenden.
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Die Einspritzwassermenge des Waschers vor der Gasreinigungsanlage
wird von der Fördermenge des Hauptgebläses nach bekannten Regelverfahren gesteuert
und auf diese eingestellt.
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In A b b. 1 ist eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens dargestellt.
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A b b. 2 ist ein Teilausschnitt von A b b. 1, in Pfeilrichtung 25
gesehen.
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In A bb. 1 sind beispielsweise drei Konverter 1 an die Konverterabgasleitung
2, die eine glatte, meist horizontal ausgeführte oder gemäß A b b. 2 eine zickzackförmige
Rohrleitung 3 mit Staubausscheidern 4
sein kann, angeschlossen.
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In diese Rohrleitung sind eingeschaltet zur Staubvorabscheidung ein
Staubsack 5, ein oder mehrere Wirbler 6, gegebenenfalls ein oder mehrere Wärmetauscher
7 und ein Mengenausgleichsbehälter B. Die Leitung kann an beiden Enden durch ferngesteuerte
Abschlußorgane 18 abgesperrt werden. Vor dem Abschlußorgan 18 ungefähr am Ende der
Leitung 2 ist eine Druckreduzierung 20 eingebaut, die von der Druckmeßstelle
16 in der Gichtgassammelleitung unter Zuhilfenahme der Druckmessung 19 in der Konverterabgasleitung
2 gesteuert wird.
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Wie die Abschlußorgane 18 wird auch die Wasserzufuhr 17 für die im
Staubabscheider 5 oder an einer anderen vorhergehenden Stelle eingebauten Sprühdüsenaggregate
od. dgl. ferngesteuert mit ausgeschaltet, wenn die Konverter stillstehen. Eine Regelung
der Wasserzufuhr während des Betriebes erfolgt in bekannter Art von der Mengenmeßstelle
23 in der Rohrleitung 2.
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Die vier gezeichneten Hochöfen 9 schicken ihre Gichtgase über Staubsäcke
10 und Wirbler 11 in die Gichtgassammelleitung 12, in die bei 24 die Konverterabgasleitung
2 einmündet. Kurz vor dieser Stelle ist die Gichtgasdruckmeßstelle 16, wo
der Gichtgasdruck konstant gehalten wird durch Auswirkung dieser Meßstelle auf die
Fördermenge des Hauptgebläses 15 nach der Gasreinigungsanlage 14 mit vorgeschaltetem
Wascher 13. Die einzuspritzende Wassermenge 22 für diesen Waseher wird über die
Gasmengenmeßstelle 21, die kurz vor dem Hauptgebläse 15 angeordnet ist, in bekannter
Art gesteuert.
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An der Einmündungsstelle 24 sind Druck und Temperatur der Konverterabgase
und der Giehtgase angenähert einander gleich.