DE1433657B - Verfahren zur Reinigung und Kühlung der Abgase aus Oxygenstahlanlagen mit Hilfe von getrennten Flüssigkeitskreisläufen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung zur Lösung der angegebenen Aufgabe zunutze, die

und Kühlung der Abgase von Sauerstoff-Aufblas- darin besteht, daß zur Gassättigung einschließlich

konvertern mit Kondensierung des vom Abgas aus Verdampfungskühlung und Vorreinigung des aus

der vorgeschalteten Kühlanlage aufgenommenen dem Kühlkessel oder Kühlschlot austretenden heißen Wasserdampfes in einer Gaswaschanlage unter Ver- 5 Gases ein Meerwasserkreislauf benutzt wird und wei-

wendung unterschiedlicher Kühlfiüssigkeiten in ge- ter der bei der Sättigung durch das Gas aus dem

trennten Kreisläufen. Meerwasser aufgenommene Wasserdampf in der Gas-

Beim Betrieb von Oxygenstahlanlagen nach den waschanlage durch einen getrennten, in sich geverschiedenen Verfahren ist im Anschluß an den zur schlossenen süßwasserbetriebenen direkten Kühlwas-Kühlung der Abgase benutzten Kühlkessel, der sei- io serkreislauf wieder auskondensiert wird, wobei die ber als Dampferzeugungsanlage benutzt wird, oder aufgenommene Kondensationswärme mit bekannten irgendwie sonst gekühlten Abgasschloten, stets eine Einrichtungen gegen Meerwasser auf indirektem Abgasreinigungsvorrichtung notwendig. Hierzu hat Wege rückgekühlt wird. Dadurch wird es ermögsich unter anderem das Naßreinigungsverfahren be- licht, selbst in Gegenden, in denen kein Süßwasser sonders bewährt. Die Gase müssen aber vor Eintritt 15 zur Verfügung steht, derartige Gaswäschen mit Süßin die eigentliche Reinigungsapparatur genügend ge- wasser zu betreiben und den Verlust durch Leckkühlt werden, wozu im allgemeinen eine Sättigungs- wasser und durch mit dem Gas fortgetragene Feuchkühlung mittels Eindüsung von Wasser benutzt wird. tigkeit u. dgl. aus dem Prozeß selbst zu decken.

Bei den Naßreinigungsverfahren wird im allgemei- Ja, es ist sogar möglich, einen Süßwasserübernen aus Gründen der Wirtschaftlichkeit ein Kreis- 20 schuß dem Prozeß mit mehreren Flüssigkeitslaufsystem benutzt, bei dem das Wasser für den Ap- kreisläufen entsprechend vorliegender Erfindung zu parat zur Sättigung des Gases durch Wassereinsprit- entnehmen. 'δ zung (Sättiger) und die nachgeschaltete Gaswasch- Es sei noch darauf hingewiesen, daß bei ähnlichen anlage mehr oder minder große Mengen der zu be- Prozessen die in einer vorgeschalteten Kühlstufe dem seitigenden Verunreinigungen aufnimmt. Diese Ver- 25 Gas durch direkte Flüssigkeitseinspritzung entzogene unreinigungen bestehen zum größten Teil aus Eisen- Wärme stets nutzlos verlorengeht. Gemäß vorliegenoxyden, auch roter Eisenrauch genannt, die in ge- der Erfindung wird diese Wärme dazu verwendet, in eigneten Einrichtungen wie Eindickern, Filtern, Gebieten ohne Süßwasser den gesamten Süßwasser-Schleudern od. dgl. aus dem Kreislaufwasser eigenbedarf zu decken und noch einen Süßwasserherausausgeholt werden, so daß das nunmehr ge- 30 Überschuß für andere Betriebe zu liefern. Dies ist von reinigte Wasser dem System wieder zugeführt werden größter technischer Bedeutung, insbesondere, wenn kann. man die gewaltigen Anstrengungen der Industrie zur

Im allgemeinen hat sich für dieses Kreislaufwasser Entsalzung von Meerwasser in Betracht zieht,
die Verwendung von Süßwasser bewährt, dessen pH- Nachfolgend ist an einem Beispiel die Wirkungs-Wert auf einem bestimmten Niveau gehalten werden 35 weise einer erfindungsgemäßen Abgasreinigungsmuß, um korrosiven Angriff der Anlageteile mit Kondensations-Einrichtung beschrieben. Für das erSicherheit zu vermeiden. Nachteilig wirkt sich auf findungsgemäße Verfahren selber ist es dabei gleichjeden Fall bei dieser Verfahrensweise aus, daß bei gültig, ob der bei einer Oxygenstahlanlage zur Kühder Abkühlung der aus dem Kühlschlot oder Kühl- lung der aus dem Konverter 1 austretenden heißen kessel austretenden heißen Abgase erhebliche Was- 40 Abgase benutzte Kühlkessel oder Kühlschlot 2 eine sermengen zu dessen Sättigung gebraucht werden. sehr hohe oder eine mäßige Abgastemperatur zuläßt. Diese werden bei den bisherigen Vorrichtungen mit Die direkte Kühlung und Sättigung der aus dem dem Reingas zusammen durch die vorhandenen Ab- Kühlschlot oder Kühlkessel 2 austretenden heißen f~ saugegebläse in die Atmosphäre gefördert und sind Gase wird in einem Sättiger 3 mit HiUe von Meer- ^CA damit verloren. Diese Wassermengen müssen stets 45 wasser vorgenommen. Das Meerwasser wird mit der nachgeliefert werden und liegen etwa größenmäßig Pumpe 10 durch die Düsen 4 in den Gaskanal einzwischen 0,03 und 0,3 m³/t gefertigten Stahls. gedüst und nötigenfalls zusätzlich durch geeignete

Bei Anlagen, denen zur direkten Gaskühlung und Einrichtungen über die Wandungen reichlich ge-

Sättigung, d. h. zum Betrieb des Sättigers Meerwasser flutet. Dem durch die Wassereindüsung schlagartig

zur Verfügung steht, spielt ein solcher Wasserverlust 50 abgekühlten Gas, das seinerseits durch die bei der

verständlicherweise keine große Rolle. Andererseits Sättigung verdampfte Wasserdampfmenge ein ent-

werden die Anlagenteile einer solchen Einrichtung sprechend größeres Volumen angenommen hat, wird

aber erheblich kostspieliger durch den erforderlichen die überschüssige, unverdampfte Wassermenge im

Korrosionsschutz, da zur Vermeidung des korrosiven nachgeordneten Separator 5 wieder entzogen. Dieses

Angriffs durch das Meerwasser widerstandsfähigere 55 Wasser hat infolge der Verdampfung eines Teiles des

Werkstoffe für diese Teile gewählt werden müssen. eingedüsten Meerwassers einen wesentlich höheren

Unter Umständen ist auch die Aufbringung eines Salzgehalt. Es nimmt außerdem einen großen Teil

Oberflächenschutzes erforderlich. der Verunreinigungen aus dem Gas, also einen gro-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ßen Teil des Eisenoxydstaubes mit. Das Gas enthält

Verfahren zur Reinigung und Kühlung der Abgase 60 nach der Wasserabtrennung nur noch unbedeutende

aus Oxygenstahlanlagen zu entwickeln, das die Ver- Wassermengen als Nebel oder in Form von feinen

wendung von Meerwasser gestattet und den dadurch Tröpfchen. Die im Wasser, welches aus dem Sepa-

bedingten Aufwand möglichst gering hält. rator 5 abläuft, enthaltenen Verunreinigungen, vor-

Grundsätzlich ist es bekannt, Gaswäschen mit ge- zugsweise Eisenoxydstaub, werden mit bekannten trennten Flüssigkeitskreisläufen zu betreiben. Es ist 65 Einrichtungen wie Hydrozyklonen 6, Filtern 7, Einweiter an sich bekannt, daß bei der Abkühlung eines dickern 8 und Klassierern 9 u. dgl. aus dem Wasser mit Wasserdampf gesättigten Gases Wasserdampf abgetrennt. Das geklärte Wasser wird aus dem Einausfällt. Diese Kenntnis macht sich die Erfindung dicker 8 wieder ins Meer zurückgegeben.

Claims (1)

1. Zur Neutralisation und Enthärtung des mit der Pumpe 10 geförderten frischen Meerwassers wird diesem Kalkmilch zugesetzt, um einen gewünschten pH-Wert im System aufrechtzuerhalten.

   Der mit Meerwasser betriebene Sättigungskreislauf ist damit in sich geschlossen und hat auf der Flüssigkeitsseite keine Verbindung zu den übrigen Anlageteilen.

   Mit Rücksicht auf die korrosive Wirkung des Meerwassers in Verbindung mit den zur Säurebildung neigenden Bestandteilen des Abgases müssen entsprechend widerstandsfähige Werkstoffe für die Apparatur gewählt werden. Hierzu hat sich in den USA. insbesondere rostfreier Stahl bewährt. Es ist auch denkbar, die Anlageteile aus nichtkorrosionsfestem Stahl zu fertigen und die Oberflächen zu schützen, z. B. durch eine Gummierung. Rostfreier Stahl hat sich jedoch besonders deshalb bewährt, weil im Falle von Flüssigkeitsmangel im Sättigersystem keinerlei Beschädigung einer Oberfiächenauskleidung infolge zu hoher Temperaturen geschehen kann, welche Gefahr bei der Gummiauskleidung besteht.

   Für die Entfernung der feinsten Staubanteile, die in der ersten Stufe, der Sättigerstufe, nicht abgeschieden werden, wird erfindungsgemäß ein zweiter Kreislauf benutzt, der jedoch mit Süßwasser betrieben wird. Dieser Kreislauf dient beispielsweise zum Betrieb eines Pease-Anthony-Venturi-Scrubbers 11. Das zum Betrieb dieses Gerätes erforderliche Süßwasser wird mit Hilfe einer Pumpe 12 dem Venturi-Scrub-. ber 11 zugeführt, in dem die Anlagerung der Feinststäube an das Wasser erfolgt. Das beladene Wasser wird in einem nachgeschalteten Separator 13 wieder aus dem Gas abgetrennt. Es hat dann fast alle Restverunreinigungen (Eisenoxydstaub) aus dem Abgas aufgenommen und wird einem Eindicker 14 zugeleitet. Der unten an diesem Eindicker abgezogene Schlamm kann mit den gleichen Einrichtungen weiterbehandelt werden, wie oben für den Seewasserteil genannt. Das aus dem Eindicker 14 überlaufende geklärte Wasser kann über eine Pumpenvorlage 15 und die Pumpe 12 dem System wieder zugeführt werden, ohne" daß eine Kühleinrichtung zwischenzuschalten ist. Auch in diesem Teil der Anlage ist es zweckmäßig, das Wasser durch Zugabe von Kalkmilch auf einen bestimmten pH-Wert einzuregeln, um damit Korrosionen der Anlageteile vorzubeugen. Dann ist die Verwendung üblichen Flußstahls möglich, und ein zusätzlicher Oberflächenschutz kann gespart werden.

   Erfindungsgemäß wird ein dritter Kreislauf mit Süßwasser betrieben zur Kondensation des im Abgas vorhandenen Wasserdampfes, der ausschließlich aus dem Seewasser stammt. Hierzu durchströmt das gesättigte Abgas Rieselkondensatoren 16, die üblicherweise mit einer entsprechenden keramischen oder anderen Füllung 17 ausgestattet sind. Das oben in den Apparat eingedüste Kühlwasser und das anfallende Kondensat rieselt dem Gasstrom von oben nach unten entgegen, wobei gleichzeitig durch die erfolgte Dampfkondensation das Gasvolumen verringert wird. Dadurch entsteht im Gebläse 18 ein erheblich geringerer Leistungsaufwand, um die Abgasmenge, durch das. System hindurchzusaugen und in den Kamin zu fördern. Das mit dem Kondensat angereicherte Wasser gibt seine Wärme im Wärmeaus-

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   mit

   wasser als Kühlmedium beschickt wird, welches durch die Pumpe 20 zugeführt wird. Das gekühlte Wasserkondensatgemisch wird in der Pumpvorlage 21 gesammelt und mittels Pumpe 22 dem Kondensationsgefäß 16 wieder zugeführt. Das Überschußkondensat wird aus der Pumpvorlage 21 der Pumpvorlage 15 für die, Venturi-Scrubber-Pumpe 12 zugeleitet. Dies ist nur eine mögliche Verwendung für das gewonnene Süßwasser. Es ist auch möglich, überflüssiges gewonnenes Süßwasser für andere Zwecke abzuleiten.

   Die anfallende Süßwassermenge wird um so höher sein, je höher die Gaseintrittstemperatur in dem Sättiger 3 ist, d.h., je höher auch die Sättigungstemperatur liegt. Auch kann man beim Betrieb von Oxygenstahlanlagen bei Verwendung von Vollkesselanlagen durch zusätzliche Beheizung der Kühlkessel während der Sauerstoffblaspausen eine gleichmäßige Dampferzeugung sichern und bei annähernd gleicher Abgastemperatur eine nahezu gleichbleibende Süßwassermenge zusätzlich in der geschilderten Weise gewinnen.

   . Das erfindungsgemäße Verfahren ist dann besonders wertvoll, wenn der Standort, der Anlage keine Möglichkeiten für die billige Beschaffung von Süßwasser bietet. Das Verfahren ist dazu geeignet, die Investitionskosten erheblich zu senken und darüber hinaus die Betriebskosten laufend niedrig zu halten. Es muß als überraschend bezeichnet werden, daß in der mit Seewasser betriebenen Kühlstufe gleichzeitig eine Staubvorwäsche (über 75 °/o des Gesamtstaubes) erreicht wird. Eine starke Verdampfung der Waschflüssigkeit an der Oberfläche der waschenden Flüssigkeitstropfen wirkt sich im allgemeinen sehr schädlich auf eine gleichzeitig durchzuführende Partikelauswaschung aus; hierfür ist die starke Bewegung von Dampfmolekülen vom Tropfen weg als Ursache anzusehen. Eine solche Vorkühlung und gleichzeitige wirkungsvolle Partikelanlagerung an das Wasser ist nur im Sättiger-Venturi-Scrubber 3 mit hohem Wirkungsgrad durchführbar, da hier infolge der hohen Relativgeschwindigkeit zwischen Staubpartikeln und Waschflüssigkeit bzw. zwischen Gas und Waschflüssigkeit in der Gegend des engsten Querschnittes eine starke Prallwirkung entsteht, die die von den entstehenden Wassertropfen und Fetzen weggerichtete Dampfdiffusion überwindet. Trotz der starken Flüssigkeitsverdampfung in der Sättigerstufe wird also gleichzeitig eine gute Vorwäsche erzielt, was zusätzlich als überraschend bezeichnet werden muß.'

   Patentanpruch:

   Verfahren zur Reinigung und Kühlung der Abgase von Sauerstoff-Aufblaskonvertern mit Kondensierung des vom Abgas aus der vorgeschalteten Kühlanlage aufgenommenen Wasserdampfes in einer Gaswaschanlage unter Verwendung unterschiedlicher Kühlflüssigkeiten in getrennten Kreisläufen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gassättigung einschließlich Verdampfungskühlung und Vorreinigung des aus dem Kühlkessel oder Kühlschlot austretenden heißen Gases ein Meerwasserkreislauf benutzt wird und daß weiter der bei der Sättigung durch das Gas aus dem Meerwasser aufgenommene Wasserdampf in der Gaswaschanlage durch einen getrennten, in sich geschlossenen süßwasserbetrie-

   benen direkten Kühlwasserkreislauf wieder auskondensiert wird, wobei die aufgenommene Kondensationswärme mit bekannten Einrichtungen gegen Meerwasser auf indirektem Wege rückgekühlt wird. ■ · ν ■■.'.·.·

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen