DE1557023A1

DE1557023A1 - Elektrofilter zur Entstaubung von Abgasen

Info

Publication number: DE1557023A1
Application number: DE19661557023
Authority: DE
Inventors: Friedrich Fillies; Guenter Dipl-Phys Dr Urban
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1966-08-03
Filing date: 1966-08-03
Publication date: 1972-02-10
Also published as: DE1557023B2; LU54152A1; ES343701A1; GB1192071A

Description

Beteiligungs- und Patentverwaltungsgesellsehaft mit beschränkter Haftung in Essen

Elektrofilter zur Entstaubung von Abgasen

Bei der Stahlerzeugung durch Aufblasen von Sauerstoff auf Eisenschmelzen mit hohem Kohlenstoffgehalt entsteht während der Entkohlungsperiode ein in der Hauptsache aus Kohlenmonoxyd und zu etwa 10 % aus Kohlendioxyd bestehendes Gas. Bei den irn Reaktionsbereieh des Sauerstoff Strahles mit dem Metallbad herrschenden hohen Temperaturen wird Eisen verdampft, das zu feinsten Oxydteilchen, dem sogenannten braunen Rauch, umgaendelt wird. Die Abscheidung der feinen Oxydteilchen aus den Abgasen ist schwierig. Wenn der Zutritt von Luft zu den Gasen entweder während der Entkohlungsperiode oder während der ganzen Blasezeit weitgehend verhindert und dadurch die Verbrennung des CO zu CO im wesentlichen vermieden wird, hat man zwar den Vorteil, daß die Menge des zu entstaubenden Gases viel geringer ist als die bei Luftzutritt und Verbrennung des CO zu C0_? entstehende Gasmenge } jedoch können die Gase aufgrund ihres CO-Gehaltes. nicht in den bekannten Elektrofiltern entstaubt werden wegen der Explosionsgefahr. Die Naßentstaubung der Gase ist aber insbesondere wegen der hohen Energiekosten ungünstig.

Die Erfindung bezweckt, ein Elektrofilter zur Entstaubung der bei der Stahlerzeugung unter Frischen mit Sauerstoff anfallenden und mindestens in der Hauptentkohlungszeit nicht verbrennenden Gase zu schaffen, bei dem die Explosionsgefahr vermieden wird.

Dieser. Zweck wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß durch Fortfall von Staubsammeltrichtern und anderen, toten Räumen sowie durch entsprechende Ausbildung der Strömungsquerschnitte eine gleichmäßige Durchatrömung und Spülung in allen Teilen des filters erzielt wird-.

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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Elektrofliters nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt und

Fig. 2 einen Schnitt nach H-II der Fig. 1 eines Trockenfilters,

Fig. 3 zeigt einen Vertikalschnitt und

Fig. 4 einen Schnitt nach IV-IV der Fig. 3 eines Naßfilters.

Das Elektrofilter nach der Erfindung wird vorzugsweise als Trockenfilter ausgeführt, wie es in Fig. 1 und 2 dargestellt ist.

Die Abgase werden durch das zentrale Zuleitungsrohr 1 in den gleichzeitig als Einströmrauffl und als Staubaustragsraum dienenden Raum 2 geleitet, in dem sie sich verteilen. Durch die aus Rohren 3 bestehenden Niederschlagselektroden ,in denen zentrisch die Sprühelektroden 4 angeordnet sind, strömen sie dann, in eine Vielzahl von getrennten Strömen aufgeteilt, in den Raum 5* aus dem sie durch das koaxial zu dem Rohr 1 angeordnete Rohr 6 sowie durch das Rohr 7 Mittels des Ventilators ö abgesaugt und alsdann durch das Rohr 9 abgeführt werden. Die gleichmäßige Verteilung des Gases auf alle Niederschlagselektroden kann durch im Raum 2 vorgesehene Leitbleche gefördert werden.

Die rohrförmigen Niederschlagselektroden 3 sind um das Rohr 1 herum angeordnet und an beiden Enden in eine Blechplatte 14 bzw. 15 eingelassen und gasdicht vercchweißt, so daß das sie eine in sich starre Einheit bilden. Die gasdichte Verbindung zwischen de»n Niederschlagselektroden 3 einerseits und dem Oberteil 10 bzw. dem Boden 11 andererseits wird durch Flüssigkeitstassen 12 bzw. 13 gebildet, die Bewegungen der Teile gegeneinander zulassen. Die in den Niederschlagselektroden 3 zentrisch angeordneten Sprühelektroden 4 mit der Spannvorrichtung 16 sind im Oberteil 10 und im Boden 31 "it je drei oder mehr elektrisch isolierten Aufhängungen 17 befestigt. Da die üpx-ühelektroden 4 mit ihrer Spannvorrichtung 16 eine starre Einheit mit den giederschlagselektroden

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3 bilden, kann die Stromzuführung von unten her über die Leitung 29 erfolgen.

und Die Niederschlagselektroden 3 können mit den Platten 14 bzw. lo,/äem Oberteil 10 durch hydraulische Kolben 18 oder durch entsprechende pneumatische, mechanische oder elektrische Mittel gehoben und rasch gesenkt werden, um das Abfallen des Staubes zu fördern. Der Staub fällt in dem Raum 2 auf das zur Erhöhung seiner Elastizität mit Buckeln oder Wellen versehene Bodenblech 19 und wird durch Drehen des bei 20 gelagerten Flügelrades 21 der Transportschnecke 22 zugeführt und mittels des Zellenrades 23 ausgetragen·

Bei dem Elektrofilter nach der Erfindung ist die Gefahr, daß sich in einem toten Raum, der nicht vom Gas durchspült wird, ein Gasgemisch bildet, das mit dem im weiteren Verlauf des Frisehverfahrens entstehenden und in das Filter einströmenden Gases ein explosibles Gemisch bildet, beseitigt. Die Zusammensetzung des beim Frischen mit Sauerstoff entstehenden Gases ändert sieh bekanntlich im Verlauf des Blasens. Zu Beginn und gegen Ende des Blasens enthäljft das im Kamin aufgefangene Gas, im wesentlichen C0_p und freien Sauerstoff, während in der eigentlichen Entkohlungsperiode ein an CO reiches Gas vorliegt. Beim Übergang vom CO reichen Gas zum Gas mit freiem Sauerstoff und umgekehrt tritt in der Übergangszone des Gasstromes eine Oxydation von CO zu COp unter Verbrauch des freien Sauerstoffs ein. Es bildet sich auf diese Weise eine Pufferzone aus inertem Gas die das C0-reiche Gas von dem Gas mit freiem Sauerstoff trennt· Es können sich daher höchstens schmale Diffusionszonen mit geringen Gehalten an CO und freiem Sauerstoff ausbilden, die aber wegen ihres geringen Vdumens auch im Falle einer Reaktion keine störenden Einwirkungen auf den Betrieb des Filters haben.

Eine Bedingung für die Bildung der ungefährlichen Übergangszonen ist aber, ein gleichmäßiges Durchströmen der Gase durch die Filterräume, wobei verhindert werden muß, daß Teile des Gasstromes gegenüber anderen Teiles des Gasstromes, die aus der gleichen Frischperiode stammen, zurückbleiben und so die Möglichkeit der Bildung einer explosiblen Mischung mit Gasen aus einer anderen Frisehperiode haben· 109887/1437

Ein Ausfall des Ventilators 8 während der Entkohlungsperiode des Frischverfahrens stellt eine gefährliche Störung dar» Bei dem Drehzahlabfall des Ventilators δ wird über den üblichen Verriegelungskontakt die Sauerstofflanze aus dem FrischgefäS gefahren und die Sauerstoffzufuhr unterbrochen. Die Gasentwicklung im Frischgefäß hört damit auf. Entsprechend der Auslaufdrehzahl des Ventilators wird das CO-reiche Gas durch das Filter gefördert und Luft nachgesaugt. Bei der nachlassenden Strömungsgeschwindigkeit kann eine Mischung von Luft mit dem GO-reiehen Gas durch Diffusion im Filter auftreten. Auf diese Weise könnte sich ein explosionsfähiges Gasgemisch bilden. Um das zu verhindern wird beim Absinken der Drehzahl des Ventilators 8 unter eine bestimmte einstellbare Drehzahl mittels des Drehzahlwählers 25 über die gestrichelt dargestellte elektrische Leitung 26 das bei Stromausfall sich öffnende Ventil 2Ö eine Injektordüse z.B. eine Dampfstrahldüse 27, in Betrieb gesetzt, die die Gase mit ausreichender Geschwindigkeit durch das Filter saugt und ein löschen der Gasfackel 28 bewirkt, so daß die Gefahr eines Rückzündens

über* der Fackel unterbunden wird. Als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme wird die urreerdie Leitung 29 erfolgende Stromzuführung zu den Elektroden bei JO automatisch unterbrochen.

Da der Zutritt von Luft zu den Konvertergasen weitgehend verhindert wird, um die zu entstaubende Gasmenge gering zu halten, ist der im Filter ausgeschiedene Staub nicht vollständig oxydiert, sondern FeO-haltig. Dieser Staub wird gegen Ende einer Blaseperiode, wenn der CO-gehalt der Gase sinkt und der Gehalt an freiem Sauerstoff steigt, oxydiert. Die Oxydation verläuft aber nicht spontan und ist daher nicht gefährlich. Die Elektroden sind bei der gewählten Röhren-Bauart gegen die eintretende Temperatur-erhöhung widerstandsfähig.

Das in Fig. 3 und k dargestellte Naß-Elektrofilter stimmt in seinem Aufbau weitgehend mit dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Trocken-Elektrofilter überein. Das Konvertergas strömt durch das Rohr 31 in den Raum 32 wo es umgelenkt wird, und gelangt dann durch die rohrförmigen Niederschlagselektroden 33 in den Raum 35. Durch das koaxial zum Rohr 31 angeordnete Rohr 36 wird das Gas abgesaugt. Die innerhalb der Niederschlagselektroden 33 vorgesehenen

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Sprühelektrode« 34 sind an der Spannvorrichtung 37 befestigt. Die Niederschlagselektroden 33 werden umschlossen von dem Mantel 38 mit dem Oberteil 39. Bei 40 kann Luft in den Raum zwischen der Niederschlagselektrode 33 eintreten. Die luft umspült die Niederschlagselektroden 33 und wird durch Leitbleche 41 zum Austrittsrohr 42 geführt. Dieses Filter kann daher gleichzeitig als Wärmeaustauscher dienen,

Unter dem Einströmraum 32 für das Konvertergas befindet sich das Wasserbad 43* in das der abgeschiedene Staub fällt. Mittels eines Flügelrades 44 wird der Staub in die tiefste Stelle des Wasseroades 43 befördert und dort als Schlamm abgezogen. Der Mantel 38 taucht mit der Verlängerung 38',in das Wasserbad und dichtet dadurch den Raum 32 gegen die Außenluft ab. Das Reinigen der Elektroden 33* 34 von dem abgeschiedenen Staub erfolgt durch Wasser, das durch Düsen 45 eingesprüht wird.

Das Filter nach Fig. 3 und 4 ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Gas nach der Entstaubung gespeichert werden soll. In diesem Fall kann die erwünschte Kühlung ganz oder teilweiaa gleichzeitig mit der Entstaubung erfolgen.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

/ lj Elektrofilter zur Entstaubung von Abgasen, die bei der Stahlerzeugung durch Frischen mit Sauerstoff anfallen und bei denen mindestens in der Entkohlungsperiode des Frischens die Verbrennung des Kohlenmonoxyds weitgehend verhindert wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch Fortfall von Staubsammeltrichtern und anderen toten Räumen und durch entsprechende Ausbildung der Strömungsquerschnitte eine gleichmäßige Durchströmung und Spülung aller Teile des Filters erzielt wird·
2. Elektrofilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederschlagsexektroden (3 bzw. 33) als vertikal angeordnete Rohre ausgebildet sind, in denen der Gasstrom in eine Vielzahl von getrennten Strömen aufgeteilt ist.
3. Elektrofilter nach Anspruch 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zentral angeordnete Gaseinströmrohr (l bzw. 31) das Gas in einen gleichzeitig als Einsorömraum und zum Staubaustrag dienenden Raum (2 bzw. 32) führt.
4. Elektrofilter nach Anspruch 1-3* dadurch gekennzeichnet, daß bei Uhtersehreitung einer bestimmten Mindestdrehzahl des das Gas durch das Filter saugenden Ventilators (8) selbsttätig die Stromzuführung zum Filter abgeschalter und die Strömung im Filter durch vom elektrischen Strom unabhängige Mittel, z.B. Injektoren (27), aufrechterhalten wird.
5. Elektrofilter nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die gasdichte Verbindung zwischen den Niederschlagselektroden (3) einerseits und dem Oberteil (10) bzw. dem Bodenteil (ll) andererseits durch Flüssigkeitstassen (12 bzw. 13) gebildet wird.
6. Trocken-Elektrofilter nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (3) durch eine Hubvorrichtung (18) gehoben und rasch gesenkt werden können, um das Abfallen des abgeschiedenen Staubes zu fördern.

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7» Trocken-Elektrofilter nach Anspruch 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenblech (19) z.B. durch Buckel oder Wellen eine erhöhte Elastizität aufweist.
8«, Naß-Elektrofilter nach Anspruch 1 - 5# dadurch gekennzeichnet, daß über den Niedersehlagselektroden (S3) Wasserdüsen (45) zum Einsprühen von Wasser zur Reinigung der Elektroden (35* 3^) vom Staub vorgesehen sind.
9. Naß-Elektrofilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es als Wärmeaustauseher ausgebildet ist.

10» Die Anwendung eines Naß-Elektrofilters nach Anspruch 9 für die Entstaubung von solchen Gasen, die gespeichert werden sollen.

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