DE1758757A1

DE1758757A1 - Method and device for obtaining heat and for removing particles from a hot particle-laden gas stream

Info

Publication number: DE1758757A1
Application number: DE19681758757
Authority: DE
Inventors: Finney James Allen; Richard Jablin
Original assignee: Bethlehem Steel Corp; Universal Oil Products Co
Current assignee: Bethlehem Steel Corp; Universal Oil Products Co
Priority date: 1968-08-02
Filing date: 1968-08-02
Publication date: 1971-03-11

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Wärme und zur Entfernung von Teilchen aus einem heißen teilchenbeladenen Gasstrom. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen und Reinigen eines heißen Abgasstroms, z.B. eines Abgasstroms, wie er aus einem Sauerstoffkonverter bei der Herstellung von Stahl anfällt. Die Erfindung schafft ein Verfahren, das besonders für die Behandlung von periodisch erzeugten, mit luftverschmutzenden Teilchen beladenen heißen Abgasen geeignet ist und eine Rückgewinnung von nutzbarer Wärme aus derartigen Gasen unter gleichzeitiger Entfernung der, verunreinigenden Teilchen gestattet.Method and device for obtaining heat and for removal of particles from a hot particle-laden gas stream. The invention relates to a method and a device for cooling and cleaning a hot exhaust gas stream, E.g. an exhaust gas flow, such as that from an oxygen converter during manufacture of steel. The invention provides a method that is particularly useful for treatment of periodically generated hot exhaust gases laden with air polluting particles is suitable and a recovery of usable heat from such gases under simultaneous removal of the contaminating particles allowed.

Stahl wird in großem Umfang nach dem Herdfrisch-oder Martinverfahren und nach dem gonverterverfahren (Bessemer Process) erzeu'gt; dabei wird Luft entweder über oder durch eine geschmolzene Metallcharge geleitet. Zunehmende Anwendung . findet jedoch die bevorzugte basische Sauerstoffmethode (basic oxygen system), bei der reiner Sauemtoff durch eine Rohrlanze abwärts in den Konverter eingeführt wird, um eine raschere Erzeugung von Stahl zu erreichen. Derartige Verfahrensweisen führen zu einer intermittierenden Erzeugung eines teilchenbeladenen heißen Abgasstroms, der zweckmäßig einer Behandlung unterworfen wird, um eine Verschmutzung-der umgebenden Atmosphäre zu vermeiden. Da der Sauerstoff in Form eines Düsenstroms hoher Geschwindigkeit in den Konverter eingeführt wird, hat der sich ergebende Gasstrom eine sehr hohe Temperatur und er . enthält beträchtliche Mengen an Rauch, Staub und Schmutzteilchen. Es war üblich, umhüllende Abzugshauben oder Ofengehäuse über dem offenen Oberende des Konverters anzuordnen, Diese dienen als Flammen- und Funkenfänger zur Abschirmung des Flammen-und Rauchbereichs.Steel is produced to a large extent by the stove-fresh or Martin process and by the converter process (Bessemer process); air is either passed over or through a molten metal charge. Increasing use. however finds the preferred basic oxygen system, in which pure oxygen is introduced through a pipe lance down into the converter for faster production of steel. Such procedures lead to an intermittent generation of a particle-laden hot exhaust gas stream, which is expediently subjected to a treatment in order to avoid pollution of the surrounding atmosphere. Since the oxygen is introduced into the converter in the form of a high velocity jet stream, the resulting gas stream is at a very high temperature, and so is it. contains significant amounts of smoke, dust and debris. It was customary to place enveloping hoods or furnace housings over the open top of the converter. These serve as flame and spark arresters to shield the flame and smoke area.

Mit dem Ziel einer Verringerung und Beherrschung der Luftverschmutzung durch Stahlwerke sind verschiedene Methoden , für eine Abkühlung und Reinigung der heißen Abgase aus Konverterblasvorgängen vorgeschlagen Worden. So haben beispielsweise verschiedene Arten von Wascheinrichtungen Anwendung gefunden. Derartige Einrichtungen führen jedoch zu,einem kostspieligen Wasserverbrauch, zu einer Kondensation von Feuchtigkeit in dem System in Zeitspannen geringer Produktion, $u Problemen der Abwasserbeseitigung, zur Bildung von unerwünschten Dampfwolken bei kaltem Wetter usw. Weiterhin wurde versucht, mit ßpruhkühleinrichtungen in Kombination mit Anordnungen nach Art von Abhitzekesseln zu arbeiten. Die zyklische Betriebsweise infolge der intermittierenden Blasevorgänge in dem Konverter führt jedoch zu einer unbefriedigenden Wärmerückgewinnung aus den heißen Abgasen. Bei einem trocken arbeitenden Kühl- und Teilchensammelsystem ist eine Wärmespeichereinrichtung mit Rückwärtsflußzaugewendet worden, um die Temperatur der heißen Gase genügend abzusenken, daß sie in eine Gasreinigungseinrichtung mit Sack- oder Tuchfilter geleitet werden können. Eine derartige Teilchenentfernungseinrichtung erfordert natürlich eine Abseükung der Temperatur der Gase bis in die Gegend von etwa 'i20°0, um eine Beschädigung des Sack- oder Tuchfilters zu vermeiden. Nach jedem Konverterblasen war bei diesen Wärmespeichereinrichtungen ein Fluß von Kühlluft in umgekehrter Richtung erforderlich, um das feuerfeste Material zu kühlen und seine Temperatur in einen Bereich zu senken, in dem das feuerfeste-Material zu einer wirksamen Kühlung der Gase aus dem nächsten Konverterblasvorgang in der Zage ist. Ein derartiger Fluß in Gegenrichtung hat den Nachteil, daß in beträchtlichem Maße Teilchen aus dem Speicher aufgenommen und mitgeführt werden und hierdurch eine Luftverschmutzung eintritt. Weiterhin sind bei einer derartigen Einrichtung ein zusätzliches Gebläse und zusätzliche Luftkanäle und entsprechende Ventil- oder Absperreinrichtungen erforderlich, um den Fluß von Luft in Gegenrichtung durch den Wärmespeicherabschnitt herbeizuführen.With the aim of reducing and controlling air pollution by steel mills are different methods for cooling and cleaning the hot exhaust gases from converter blowing processes have been proposed. So have for example different types of washing facilities found application. Such facilities however, lead to an expensive water consumption, condensation of Moisture in the system during periods of low production, $ u problems of the Sewage disposal, to create unwanted clouds of steam in cold weather etc. Attempts were also made to use spray cooling devices in combination to work with arrangements in the manner of waste heat boilers. The cyclical mode of operation however, due to the intermittent blowing in the converter results in one unsatisfactory heat recovery from the hot exhaust gases. With a dry working The cooling and particle collection system is a reverse flow heat storage device has been to lower the temperature of the hot gases enough that they can be put in a gas cleaning device can be conducted with a bag or cloth filter. Such a particle removal device naturally requires the temperature of the gases to be reduced to the region of about 20 ° 0 to avoid damaging the bag or cloth filter. To Each converter blow with these heat storage devices was a flow of cooling air in the opposite direction required to cool the refractory material and its Lower temperature to a range in which the refractory material can be effective Cooling of the gases from the next converter blowing process is in the Zage. One of those Flow in the opposite direction has the disadvantage that a considerable amount of particles the memory are recorded and carried along and thereby air pollution entry. Furthermore, in such a device there is an additional fan and additional air ducts and corresponding valve or shut-off devices are required, to cause the flow of air in the opposite direction through the heat storage section.

Der Erfindung .liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine einfache, wirtschaftliche und betriebssichere Kühlung und Reinigung derartiger Gase auf trockenem Wege zu schaffen, die nicht die vorstehend erläuterten und ähnliche Nachteile der bekannten Methoden aufweisen und bei denen der Fluß immer in ein und derselben Richtung erfolgt, so daß jegliche Schwierigkeiten hinsichtlich Luftverschmutzung beseitigt sind. Im Zusammenhang hiermit bezweckt die Erfindung weiterhin die Angabe einer mehrstufigen Betriebsweise in einer trocken arbeitenden Kühl- und Reinigungsvorrichtung, die zu einer ständigen Wärmeeinführung in eine AbhitzerÜckgewinnungseinrichtung mit Dampferzeuger und Vorwärmer und damit zu einer kontinuierlichen Wasserdampferzeugung bei einem intermittierenden Konverterbetrieb führt, bei gleichzeitiger Kühlung des heißen Gasstroms auf eine Temperatur unterhalb der Temperatur des erzeugten Wasserdampfes.The invention. Is based on the object of a method and a Device for simple, economical and reliable To create cooling and cleaning of such gases in a dry way, which is not have the disadvantages of the known methods explained above and similar and where the flow is always in one and the same direction, so that every Air pollution difficulties have been resolved. In connection with this The invention further aims to specify a multi-stage mode of operation in a dry working cooling and cleaning device, which becomes a permanent Heat introduction into a waste heat recovery device with steam generator and preheater and thus to a continuous generation of water vapor with an intermittent one Converter operation leads to a simultaneous cooling of the hot gas stream Temperature below the temperature of the generated water vapor.

Gemäß der Erfindung ist hierzu ein Verfahren zur Gewinnung von Wärme und zur Entfernung von Teilchen aus einem heißen teilchenbeladenen Gasstrom, der intermittierend aus einer zyklisch betriebenen Verarbeitungsanlage abfließt, vorgesehen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man den Gasstrom während des Zeitraums des Abflusses aus der Verarbeitungsanlage einer Wärmespeicherzone zuführt, den'heißen Gasstrom dort in direkte Berührung mit einem in der Wärmespeicherzone angeordneten feuerfesten wärmeaufnehmenden Material bringt, den sich ergebenden teilweise gekühlten teilchenbeladenen Gasstrom einer Wärmerückgewinnungseinrichtung zuleitet, den teilweise gekühlten Gasstrom in der Wärmerückgewinnungseinrichtung durch indirekten-Wärmeaustausch mit mindestens einem fluiden Wärmeaustauschmedium kühlt, den anfallenden gekühlten teilchenbeladenen Gasstrom einer Teilchenentfernungszone zuführt, dort mindestens einen Teil der in dem gekühlten Gasstrom mitgeführten Teilchen abtrennt, den gebildeten sauberen und gekühlten Gasstrom in die Atmosphäre entlässt, und während des Zeitraums, zu dem der heiße teilchenbaladene Gasstrom nicht aus der Verarbeitungsanlage abfließt,-einen Luftstrom durch die Wärmespeicherzone in direkter Berührung mit dem erhitzten feuerfesten Material und in der gleichen Fließrichtung wie der heiße Gasstrom saugt, den sich ergebenden erhitzten Luftstrom zu der Wärmerückgewinnungseinrichtung leitet, den erhitzten Luftstrom dort durch indirekten Wärmeaustausch mit dem Wärmesustauschmedium kühlt und den gebildeten gekühlten Luftstrom in die Atmosphäre abbläst.According to the invention, this is a method for obtaining heat and for removing particles from a hot particle-laden gas stream, the flows intermittently from a cyclically operated processing plant, provided, which is characterized in that the gas flow during the period of The runoff from the processing plant supplies a heat storage zone, den'hoten Gas flow there in direct contact with one arranged in the heat storage zone refractory heat absorbing material brings the resulting partially cooled particle-laden gas flow to a heat recovery device, the partially cooled gas flow in the heat recovery device through indirect heat exchange with at least one fluid heat exchange medium cools the accumulating fed cooled particle-laden gas stream to a particle removal zone, there separating at least some of the particles entrained in the cooled gas stream, releases the formed clean and cooled gas stream into the atmosphere, and during the amount of time the hot particle-loaded gas stream does not leave the processing plant flows, -a stream of air through the heat storage zone in direct contact with the heated refractory material and in the same direction of flow as the hot one Gas flow sucks the resulting heated air flow to the heat recovery device conducts the heated air flow there through indirect heat exchange with the heat exchange medium cools and blows the formed cooled air stream into the atmosphere.

Nach einem bevorzugten Merkmal ist weiterhin ein an der Wärmespeicherzone vorbei führender Gasumgehungskanal vorgesehen, der eine zusätzliche Steuerung der Wärmezufuhr zu der Wärmerückgewinnungseinrichtung gestattet; letztere ist gewöhnlich nach Art eines Abhitzekessels mit einem Vorwärmabschnitt ausgebildet. Geeignete Temperaturfühler, z.B. ein oder mehrere Thermoelemente, und geeignete Regeleinrichtungen können zwischen dem Einlaß des Abhitzekessels und einem in dem Umgehungskanal befindlichen Ventil angeordnet werden, um eine automatische Temperaturregelung herbeizuführen. Bei einem Könverter wird im allgemeinen ein Fluß von heißem Gas durch den Umgehungskanal .zu Beginn einer Blaseperiode, d.h. des Zeitraums, zu dem Sauerstoff durch die Schmelze geblasen wird, in Betracht kommen, da zu dieser Zeit das Mauerwerk in dem Wärmespeicher verhältnismäßig kalt ist. Andererseits kann der Fall eintreten, daß am Ende einer Blaseperiode das aus dem Wärmespeicher kommende Gas eine übermäßig hohe Temperatur hat und der Wunsch besteht, kühlere, eine Temperatursenkung herbeiführende Luft durch den .Umgehungskanal einzuführen. Derartige Kühlluft kann aus der Gasabzugshaube über dem Konverter zugeführt werden, etwa nach Beendigung einer Blas eperiode.According to a preferred feature, there is also one on the heat storage zone Passing the gas bypass channel is provided, which provides additional control of the Allow heat to be supplied to the heat recovery device; the latter is common designed in the manner of a waste heat boiler with a preheating section. Suitable Temperature sensors, e.g. one or more thermocouples, and suitable control devices can be located between the inlet of the waste heat boiler and one in the bypass duct Valve can be arranged to bring about automatic temperature control. In an expert there is generally a flow of hot gas through the bypass channel .at the beginning of a bubbling period, i.e. the period when oxygen passes through the melt is blown, come into consideration at that time the masonry is relatively cold in the heat accumulator. On the other hand, the case may arise that at the end of a bubble period the gas coming from the heat accumulator is excessive has a high temperature and there is a desire to have cooler, lowering temperatures Introduce air through the bypass duct. Such cooling air can be extracted from the gas extractor hood be fed via the converter, for example after the end of a blast period.

. Die erfindungsgemäß vorgesehene mehrstufige Kühlung ergibt eine Gasauslaßtemperatur auf der Austrittsseite der Wärmerückgewinnungseinrichtung, die ohne weiteres eine Verwendung von Sackfiltereinrichtungen zur Reinigung des Gasstroms vor dem Abblasen in die Atmosphäre gestattet. Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung sind aber nicht auf die Anwendung einer Sackfiltereinrichtung beschränkt, vielmehr können auch andere herkömmliche Abtrenneinrichtungen, z.B. elektrische Abscheider oder irgendeelche Kombinationen von Abscheidern und Filtern, mit gutem Erfolg im Teilchenentfernungsabachnitt der Anlage Anwendung finden.. The multi-stage cooling provided according to the invention results in a Gas outlet temperature on the outlet side of the heat recovery device, the easily a use of bag filter devices for cleaning the gas flow before venting to atmosphere. The method and the device according to the invention, however, do not apply to the use of a bag filter device limited, but other conventional separation devices, e.g. electrical separators or any combination of separators and filters, find application with good success in the particle removal section of the facility.

Weitere Merkmale und technische Vorteile des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung gehen aus der nachstehenden Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der anliegenden schematischen Zeichnung hervor.Further features and technical advantages of the method and the device according to the invention go from the following explanation of a preferred embodiment in connection with the attached schematic drawing.

Gemäß der Zeichnung ist ein Konverter 1 vorgesehen, der zur Aufnahme einer in Abwärtsrichtung eingeführten Sauerstofflanze ausgebildet ist. Die Sauerstoffeinführung, etwa näch dem typischen basischen Sauerstoffverfahren, führt zu einer raschen,- b-ei_hoher-Temperatur erfolgenden Kohlenstoffentfernung aus dem geschmolzenen Metall in dem Konverter. Im allgemeinen dauert-die Lanzensüalerstoffbehandlung, d.h. das "Blasen", etwa 18 bis 30 Minuten. Während dieses Zeitraums erfolgt ein kräftiger Austritt von Flammen, heißen Gasen und Funken vom Kopf des Konverters in eine darüber befindliche Haube z. Beim Herausbrerinen des Kohlenstoffs aus dem in dem Konverter befindlichen Stahl enthält der heiße Gasstrom große Mengen an Kohlendioxyd, Kohlenmonoxyd und Stickstoff sowie beträchtliche Mengen an Metalldämpfen und mitgerissenen Teilchen, insbesondere Eisen, Siliciumdioxyd und Mangan. Die Temperatur des Gasstroms ist sehr hoch, im allgemeinen in der Gegend von 1371o bis 1649°C oder darüber.According to the drawing, a converter 1 is provided which is designed to accommodate an oxygen lance introduced in the downward direction. The introduction of oxygen, for example following the typical basic oxygen process, leads to a rapid, - at high temperature - removal of carbon from the molten metal in the converter. In general, the lance hydrogen treatment, ie the "blowing", takes about 18 to 30 minutes. During this period of time there is a strong escape of flames, hot gases and sparks from the head of the converter into a hood above it, for example. As the carbon is burnt out of the steel in the converter, the hot gas stream contains large amounts of carbon dioxide, carbon monoxide and nitrogen as well as considerable amounts of metal vapors and entrained particles, particularly iron, silicon dioxide and manganese. The temperature of the gas stream is very high, generally in the region of 1371o to 1649 ° C or above.

Die Haube 2 weist am Oberende eine schwenkbare Klappe oder Haubenkappe 3 nach Art einer Explosionssicherung auf, die jedoch bei dem Verfahren gemäß der Erfindung gewöhnlich geschlossen bleibt, da die Gesamtmenge der heißen Gase mit den darin enthaltenen Teilchen durch die anschließenden Stufen fließt und das Gas dann als gereinigter Strom abgeblasen wird. Vom oberen Abschnitt der Haube 2 führt ein Kanal 4 zum oberen Abschnitt einer Wärmespeicherkammer 5. Diese enthält bei der dargestellten Ausführungsform ein Würfel- oder Gitterwerk aus einem festen feuerbeständigen Material 6. Die Wärmespeicherkammer 5 dient zur Aufnahme von Wärme aus den Gasen mittels des Wärmeabsorbierenden Materials 6, das über annähernd die gesamte Höhe der Kammer 5 so angeordnet ist, daß eine intensive direkte Berührung zwischen dem Gasstrom und den wärmeaufnehmenden Oberflächen des Materials eintritt. Es ist klar, daß die Ausbildung und der Betrieb des Wärmespeichers erfindungsgemäß nicht auf irgendeine besondere Art und/oder Anordnung des feuerfesten Materials beschränkt sind. Das feuerfeste Material 6 kann beispielsweise in Form eines Würfel- oder Gitterwerks aus feuerfesten Steinen, die beispielsweise aus geeigneten feuerfesten Tonen, Ziegeln hohen Siliciumdioxydgehalts, Garborund, Schlackensteinen o.dgl. bestehen können, angeordnet sein. Wärmeaufnehmende metallische Einbauten oder Gitterwerke Seeignerer Art können ebenfalls mit Vorteil in dem Wärmespeicher Anwendung finden. Bei einer bevorzugten Ausbildung der Kammer 5 und der Einbauten aus wärmeaufnehmendem Material 6 sind Einrichtungen (nicht dargestellt) für eine periodische Entfernung von abgesetzten Teilchen aus dem Inneren der Kammer und von dem wärmeaufnehmenden Material vorgesehen.The hood 2 has a pivotable flap or hood cap at the top 3 according to the type of explosion protection, which, however, in the method according to Invention usually remains closed because the total amount of hot gases with the particles contained therein flows through the subsequent stages and the gas is then blown off as a purified stream. From the upper section of the hood 2 leads a channel 4 to the upper portion of a heat storage chamber 5. This contains at In the illustrated embodiment, a cube or latticework made of a solid fire-resistant Material 6. The heat storage chamber 5 is used to absorb heat from the gases by means of the heat-absorbing material 6, which over almost the entire height the chamber 5 is arranged so that an intense direct contact between the Gas flow and the heat absorbing Surfaces of the material. It is clear that the design and operation of the heat accumulator according to the invention not in any particular way and / or arrangement of the refractory material are limited. The refractory material 6 can, for example, in the form of a cube or latticework of refractory bricks, for example made of suitable refractory Clays, bricks with a high silicon dioxide content, garborundum, cinder blocks or the like. exist can be arranged. Heat-absorbing metallic fixtures or latticework A marine type can also be used with advantage in the heat storage device. In a preferred embodiment of the chamber 5 and the internals made of heat-absorbing Material 6 are means (not shown) for periodic removal of settled particles from the interior of the chamber and from the heat-absorbing Material provided.

Das untere Ende der Wärmespeicherkammer 5 ist über einen Kanal ? mit der Eintrittsseite einer Abhitzerückgewinnungseinrichtung 8 verbunden. Die Wärmerückgewinnungseinrichtung weist normalerweise eine Mehrzahl von Rohrbänken oder -Kruppen auf. Diese dienen zur Herbeiführung eines indirekten Wärmeaustauschs zwischen den heißen Gasen und einem fluiden Medium, das hierdurch in den Rohren erhitzt wird. Bei der dargestellten ,Ausführungsform ist schematisch angedeutet, daß Speisewasser über eine Leitung 10 mit einem Ventil 11 zunächst in einen Ekonomiser oder Vorwärmabschnitt 9 der Wärmerückgewinnungseinrichtung 8 eingeführt und Wasserdampf durch eine Leitung 12 von einem Überhitzerabschnitt 13 abgezogen wird. Der sich ergebende gekühlte Abgasstrom verlässt dann die Wärmerückgewinnungseinrichtung 8 über einen Kanal 14 mit einer Temperatur, die unterhalb der Temperatur des in der Anlage erzeugten Wasserdampfs .liegt. Der Kanal 14 führt bei der dargestellten Ausführungsform direkt zu einer Teilchenentfernungseinrichtung 15.The lower end of the heat storage chamber 5 is via a channel? with the inlet side of a waste heat recovery device 8 connected. The heat recovery device usually has a plurality of tube banks or racks. These serve to bring about an indirect heat exchange between the hot gases and a fluid medium that is heated in the tubes as a result. In the illustrated , Embodiment is indicated schematically that feed water through a line 10 with a valve 11 initially in an economizer or preheating section 9 of FIG Heat recovery device 8 introduced and water vapor through line 12 of a Superheater section 13 is withdrawn. The resulting cooled exhaust gas flow then leaves the heat recovery device 8 via a Channel 14 with a temperature below the temperature generated in the plant Water vapor. In the embodiment shown, the channel 14 leads directly to a particle removal device 15.

Aus Sicherheitsgründen kann eine Lufteinlaßeinrichtung zur Einführung eines Kühlluftstroms in den Kanal 14 vorgesehen sein. Hierzu dient ein Kanal 16-mit einer Regelklappe 17 oder einer ähnlichen Einrichtung. In dieser Weise ist jederzeit-eine zusätzliche Temperatursteuerung und gegebenenfalls Kühlung des Gasstroms vor Eintritt in die Teilchenentfernungseinrichtung 15 möglich. Für eine automatische Steuerung kann, wie-das in der Zeichnung schematisch angedeutet ist, am Einlaß der Teilchenentfernungseinrichtung 15 ein Thermoelement oder ein anderer Temperaturfühler 23 angeordnet werden, der mit einem Temperaturregler 24 in Verbindung steht. Letzterer betätigt einen geeigneten Antrieb, z.B. einen Motor 25, der die Regelklappe 17 einstellt. Wenn dann in irgendwelchen Ausnahmefällen die aus der Wärmerückgewinnungseinrichtung kommenden Gase einmal für eine direkte Einleitung in die Filter o.dgl. der Teilchenentfernungseinrichtung 15 zu heiß sein sollten, wird automatisch Kühlluft zugemischt.For safety reasons, an air inlet device for introduction a cooling air flow can be provided in the channel 14. A 16-channel channel is used for this purpose a control valve 17 or a similar device. In this way there is always-one additional temperature control and, if necessary, cooling of the gas flow before entry into the particle removal device 15 possible. For automatic control can, as is indicated schematically in the drawing, at the inlet of the particle removal device 15 a thermocouple or another temperature sensor 23 can be arranged, the is in communication with a temperature controller 24. The latter actuates a suitable one Drive, e.g. a motor 25, which adjusts the regulating flap 17. If so in any Exceptional cases, the gases coming from the heat recovery device once for a direct introduction into the filter or the like. the particle removal device 15 should be too hot, cooling air is added automatically.

Die Teilchenabtrenneinrichtung 15 kann beispielsweise Sackfilter o.dgl. umfassen, um das Abblasen eines sauberen Gasstroms in die'Jtmosphäre sicherzustellen. Wie bereits er-wähnt, können aber auch andere Arten von Teilchenabtrenneinrichtungen benutzt werden. Am unteren Ende der T"lchenentfernungseinrichtung 15 sind schematisch Ablasstrichter 18 angedeutet, die einen Abzug von abgetrennten Teilchen auf eine Abfördereinrichtung, z.B. ein Förderband, gestatten.The particle separation device 15 can, for example, bag filters or the like. in order to ensure the blowing off of a clean gas stream into the atmosphere. As already ER imagines, but other types can be used by particle separators. Discharge funnels 18 are indicated schematically at the lower end of the tray removal device 15, which allow the separated particles to be withdrawn onto a conveying device, for example a conveyor belt.

Auf der Auslaßseite der Teilchenentfernungseinrichtung 15 befindet sich ein Kanal'Ig für das gereinigte Gas, durch den der Abgasstrom zu einem Sauggebläse 20 fließt. Letzteres ist wiederum über einen Kanal 21 an das untere Ende eines Kamins 22 angeschlossen, durch den der gereinigte und gekühlte Gasstrom in die Atmosphäre entlassen wird.Located on the outlet side of the particle removal device 15 a Kanal'Ig for the cleaned gas, through which the exhaust gas flow to a suction fan 20 flows. The latter is in turn via a channel 21 to the lower end of a chimney 22 connected, through which the purified and cooled gas flow into the atmosphere is discharged.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Gaskühlungs- und -reinigungsvorrichtung einen an der Wärmespeicherkammer 5 vorbei führenden Umgehungskanal, etwa wie der Kanal 26 mit dem Regelventil 27. Das Regelventil 27 kann durch einen Antrieb oder Motor 28 betrieben werden und mit einem Steuergerät verbunden sein, so daß das Ventil geöffnet wird, wenn ein erhöhter Fluß von heißem Gas angezeigt ist, um die Temperatur in der Wärmerückgewinnungseinrichtung 8 zu erhöhen. In entsprechender Weise kann kühlere Luft nach einer Blaseperiode durch den Umgehungskanal 26 eingeführt Werden, um eine Temperaturanpassung der aus dem Speicher 5 kommenden heißen Gase herbeizuführen. In der Zeichnung sind schematisch Temperaturfühler 29 und 30 für hohe und niedere Temperatur am Einlaß der Wärmerückgewinnungseinrichtung angedeutet; diese sind mit einem Temperaturregler 31 verbunden. Letzterer ist #4ederum mit dem Motor 28 des Regelventils 27 in dem Umgehungskanal 26 verbunden. In dieser Weise werden die erwünschten Anpassun- gen des Flusse.s-von heißem oder kühlerem Gas zu der Wärmerückgewinnungseinrichtung 8 vorgenommen.In a preferred embodiment, the gas cooling and cleaning device comprises a bypass channel leading past the heat storage chamber 5, for example like the channel 26 with the control valve 27. The control valve 27 can be operated by a drive or motor 28 and be connected to a control unit, see above that the valve is opened when an increased flow of hot gas is indicated in order to increase the temperature in the heat recovery device 8. In a corresponding manner, cooler air can be introduced through the bypass duct 26 after a blowing period in order to bring about a temperature adjustment of the hot gases coming from the storage unit 5. In the drawing, temperature sensors 29 and 30 for high and low temperatures at the inlet of the heat recovery device are indicated schematically; these are connected to a temperature controller 31. The latter is connected to the motor 28 of the control valve 27 in the bypass passage 26 # 4ederum. In this way, the desired adaptations of the flow of hot or cooler gas to the heat recovery device 8 are made.

Zu Beginn eines Blasvorgangs in dem Konverter kann der Temperaturregler 31 so eingestellt werden, daß ein gewisser Anteil der heißen Gase durch den Umgehungskanal 26 strömt, da die den Wärmespeicher verlassenden Gase zu diesem Zeitpunkt gegebenenfalls eine zu geringe Temperatur haben können. Während des größten Teils der Blaseperiode des Konverters fließt der heiße Gasstrom aus dem Konverter bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung aufwärts durch die Haube 2 in das Oberende der Wärmespeicherkammer 5 und erzeugt dort eine Temperatur, die etwa am Punkt "A" leicht bis in die Gegend von 1093°C oder darüber ansteigen kann; der Punkt "A" kennzeichnet in etwa das Einlaßende des wärmeaufnehmenden Würfel- oder Gitterwerks aus dem feuerfesten Material 6. Natürlich können im Einzelfall unterschiedliche Mengen an wärmeaufnehmendem Material in der Wärmespeicherkammer 5 benutzt werden. Bei einer richtig ausgelegten und bemessenen Anlage kommt jedoch eine hinreichende Menge zur Anwendung, daß in dieser ersten Stufe eine solche Temperaturverringerung des Abgasstromes herbeigeführt wird, daß die Temperatur am Punkt"B" am Austrittsende des Wärmespeichers 5 in-der Gegend von 4270 bis 538°C liegt. Weiterhin werden in dem Abhitzewasserkessel bzw. der Wärmerückgewinnungseinrichtung 8 genügend Rohre und ein geeignet ausgelegter Ekonomiser vorgesehen, daß eine wirksame Erzeugung von nutzbarem Wasserdampf und eine Verringerung der Abgastemperatur in die Gegend von etwa 121 °C oder darunter gewährleistet sind. Im Normalfall wird daher eine Einführung von Kühlluft durch den Kanal 16 in die Teilchenabtrenneinrichtung 15 nicht erforderlich sein, sondern nur dann, wenn beispielsweise eine Kühlung auf besonders tiefe Temperaturen erwünscht ist, etwa zur Anpassung an irgendeine besondere Art oder Ausbildung der Teilchenabtrenneinrichtung, oder z.B. eine zeitweilige Betriebsstörung der Wärmerückgewinnungseinrichtung vorliegt. Wenn Sackfilter aus synthetischen Fasern benutzt werden, sollte der zufließende Strom mit darin enthaltenen Teilchen eine Temperatur von nicht mehr als etwa 121°C haben. Bei Glasfasern können Temperaturen von etwa 2600C zugelassen werden. Wenn andererseits eine mechanische Trenneinrichtung oder Kombinationen von beispielsweise Zentrifugal-und elektrostatischen Trenneinrichtungen benutzt werden, können etwas höhere Temperaturen zulässig sein.-Vorzugsweise sind in einer Endstufe der Reinigung des Abgasstroms Sack- oder Tuchfilter vorgesehen, um eine sehr weitgehende Teilchenentfernung mit einem äußerst geringen Austrag von Teilchen in die umgebende Atmosphäre sicherzustellen.At the beginning of a blowing process in the converter, the temperature controller 31 can be set so that a certain proportion of the hot gases through the bypass channel 26 flows, since the gases leaving the heat accumulator at this point in time, if necessary may have too low a temperature. During most of the bladder period of the converter, the hot gas stream flows out of the converter in the device according to FIG of the invention up through the hood 2 in the upper end of the heat storage chamber 5 and there generates a temperature that is slightly up to about point "A" in the area can rise from 1093 ° C or above; the point "A" roughly indicates the inlet end of the heat-absorbing cubes or latticework made of the refractory material 6. Of course In individual cases, different amounts of heat-absorbing material can be used in the Heat storage chamber 5 can be used. With a properly designed and measured However, a sufficient amount is used for this first plant Stage such a decrease in temperature of the exhaust gas flow is brought about that the temperature at point "B" at the outlet end of the heat accumulator 5 in the area of 4270 to 538 ° C. Furthermore, in the waste heat water boiler or the heat recovery device 8 enough pipes and a suitably designed economizer are provided that an effective Generation of usable water vapor and a reduction in exhaust gas temperature in the area of about 121 ° C or below are guaranteed. Usually therefore introducing cooling air through channel 16 into the particle separator 15 may not be required, but only if, for example, a cooling on particularly low temperatures are desired, for example to adapt to any particular one Type or design of the particle separation device, or e.g. a temporary malfunction the heat recovery device is present. If bag filters made of synthetic fibers are used, the incoming stream with particles contained in it should be a Have a temperature of no more than about 121 ° C. With glass fibers, temperatures of about 2600C. On the other hand, if a mechanical separator or combinations of, for example, centrifugal and electrostatic separation devices are used, slightly higher temperatures may be permissible Bag or cloth filters are provided in a final stage of cleaning the exhaust gas flow, a very extensive particle removal with an extremely low discharge of Ensure particles in the surrounding atmosphere.

In den Zeiten zwischen Konverterblasungen, d.h. während der Konverter wieder mit geschmolzenem Metall beschickt wird, wird bei dem Verfahren u. der Vorrichtung gemäß der Erfindung ein kontinuierlicher Betrieb aufrecht erhalten. Es wird Luft von außen mittels des Sauggebläses 20 in die Konverterhaube 2 und die Wärmespeicherkammer 5 und von dort durch den Rest der Vorrichtung gezogen. Hierbei tritt eine allmähliche Abkühlung der Hauptmenge des feuerfesten Materials 6 infolge des Abwärtsflusses der von außen kommenden Luft durch die Wärv mespeicherkammer 5 ein. Es erfolgt also eine zyklische Kühlung am Punkt "A" im Einlaßende der Wärmespeicherkammer 5. Die Temperatur des festen wärmeaufnehmenden Materials durchläuft an a diesem Punkt allmählich einen Bereich von z.B. etwa 1093°c ' bis etwa 316 - 427°C4 Andererseits bleibt die Temperatur am Punkt "B" im allgemeinen etwa konstant bei 427 bis 538°C, so daß die Einlaßtemperatur der Wärmerückgewinnungseinrichtung 8 ebenfalls verhältnismäßig konstant bleibt. Es erfolgt also eine kontinuierliche zyklische Erhitzung und Kühlung des feuerfesten Materials 6, wobei ein Temperaturgradient über die Höhe der Wärmespeicherzone 5 vorliegt. Am Einlaßende treten große Temperaturänderungen auf, während am Auslaßende nur sehr geringe Temperaturänderungen eintreten. Dabei kann in dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung unter Verwendung des automatischen Temperdurreglex4 31 auch kalte Luft durch den Umgehungskanal 26 zugeführt werden, etwa zu einer Zeit unmittelbar nach einer Blaseperiode, wenn die aus dem Speicher 5 kommenden heißen Gase zu heiß sein sollten, um eine hinreichend gleichmäßige Temperatur der in die WärmerÜckgewinnungseinrichtung 8 :fließenden Gase zu gewährleisten.In the times between converter blows, i.e. during the converter is reloaded with molten metal, the method and apparatus according to the invention maintained a continuous operation. There is air from the outside by means of the suction fan 20 into the converter hood 2 and the heat storage chamber 5 and pulled from there through the rest of the device. Here occurs a gradual Cooling of the main amount of the refractory material 6 as a result of Downward flow of the air coming from the outside through the heat storage chamber 5. So there is cyclical cooling at point "A" in the inlet end of the heat storage chamber 5. The temperature of the solid heat absorbing material passes through this Point gradually a range from, for example, about 1093 ° C 'to about 316-427 ° C4 On the other hand the temperature at point "B" generally remains approximately constant at 427 to 538 ° C, so that the inlet temperature of the heat recovery device 8 is also proportionate remains constant. So there is continuous cyclical heating and cooling of the refractory material 6, with a temperature gradient over the height of the heat storage zone 5 is present. Large temperature changes occur at the inlet end while at the outlet end only very slight temperature changes occur. In the process and the device according to the invention using the automatic Temperdurreglex4 31, cold air may also be supplied through the bypass duct 26, approximately at a time immediately after a bubble period, when the hot ones coming from the memory 5 Gases should be too hot to achieve a sufficiently uniform temperature in the Heat recovery device 8: to ensure flowing gases.

Bei dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung, wo das Gas zunächst durch die Wärmespeicherzone fließt, ist ein Wärmespeicher für jeden Konverter erforderlich. Wenn zwei oder mehrere Konverter vorhanden sind, sollten weitere Wärmespeicherzonen vorgesehen werden, um die vorstehend erläuterte zykllsche'Erhitzung und Kühlung einer jeden Wärmespeicherzone in Verbindung mit dem einhergehenden Betrieb. des jeweils zugeordneten Konverters zu ermöglichen. Andererseits . können zwei oder mehrere Wärmespeicher mit einer einzigen Abhitzerückgewinnungseinrichtung und einer einzigen Teilchenabtrenneinrichtung verbunden werden, so daß eine gemeinsame Wärmefiückgewinnung und Teilchenabtrennung aus einem von zwei oder mehreren Konvertern kommenden vereinigten Abgasstrom erfolgt. Bei großen Anlagen können weiterhin entsprechende Verbindungskanäle vorgesehen werden, die es gestatten, einen Wärmespeicher mit verschiedenen Konverterhauben zu verbinden, so daß beispielsweise eine Haube ausgebessert, neu ausgekleidet oder irgendwelchen anderen Maßnahmen unterworfen werden kann., während eine andere Haube für ein Konverterblasen benutzt wird.In the method and the device according to the invention, where the Gas initially flowing through the heat storage zone is a heat store for everyone Converter required. If there are two or more converters, further heat storage zones can be provided in order to achieve the above-mentioned cyclical heating and cooling of each heat storage zone in connection with the accompanying operation. of the respective assigned converter. on the other hand . can have two or more heat accumulators with a single waste heat recovery device and a single particle separator are connected so that a common Heat recovery and particle separation from one of two or more converters coming combined exhaust gas stream takes place. In the case of large systems, you can continue to use the appropriate Connecting channels are provided that allow a heat storage with different To connect converter hoods, so that, for example, a hood mended, new lined or subjected to any other measures., while another hood is used for a converter blowing.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Vorrichtung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform nach Maßgabe des Einzelfalles entsprechend abgewandelt oder geändert werden kann, ohne den $,ahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise können verschiedene Arten von waagerecht angeordneten Wärmespeichereinrichtungen anstelle der dargestellten senkrechten Kammer benutzt werden und es können verschiedene Arten und räumliche Anordnungen des wärmeabsorbierenden Materials in der Speicherkammer Anwendung finden. Weiterhin können zusätzliche oder weiter ausgebildete Temperatur- und Ventilregeleinrichtungen vorgesehen werden, um die gewünschte Temperatursteuerung der Abhitzerückgewinnungseinrichtung 8 und der Teilchenentfernungseinrichtung 15 durch Regelung eines oder mehrerer Schieber, Klappen, Ventile o.dgl. in jedem der Kanäle 16 und 26 zu gewährleisten. In dem Kanal 19 kann. ebenfalls eine verstellbare Drosseleinrichtung 32 vorgesehen werden, wenn es erwünscht ist, den GasfluB zu den stromaufwärts gelegenen Behandlungszonen zu :regeln. Alternativ können Drosseleinrichtungen in den'Kanälen ? oder 14 vorgesehen werden, um den Ge-, samtgasflüß zu regeln, jedoch ist eine Drossel in dem Kanal 19 im allgemeinen vorzuziehen, da sie sich in einer kühleren und reineren Zone befindet.It is readily apparent that the device in the drawing illustrated embodiment modified accordingly in accordance with the individual case or can be changed without departing from the scope of the invention. For example can use different types of horizontally arranged heat storage devices can be used instead of the vertical chamber shown and various Types and spatial arrangements of the heat-absorbing material in the storage chamber Find application. Furthermore, additional or further developed temperature and valve regulators are provided to control the desired temperature the waste heat recovery device 8 and the particle removing device 15 by regulating an or several slides, flaps, valves or the like. in each of the channels 16 and 26 to ensure. In the channel 19 can. Likewise an adjustable throttle device 32 can be provided if it is desired to regulate the flow of gas to the upstream treatment zones. Alternatively can throttling devices in the channels? or 14 can be provided in order to to regulate total gas flow, but a throttle in channel 19 is generally preferable, because it is in a cooler and purer zone.

Die Erfindung ist vorstehend in erster Linie in Verbndung mit der Verwendung für einen basischen Sauerstoffkonverter beschrieben worden, es ist jedoch ersichtlich, daß sie in entsprechender Weise genau so in Verbindung mit einem elektrischen Lichtbogenofen oder irgendeiner anderen Verarbeitungsanlage, die in ähnlicher Weise intermittierend betrieben wird, Anwendung finden kann.The invention is primarily in connection with US Pat Use for a basic oxygen converter has been described, however it is it can be seen that they are in a corresponding manner exactly in connection with an electrical Arc furnace or any other processing equipment that works in a similar manner operated intermittently, can be used.

Claims

Claims 1. A method for obtaining heat and for removing particles from a hot particle-laden gas flow which flows intermittently from a cyclically operated processing plant, characterized in that the gas flow is fed to a heat storage zone during the period of discharge from the processing plant, the hot gas flow brings there into direct contact with a refractory heat-absorbing material arranged in the heat storage zone, feeds the resulting partially cooled, particle-laden gas flow to a heat recovery device, cools the partially cooled gas flow in the heat recovery device by indirect heat exchange with at least one fluid heat exchange medium of a particle-laden, particle-laden flow zone feeds, there .at least a part of the particles entrained in the cooled gas stream separates, the clean and cooled gas stream formed in vents the atmosphere, and during the period when the hot particle-laden gas stream is not draining from the processing plant, a stream of air through the heat storage zone in direct contact with the heated refractory material and in the same direction of flow as the hot gas stream sucks the resulting heated Air flow to the heat recovery device, cools the heated air flow there by indirect heat exchange with the heat exchange medium and blows the cooled air flow formed into the atmosphere.

2. Procedure according to claim 1, characterized in that one. part of the hot particle-laden Gas flow in a to a predetermined temperature in the heat recovery device adequate amount during periods of operation at which the temperature of the Heat storage zone leaving partially cooled gas flow below this predetermined Temperature is, past the heat storage zone directly to the heat recovery device leads.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that one Heat recovery device with a preheating section and one in the manner of a Waste heat boiler designed section used for steam generation and as Heat exchange medium water used.

4. The method according to any one of claims 1 - 3, characterized in that in the case of too high a temperature of the cooled Gas flow prior to introduction into the particle removal zone for temperature adjustment Air in a responsive to a predetermined temperature in the particle removal zone Amount mixed with the cooled gas stream.

5. Device only carrying out the Method according to one of the claims 1 - 4, characterized by a heat storage zone (5), whose Eixü.aBBnde in flow connection with the gas outlet the processing plant and in which a fire-resistant heat-absorbing Material (6) is arranged,. a gas outlet channel (7) which is the outlet end of the heat storage zone (5) connects to the gas inlet end of a heat recovery device (8), one Gas passage through the heat recovery device with arranged in the gas path Heat exchange tubes for the flow of a fluid medium, the connected Inlet and outlet lines (10, 12) for the fluid medium .aufhaben a gas outlet channel (14) connecting the gas outlet end of the heat recovery device (8) to the gas inlet a particle removal zone (15) having particle separation means disposed therein connects, an outlet channel (19) for the withdrawal of purified gas from the particle removal zone, a blower device (20), the suction side of which is in flow connection with the outlet channel (19) represents the purified gas, and a chimney (22) in flow communication with the outlet side of the fan.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that that a bypass channel (26) for gas flow through the inlet end of the heat storage zone (5) connects to the gas inlet end of the heat recovery device (8) and in a valve device (27) is arranged in the bypass channel for adjustment in response to at least one in the gas inlet to the heat recovery device is blinded temperature with a temperature control device (31).

7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that a channel (16) for the inlet of air for temperature adjustment is connected to the inlet end of the particle removal zone ('15) and this air inlet channel has a valve device (17) which is responsive for adjustment is connected to temperature control means (24) for at least one temperature sensed at the inlet end of the particulate removal zone. B. Device according to one of claims 5 - 7, characterized in that the particle separation device of the particle removal zone (15) is formed at least in part by a bag filter.