DE1783023A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Abtrennung von Ofengas - Google Patents

Description

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CHtMiCAL CONSTRUCTION CORPORATION, New York,N,Y,/USA Verfahren und Vorrichtung zur Abtrennung von Ofemta#

UIo Erfindung bezieht eich auf die Abtrennung von Abgasen aus dom mit Luft ventilierten Abzug ei-Hos orene, wie z.B. eines Sauerstoffstahlkonverter·, der oinoii Gasstrom erzeugt, welcher alt Luft ein explosivee (lemlach bildet.

Die Erfindung besieht «ich insbesondere auf die selektive Abtrennung eines Abgasteil· aus de« sentrarlen Rereich dee Abzugs, der nicht mit Luft verdünnt i»t_{ wobei die Bildung eines explosiven Oemieohs Mit verhindert wird, und zwanfturoh die Verwendung

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eines selektiven Rohrs oder einer Gassonde, die während des Betriebs des Ofens in den Abzug eingeführt wird, wenn Abgas erzeugt wird, und durch welch· der Abgasteil zu einem gesonderten Ausgang geführt wird.

Die herkömmljtfie Arbeitsweise beim Betrieb vieler Typen von öfen, insbesondere Stahlöfen, wie z.B. Sauer-. stoffstahlkonverter oder elektrischer öfen, umfaßt eine Stufe oder eine Maßnahme la Betriebszyklus, bei dem ein Abgas erzeugt wird, welches eine Zusammensetzung oder, gewisse Bestandteile aufweisen kann, die mit Luft in gewissen Verhältnissen ein explosives Gemisch bilden. Im Fall eines Sauerstoffatahlkonvertwre umfaßt der herkömmliche Betrieb eine Blas- oder Schmelzrelnigungsstufe, bei welcher Sauerstoff oder ein mit Sauerstoff angereichertes Gas mit Hilf· einer Sauerstofflanze in den Ofen eingeführt wird. Das resoltierende Ofenabga·, welches überwiegend aus Kohlenmonoxyd besteht und auch mitgerissene Feststoffteilchen, wi· z.B. Eisenoxyd, enthält, wird aus dem Ofen durch einen oberen Austritt, der hier "Öffnung" genannt sei, abgelassen und in einem Gasabzug gesammelt. Der Abzug umgibt die Öffnung des Ofens„ jedoch ist ein Abstand im allgemeinen zwischen dem Abzug und der Ofenöffnung vorgesehen, welcher ein Neigen des Ofens während des Ausgieflens erlaubt und

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auch den Eintritt von Luft 1» den unteren ringförmigen Teil de« Abzüge gestattet.

Ein verbesserte· Verfahren «tun Abtrenn von Teilen des Ofengases ans des Abaug 1st in der USA-Patentschrift 1 186 831 beschrieben. Bine der Schwierigkeiten, die bei dieses Verfahren angetroffen werden« welches den selektiven Abzug von alt Loft unverdünnten Abgas teilen aus den sentralen Bereich des Absugs alt Hilfe einer Gassonde unfaBt« besteht darin, dafi Exploeionen in oder in der Nana der Sonde oder der Abtrennungsleitung wlhrend eine· Teil· des Zyklusses auftreten können« und swar insbesondere wtthrendj&es Beginn· der Blasperlode« da sich explosive O mische sue Abgas und Luft in der Sonde bilden. Diese Schwierigkeit wird hauptsächlich dann angetroffen« wenn die Gassonde oder das Abtrenaungsrohr ans dee Abang während der Attsgiee- und Beschickungsperiode suraokgesogen (

wird« und wenn das Gasabtremmngsrohr oder die Sonde vor oder wfthrendder Blasperlode wieder in den Absug eingeführt wird. In anderen Fallen können Explosionen aufgrund der Mischung der Luft« welche den unteren Teil des Abzugs vm dieOfentfffnung betritt« alt dea Ofeaas« das in den sentral angeordneten Eintritt des Gasabtrexmungsrohrs eingeführt wird« auftreten*

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Es Wird in allgemeinen als notwendig erachtet, eine gewisse Menge Luft in den Ofenabzug zwecke Ventilation und Verbrennung einzuführen, da, sofern kein© Luft in den Abzug eingeführt wird, ein Teil dee Ofenabgaaes in die Atmosphäre, welche den Ofen ungibt, entweicht ο Diee ist äußeret unerwünscht, da das Abgas gewöhnlich giftig oder anderweitig für die Gesundheit des Personale schädlich und auch entzündlich ist und die Gefahron einer Luftverunreinigung verursacht. Der Abzug kann nicht in einfacher Weise um die Ofenöffnung durch eine gasdichte Dichtung befestigt werden und zwar wegen grundlegender Verfahrenserurterungen, da der Ofen nach der SauÄtoffrelnigungsstufe geneigt werden muß. Typische Einzelheiten von Ofenanordnungen und Vorrichtungslconzeptionen sind in den USA-Patentβehriften 3 002 739, 2 908 737, 2 862 701, 2 &k7 2O6 und 2 803 **5O angegeben. Andere Anordnungen von Abgas ab trennungsvo zurichtungen fur verschiedene Typen von Öfen sind in der echweieer. Patentschrift 198 255 und den USA-Patentschriften 2 831 W, 2 855 19* und 2 093 666 angegeben«

Gesäß der vorliegenden Erfindung wird ein Abgasteil selektiv aus de« Zentralbereich des alt Luft ven-

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tiliorten Abzüge eines Ofens abgetrennt, und zwar alt Ilil/o oint!3 Verfahrens und einer Vorrichtung, die die Möglichkeit von Explosionen aufgrund der Mischung dee Abgases mit Luft verhindern_f die in vielen Fällen ein explosives Gemisch mit dem Ofenabgae bilden kann.Viele Typen von industriellen Öfen erzeugen ein Abgas, welches brennbare Beatandteile enthalt, vie z.B.Kohlenmonoxyd, die mit Luft in gewissen Verhältnissen ein explosives Gemisch bilden können, Di· Erfindung ist insbesondere auf/iie Abtrennung von Abgasen aus cinom Sauerstoffstahlkonverter anwendbar, der «it einer Blasperiode betrieben wird, während der rel·· ii.j.s Sauorstoffgae odor ein hauptsächlich aus Sauerstoff bestehender Gasstrom in ein Bad aus geschmolzenem Eisenmetall eingeführt wird, wodurch ein« Reaktion mit dem Kohlenstoffgehalt des Metalle stattfindet und ein Abgas gebildet wird, das hauptsächlich Kohlonnonoxyd enthält.

Die vorliegende Erfindung schlägt ein ssntrales Hohr vor, welches sich in den mit Luft ventilierten Abzug des Ofens erstreckt und am Eintritt des zentralen Bereiche des Abzugs endet, wodurch «it Luft weitgehend unverdünntes Abgas selektiv von zentralen Bs-

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reich dee Abzüge abgetrennt werden kann. Ein koaa trischee, koaxiales Rohr oder zwei konz ent rieche Rohre sind außerhalb und koaxial/sum zentralen Rohr vorgesehen. In den Fällen, in denen zwei Rohre vorgesehen sind, wird inertes Gas, wie 2.B. Stickstoff oder Daispf, durch den ringförmigen Weg zwischen dea zentralen Rohr und den mittleren Rohr hindurchgeftthrfc und der Inert-

™ gas at ro« wird durch öffnungen ia zentralen Rohr In der Gegend dea Eintritts des aentralen Rohrs in das Ofenabgas ©ntlaaeen. Diese Verdünnung des Ofengases «it inerte« Gas dient dazu, ein Gasgemisch zu bilden» das nicht explosiv ist und sicher durch das zentral· Rohr und aus dem Abzug geführt werden kann. Sin AbschreckflUssigkeitsstro«, wie z.B. Vasser oder ein leichtes Kohlenwasserstofföl, wird durcfcyften äußeren rlngfSraigen Weg zwischen de« «ittieren Rohr und de« aufleren

) Rohr geführt, und Abachreckflttssigkeit wird somit durch öffnungen und in Querrichtung in das verdünnte Gasgemisch am Eintritt des zentralen Rohrs gespritzt, üb das heifle Gasgemisch abzuschrecken, damit die Abtrennung und die nachfolgende Verarbeitung erleichtert wird. In Fällen, in denen das Ofen» abgae Mitgerissene Feststoffteilchen enthält, ergibt das Einspritzen der Abschreokflttsslgkeit auchyblae Wa-

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dee Gases und eine Entfernung von Feststoffen, und die mitgerissenen Flüssigkeit β tröpfchen, die anschließend von Abgas abgetrennt werden, enthalten die festen Teilchen, die aus dem Abgas während dea Abschreclcverfehrens abgetrennt worden sind. Venn nor ein Rohr vorgesehen 1st, dann dient der ringförmige

Veg dazu, die Abschreckflüssigkeit zu fuhren, und es sind dann eine Reihe von Rohren innerhalb des ringförmigen Wegs angeordnet, usi inertes Oa* «tue Eintritt

des zentralen Rohrs zu fuhren.

Bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung auf zyklische Ofenoperationen, wie z.B. bei eine« Stahlkonverter, der eine Saueret offblasperiode hat, an die sich ein Ausgießen des geschmolzenen Metalle und eine Beschickungsperiode anschließt, wird die Rohrzuoammenateilung zu Beginn der Blasperiode in den Abzug eingeführt, wobei während dw Einfügung sowohl der FIuO des inerten Gases als auch ier Fluß (

der Abschreckfltteelgkeit aufrechterhalten wird. Während der eigentlichen Blaaperiode, wenn die Rohrzusaanenstellung in den Abzug eingefügt 1st und der Ofen Abgas erzeugt, kann der Strom des Inertgases abgestellt werden, so daß ein konzentriertes Ofenabgaa, das mit Inertgasen unverdünnt ist, in das zentrale

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Rohr eingeführt wird. Am Ende der Blasperiode wird der Strom des Inertgases wieder aufgenommen und die Rohrrusamatenetellung wird aas dem Abzug zurückgesogen, um eine Ofenbewegung oder ein Neigen wahrend der Ausgieß- und Beschickungsperiode zu gestatten.

Der Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung be-= steht darin, daß Ofenabgas, welches ein explosive·

w Gemisch mit Luft bildet, sicher aus de» alt Luft ventilierten Abzug eines Ofens entfernt werden kann» ohne daß die Gefahr einer Explosion entweder in der Abgas ab tr ennungs vorrichtung oder während der nachfolgenden Verarbeitung des Abgases besteht. Ein weiterer Vorteil 1st der, daß die Vorrichtung bsi vorhandenen wie auch bei neuen Ofenanlagen eingebaut werden kann. Ein anderer Vorteil besteht darin, daß das Abgas an Punkt der Einführung in das Abgasabtrennungs-

k rohr gleichzeitig verdünnt und abgeschreckt wird, was verhindert,, daß Luft, die durch den alt Luft ventilierten Abzug in das Rohr eintreten kann, ein explosives G(MBiBCh alt dem Abgas in de» Rohr bildet. In der Praxis 4er X-rfin iung wird inertes Gas In das Ofenabgas vor der quergeriohteten Einspritzung der Abschreckflttssigkeit eingeführt. Dies ist von Vorteil, weil grofie

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Gasvoltuaina und hohe Strömungsgeschwindigkeiten während der quorgorichteten Einspritzung der Abschreckfluesigkeit vorhanden sind, was 9±n9 verbesserte Verteilung der Abschrockfltlssigkeit in den vereinigten Oasatrom verursacht. Ein weiterer Vorteil der Erfindung iat derjenige, daß die Vorrichtung aus dem Of enabzug während bestirnter Perioden de« Ofenbetrlebeaykluases zurückgezogen werden kann. Wenn die vor lie·- t

gande Erfindung auf Saueratoffstahlkonverter angewondot wird, dann eind noch andere Vorteile vorhandon Während des größten Teile der Saueretoffblasporiode kann dor Inertgaastroa abgeateilt werden, und das Konverterabgaa, daa hauptaMchlich aua Koh·· lonmonoxyd und tue meMliachea Eiaendunat oder -staub besteht, wird inyäae zentrale Rohr in eine« unverdünnten Zuatand eingeführt. Diea let Hufierat vorteilhaft, da hochreines Kohleneonoxyd gebildet wird, welches aufgrund einoe Mitreiaaena von Ixift oder einer Ein-

InertfUhrung von gaa nur vernachlMaslgbar verdünnt iat.

Nach der Behandlung sur Entfernung von aietalllacheai Klsen»taub eignet aich das Abgas für chemische Verwundungun, wie ζ Π fUr die Herstellung Ύοη Wasserntoff oder Synthesegas für die Methanolernthese. Weiterhin weist der abgetrennte Ei β en β taxi b olue wertvolle Form auf und Iat nahezu rolnea Kieenpulver, da keine

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Luft eingeführt wird, die eine teilweise Umwandlung in Eisenoxyd ergibt. Schließlich kann die erfindungsgem£- ße Vorrichtung jeder herkömmlichen BOF-Anlage hinsugefiigt werden, wodurch die Kontrolle der Luftverunreinigung verbessert und in einigen Fällen eine erhöhte Saueretoffb-lasgeachwindigkeit gestattet wird.

KIn Ziel dor vorliegenden Erfindung let die Schaffung eines verbesserten Verfahrens und einer verbesserten Vorrichtung zur Abtrennung von Ofenabgas aus de· Abzug eines Ofens oder dergleichen. Ein weiteres Ziel let Os.· Abgas aus dem zentralen Bereich des mit Luft ventilierten Abzugs eines Ofens selektiv abzutrennen» während die Bildung eines explosiven Gemische aus Abgas und Luft verhindert wird.

Ein weiteres Ziel ist es, inertes Gas in Abgas, das selektiv aus dem mit Luft ventilierten Abzug eines Ofene abgezogen wurden ist, einzuführen, um die Bildung von explosiven Gemischen aus Abgas und Luft au vorhindern.

Ein weiteres Ziel 1st die Schaffung eines Verfahrene und einer Vorrichtung zum Elnspritaen von inertem Gas

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und Abschreckflüssigkeit in einen Abgas teil, der aelektiv aus den zentralen Bereich eines Bit luft ventilierten Abzugs eines Ofens abgeführt worden ist.

Bin weiteres Ziel ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens und einer Vorrichtung zur Verdünnung eines Ofenabgasos mit inertem Gas, woran sich eine Einspritzung in Querrichtung einer Abschreckflüssigkeit in das Gasgemisch zwecks Abkühl ens und Väschens der Gasphase anschließt.

Diese und weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor. Die Erfindung wird an Hand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert,

In den Zeichnungen zeigern

Fig. t eine Vorderansicht einer erfindungegemäßen Vorrichtung in der Anwendung auf die Abtrennung von Abgas, das aus einem Sauerstoffstahlkonverter herauskommt ι

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2 eine vergrößerte Ansicht einer Ausführungeform Abgasabftihrungsrohrssusaiomeneteilung I

Fig* 3 eine Teilansicht der Vorrichtung von Efe. 2 an der Linie 3-3*

Fig« h eine vergrößerte isometrische Ansicht einer ) anderen Aueführungeform der Abgasabführungsrohrzu-

saaaione tollung ι und

Fig, 5 eine bevorzugte Betriebsart der erfindungsgema&en Vorrichtung und die Behandlung des Geeischs aus Abgas_r Inertgas und raitgerissenen Flüssigkeit*- tröpfchen, welches Über das Zentralrohr der Vorrichtung abgenonaen wird.

. ' Geoäß Flg. 1 ist der Ofen 1, bei dea es sich in typischer Weise um einen Sauerstoffstahlkonverter handelt, «it einer inneren Auskleidung 2 versehen, die gewöhnlich aus einem feuerfesten MaterM besteht.Der Ofen f besitzt eine obere öffnung, welche ±m Fall von Sauerstoffkonvertern als G&saustritt wie auch als Beschickungseintritt für unreine Schmelzte sowie

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auch als Gieß schnauze, wenn der Ofeqfcenelgt wird, dient. Wenn der Ofen als Sauerstoffetahlkonverter betrieben wird,dann wird auch eineSauerstofflanze 3 durch die Ofenöffnung eingeführt. Die Lanse 3 dient dasu, Sauerstoff oder eine alt Sauerstoff angereicherte tuft in die Schmelze,, die sich im Ofen befindet, einzuführen.

Ein Abzug h ist um die Öffnung dee Ofens 1 angeordnet und dient dazu, den Of«nabgasetrom 5 zu sammeln, weleher im Fall eines Sauerstoffstahlkonverter* hauptsächlich axe Kohlenmonoxid und auch au* inerten Gasen und mitgerissenen Feststoffteilchen, wie z.B. Eisenstaub, besteht. Der Abzug k weist von der äußeren Wandung des Ofens 1 einen Abstand auf, und ein Ventlla— tioneluftstrom 6 wird in den Abzug gesogen. Der Lüftet rom ό dient dazu, den Abgasetrom 5 nach oben in den Abzug h zu spülen, und verhindert ein Entweichen von Abgs) ti dio umgebende Atmosphäre. Der Gasstrom 6 1st äußerst wichtig, da der Abgasstrom 5 bei)eeinem Entstehen und bei derHlnwegfuhrung eine hohe Temperatur aufweist und da, wie bereite oben erwähnt, der Strom 5 hauptsächlich aue Kohlenmonoxyd bee teilt, welches hochexplosiv Iet, wenn ee in gewissen Verhältnissen mit Luft gemischt 1st. Weiterhin latfler Strom 3 stark

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giftig und enthält eine hohe Staubbolaitoig und kann deshalb nicht in die tAsgebungeluft abgelassen werden. Der Luftstrom 6 besitzt noch eine weitere wichtige Funktion, weil er nämlich entlang der inneren Oberfläche d«e Abzugs k «leitet und soeit aar Abkühlung des unteren Teils der Wandung des Absage h dient. Zusätzlich wird der Abzug k von außen sd.t Hilfe eines Wassermantels 7 gekühlt.

Wenn der LuftstroariS innerhalb des Absage k nach oben steigt, dann findet ein Kontakt zwischen der Luft und dem Abgasstroa 5 statt. Dies hat zur Folge, daß lsi oberer feil des Abzugs*» eine Verbrennung stattfindet und daß der Sauerstoffgehalt des Stroas 6 verbraucht wird - Aus den Abzug k wird ein Gaastroei 8 abgesogen, der hauptsächlich aus Kohlenaonoxrd, Kohlendioxyd und Stickstoff besteht und auch Mitgerissene feste Staubteilchen enthKlt. Der Stro» 8 wird anschließend abgekühlt und durch einen VHscher oder eine Filter·· einrichtung (nicht gezeigt) behandelt, um Peetstoffe abzutrennen. Der gereinigte Oasstroai wird dann in die AteoSphäre entlassen, da der Stroei 8 wegen d9r Verdünnung mit desi Luftstroai 6 einen sehr niedrigen Heizwert besitzt.

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In der Gegend des unteren Tell» des Abzug· k ist die Rohrzusaiamenstellung oder die Gaasondeneinneit 9 vorgesehen, welche durch die Wandung de· Abzugs k hindurchgeftihrt oder darunter vorbeigeführt ist, wobei der Eintritt der Einheit 9 1» der zentralen Zone de· Abzüge h angeordnet let, vo die Qaszusa—ieiiwetzung hauptsächlich aus dem Abgasstrom 5 besteht, der nur einen veraachl&eeigbaren Anteil an Luft enthält.Die Einheit 9 let vorzugsweise durch den Zwischenraum zwischen de« unteren EndejUea Abzage k und der öffnung des Ofens 1 eingeführt, jedoch kann die Einheit 9 auch durch da Passstück in der Wandung des Abzugs h eingeführt sein. Ein Teil de· Abgasetroas 5 wird in die Sonde 9 abgezogen und dieser Teil wird, wie es weiter unten erläutert wird, augenblicklich auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt, durch das Einspritzen eines Inertgases verdünnt und durch ein Einspritzen in Querrichtung von Waschflüssigkeit ab-=- '

geschreckt und gewaschen. Der resultierende verdünnte Gasstrom 10, der mitgerissene Flüssigkeitstrupfchen enthält, wird aus der Einheit 9 abgezogen. Der gemischte Gasstrom flioflt nun vorzugsweise durch einen Beladungsabscheider, wie z.B. ein Zyklon 11, um mitgerissene PlUseigkeitstrSpfchen und -nebel zu entfernen.

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Die gesaaaelte Flüssigkeit «Lrd gemeinsam ait den aus den Gasstrom ausgewaschenen Feststoffen über den Ab™ stroa 12 aus den Zyklon 11 abgelassen» Die Einheit 1t kann auch aus den Beladungsabacheider, der in der USA-Patentschrift 2 998 100 beschrieben ist, oder aus einer Prallblechvorrichtung: oder anderen geeigneten Gae/Flüeslgkeite-Trenzungseinrichtungon bestehen. Der resultierende Gasstrom, ά·τ nunmehr frei von mitgerissenen Fltissigkei te tröpfchen ist« wird aus den Abscheider 11 durch ein Rohr 13 vermittels eines Zentrifugalgebläse» ifc abgesogen.Andere geeignete Typen von Gebläsen oder Gaspumpen können für diesen Zweck ebenfalls verwendet werden« Der resultierende Gasstrom 15 wird nun über ein Rohr t6 aus dem Sys tee abgelassen. Der Strosi 15 ist ein sauberes kühles Gas, das hauptsächlich aus Kohlenmonoxyd plus Inerten Gasen besteht, und eignet sich fur die Verwendung als Heizgas oder für andere Zwecke. In einigen Fällen kann der Stroa 15 in chemischen Herstellung- oder Syntheseverfahren verwendet werden» wie as.B, bei der Herstellung von Wasserstoff durch die Waesergasverschlabungsreaktion.

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Der FIuO des Abechreckungeflttssigkeltsetrome und des Inertgasströme in die Rohrzueammenstellung 9 1st In Pig« 1 ebenfalls zu sehen« Bin Strom 17, der ans einer geeigneten AbachreckflUaeigkolt besteht, wie sj.B. Wasser oder ein leichtes Kohlenwasserstofföl, wird über ein Rohr 18, ein Ventil 19 und ein Rohr 20 In den äußeren ringförmigen Weg in der Einheit 9 eingeführt t und wird, wie weiter unten erIHutert, in Querrichtung in den Strom 5 *■ Eintritt der Einheit 9 eingerührt. Ein Strom 21, der aus einem geeigneten Inertgas, wie z.B. Dampf, Stickstoff, Kohlendioxyd oder filtriertem Kaminga· besteht, wird Über oln Hohr 22 _t ein Ventil 23 und ein Rohr 2k in den inneren ringförmigen Weg in der Einheit 9 eingeführt und wird am Eintritt der Einheit 9 In den Abgaestrom 5 unter feiner Zerteilung eingeleitet, wodurch in zentralen Rohr der Zuaammenateilung 9 sin Gasgemisch gebildet wird, welches eine Zueammenaet- (

zung außerhalb dea exploaiven Bereichs beaitst.

In Fig. 2 lat eine Auafuhrungeform der Oaaabtren-ESingarohrzuaMmiensteilung 9 1* Detail geselgt. Die Rohr&usmmmonsteilung weist sin oberes flache·, ringfOrmlges Leitblech 2) auf, von wo au· sich ein ii

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ros Rohr 27 nach unten erstreckt. Das Rohr 27 verläuft koaxial zu« ttuBeren Rohr 9i wenn die Rohre 27 und 9 zylindrisch sind, dann erscheinen diese Rohre im horizontalen Querschnitt, wie welter unten erläutert,, als konzentrische Kreiee. Ein flaches ringförmiges Leitblech 29 ist am unteren Snde des Rohrs 9 vorgesehen, und erstreckt sich von Ende des Rohrs 9 nach innen zum unteren Snde des inneren Rohrs 27· ™ Rohre Zk erstrecken sich in den ringfSrsdigen Weg

zwischen den Rohren 9 und 27 und verlaufen dann nach unten zu Inertgasabgabeöffnungen 31, die in der Wandung des Rohr 27 in der Nahe des Leitblechs 29 vorgesehen sind. Eine zweite Reihe von öffnungen JZ 1st in der Wandung des Rohrs 27 oberhalb der öffnungen 3\ vorgesehen, welche die Rohre Zk alt dem ringförmigen Weg zwischen den Rohren 9 und 27 verbinden.

BoIm Betrieb der Vorrichtung von Flg. 2 strömst der

InertgaeetroBi 21 über das Rohr 22 und das Ventil 23 in die Rohre 24. Das Inertgas strosit durch die Rohre Zk nach unten und wird sjs unteren Sode der Rohrsueamaenstellung nach innen gerichtet und durch die öffnungen 31 in den Strosi 5 sue heifieei Abgas lsi Bereich des Eintritts des Rohre 27 eingespritzt und

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dient somit dazu, das Abgas in ein nicht-explosives Gasgemisch zu verdünnen. Das Gemisch aus Abgas und Inertgas etrönst durch das Rohr 27 aufwllrte und passiert dabei die Ö*ffnungen32· Der Strom 17 ans Abechreckflüseigkeit strömt über das Rohr 18, das Ventil 19 und das Rohr 20 in den ringförmigen Raum, der sich zwischen dem Rohr 9 und dem Rohr 27 und unter» halb des Leitblechs 25 befindet. Die Abschreckflttssigkeit strömt durch den ringförmigen Weg «wischen den Rohren 9 und 27 nach unten und wird durch das Leitblech 29 umgelenkt, so daß die Abschreekflüeaigkeit durch die öffnungen 32 hindurch und In Querrichtung in das Gemisch aus heißem Abgasstrom 5 und Xnertgaestrom 21 hineingeführt wird, das* mit hoher Geschwindigkeit durch das zentrale Rohr 27 strömt. Die Abschreclcflttssigkeit dient somit zum Abkühlen und Vaschen des Oasstroms. Das Gemisch aus Abgas, Inertgas und AbschreckfIUeeigkeitströpfchen fließt durch das Rohr 27 als Strom 10 nach oben und tritt aus dem. Rohr 9 aus, um weiter behandelt zu werden, wie es oben beschrieben wurde.

Fig. 3 ist eine Querschnittsanslcht von Fig. 2 und zeigt die Anordnung der Rohre Zk innerhalb des ring-

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•förmigen Wegs zwischen den Rohren 9 und 27» wi© auch die konzentrische kreisförmige Anordnung der Rohre 9 und 27>

In Pig. k ist eine bevorzugte Ausführungefora der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert» bei der die . AbBclireckflüasigkoit durch einen äußeren ringförmigen Weg zum Einlaß des zentralen Rohrs führt und dann in seiner Strömungerichtung umgekehrt wird, so daß die Abschrct'-kflüssigkeit in Querrichtung in das Gemisch au8 Abgas und Inertgas eingespritzt wird. Diese Anordnung wird in den meisten Fällen bevorzugt, da eine größere Zerteilung der AbechreckflUseigkeit erreicht wird, und zwar aufgrund der höheren Oasgeschwindigkeiten am Punkt der Flüssigkeit seinapritsung, da das Inertgas den Ofenabgas früher zugesetzt wird. Der AbschreckflÜssigkeitsstroa 17 verlauft über das Rohr 20 in den ringförmigen Veg zwischen dem äußeren Rohr 9 und dem mittleren Rohr 26 und strömt nach unten und an einem ringförmigen Leitblech 33 vorbei, das sich zwischen dem unteren Ende des Rohrs 26 und dem zentralen Rohr 27 erstreckt. Das Leitblech 33 ist mit einer ersten Reih· von im Abstand angeordneten öffnungen und einer zweiten Reihe

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von Im Abstand angeordneten Öffnungen versehen. Ein gekrümmtes Überleitungerohr Jk erstreckt eich «fischen einer jeden der ersten Reihe von Öffnungen im Leitblech 33 und einer der Öffnungen 35 in der Wandung des zentralen Rohrs 27· Ώτ Abschreckflüseigkeitsetrou, der durch den äufleren ringförmigen Weg zwischen den Rohren 9 und 26 nach unten strömt, kehrt Goino Strömungsrichtung um das untere Ende des Rohrs "

26 um, fließt in die Rohre 3k und wird hierauf in Querrichtung in den hochbeschleunigten Gasetrom über die Öffnungen 35 eingeführt. Der Inertgasβtrom 21 strunt Über das Rohr 2k in den inneren ringförmigen Weg zwischen dem zentralen Rohr 27 und desi Rohr 26 und strömt hierauf durch die zweite Reihe von öffnungen im Leitblech 33 und durch die Reihe von gekrümmten Rohren 36, die sich zwischen den öffnungen im Leitblech 33 und den öffnungen im Abschnitt 38 i

erstrecken. Der Abschnitt 38 kann ein gesonderter Oaseintrlttsabschnltt o«er ein Rohr sein, Jedoch ist 38 vorzugsweise eine Verlängerung des aentralen Rohrs 27· D»s inerte Oas tritt aus den öffnungen 37 aus und in den Oasweg, der durch den Abschnitt 38 definiert wird, ein und vereinigt sich mit dem einströ-

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Abgas strom 5, wobei ein gemischter Gasstrom nicht» explosiver Zusammensetzung gebildet wird, dor dann durch die Abschreckflüselgkeit gekühlt und e©waschen wird, die über die öffnungen 35» wie oben beschrieben, eingespritzt 'wird. Der gemischte Strom ms Abschreckungaflüseigkeitatröpfehen, Abg&a und Inertgas wird aus dem Rohr 9 als Strom 10 für eine wei-. teie Bearbeitung entlassen, wie es oben beschrieben

wird. Kin Abschlußleitblech 29 erstreckt eich swiachen dem unteren EndeAes äußeren Rohrs 9 und den Abschnitt 38, welcher« wie oben bereite erwtthnt, lediglich eine Portaetzung des Rohrs 27 «ein kann.

Xn Fig. 5 let die Anordnung der Abgaaabtrennungs~ vorrichtung in bezug auf den Saueretoffatahlkonverfcer dargestellt. Fig. 5 seigt auch die Abgasbehandlung zur Abtrennung von mitgerissenen Flussigkeite-' tröpfchenο In Konverter 1 befindet sich eine Be

schickung kO_f die aus geschmolzene« Eisen besteht. Ein SaueretoffstroM 39 wird über die Lanze 3 in den Ofen oder Konverter 1 eingeführt und tritt oberhalb des aus geschaolsenesi Netall bestehenden flüssigen Körpers JfO aus und in diesen ein, wae eine Bildung des Abgas Stroms 5 zur Folge hat, der eaaaaien alt de*

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ringförmigen Ventllationsluftetrom 6 in die Auffangschürze kl des Abzugs k aufste-figt. Sin Teil des Ab" gases wird gemeinsam mit den durch die Reaktion des Stroms 6 mit einen Teil des Stroms 5 erzeugten Verbrennungsprodukt en über den Strom 8 aus dem Abzug k entfernt. Die Abgaeabzugsrohrzusammenetellung 9 erstreckt sich in den Ram zwischen der Auffangschürzc hi und der Öffnung des Ofens 1, wobei der Eintritt der Einheit 9 im zentralen Bereich unterhalb oder innerhalb des Abzugs k angeordnet ist« Bin zentraler Abgasteil 5 vird in die Einheit 9 geleitet, und der Flüssigkeitsstrom 17 und der Inertgas·trom 21 werden über die Rohre 20 bzw. 2k in die Einheit 9 eingeführt. Die gesamte Zusammenstellung der Einheit 9 ist auf einem Wagen hZ befestigt, welcher ein Träger mit Rädern oder Rollen ist und welcher so beweg» lieh ist, daß die Einheit 9 aus dem Abzugebereich herausgezogen werden kann, während Metall ausgegos- f

sen oder beschickt wird.

Das Gemisch aus Ofenabgas, Inertgas und mitgerissenen FlUssigkeitströpfchen stro*mt von der Einheit 9 *le Strom 10 Über eine flexible Überleitung k3 in den vergrößerten Beladungsabscheiderabechnitt hk, in welchem

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* dor größte Teil der mitgerissenen Flüssigkeit aus der Gasphase als Flüssigkeitseee ft5 abgeschieden wird,der sich am Boden des gekrümmten Abschnitts ftft bildet.Der Flüssigkeitsabscheiderabschnitt ftft kann mit geeigneten Leitblechen (nicht gezeigt) versehen sein, um die Abtrennung der mitgerissenen Flüssigkeit ans der Gas-, phase zu unterstützen. Die abgetrennte Flüssigkeit, die gewöhnlich mitgerissene Feststoffteilchen enthält _f die aus der Gasphase entfernt worden sind,wird vom Boden der Einheit ftft über einen Auetrittsansatz ft6 als Strom ft? abgenommen, welcher zu einem Filter oder einem Absetzbehälter ft8 geführt wird« wo eich eine Faststoff" oder Breiphase abscheidet, die als Strom ft9 austritt. Die geklarte Flüssigkeit wird aus der Einheit ft8 als Strom 17 zurückgeführt.

Xm Abschnitt ftft werden restliche mitgerissene Plusoigkeitströpfchen oder »nebel aus der Gasphase durch einen Beladungeabscheider 50 entfernt, der gewöhnlich aus einer Drahtnetzeinheit besteht. Di· abgeschiedene Flüssigkeit strömt von der Einheit 50 zum See ft5, wahrend die Gasphase» die nunmehr von mitgerissener Flüssigkeit frei ist, zum Eintritt eine· Gebläse· oder Ventilators 51 strömt. Das Geblas· 51 befördert dl· Ga*-

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phase in den Gabelunge abschnitt 52, von wo aus das Gas entweder über ein Ventil 53 und ein Rohr 54 als Strom 55 zur Atmosphäre oder über ein Ventil 56 und ein Rohr 57 als Strom 58 zu einer weiteren Verwendung strömt.

Während der Säuerst of fblaoperiodo, die in Fig* 5 ge*" zeigt ist, 77lrd durch die Einheit 1 oin Abgae erzeugt, •iüu an Kohlen raonoxyd reich let, welches in den mei" ot m F Ulla η Jn oir.sn abgekühlten,, gewaschenen und verdünnt on Zustand 'Jb or führt werden muß. Deshalb wird nach Deginn dor Blasperlodo, wobei die Einheit 9 innerhalb do» Abzugs k angeordnet ist, der Fluß des Inertgasatromo 25 unterbrochen, da keine Gefahr einer Explosion dor reichen'Abgase ,besteht, die Über 5 In die Einheit 9 oingeführt .,erden. Hierauf wird das Ventil. 56 geöffnet und das Ventil 53 wird geschlossen, no d.AÖ reiches Abgas zur weiteren Verwendung Über dun Strom 58 fließt. Am Ende der Blaeperiode wird der Fluß doe Inoz»tgas ströme 21 wieder aufgenommen, da3 Ventil 5Γ wird geöffnet und das Ventil 56 wird ftoschlonsen, und das verdünnte Abgas wird Ubsr den Strom 55 «ntlassen. Der Wagon k2 wird dann nach außen und nach oben ucochoben, so daß die Einheit 9 sjus dem Ab2Ug k herausgezogen wird. Der Fluß der Strtfme 17

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2 t kann dann abgestellt werden und das Gebläse 51 wird abgeschaltet. Der Ofen 1 wird dann zum Ausgießen ge« neigt, vorauf sich ein erneutes Einfüllen alt frischer Beschickung von unreinem geschmolzenen Eisenmetall in den Ofen anschließt und der Ofen 1 wieder unt-er den Abzug k gebracht wird» Das Gebläse 51 wird wieder angeschaltet, uoa einen Strom in die Einheit 9 zu ziehen, und auch der Fluß der Ströme 2t und 17 wird wieder aufgcnoremonc Dio Einheit 9 wird dann wieder in den Abzug k for oinca ernouten Gasabzug eingeführt, wobei keine Explosionsgefahr während der Einführung aufgrund des Flusses des Stroms 21 besteht. Nach Beginn der Blas» poriode alt dem Strom 39» der durch die Lanze 3 mit oinor gewünschten Strömungsgeschwindigkeit fließt, wird der Fluß des Strome 2t beendet, das Ventil 56 wird geöffnet und daa Vontil 53 wird geschlossen, um den Arbeitszyklus zu vervollständigen.

Ee ist für einen Fachmann auf diesem Gebiet klar, daß en zahlreiche Altenrnativen innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung gibt. Das Verfahren und die Vorrichtung sind auf sahireiche Typen von öfen anwendbar, wie BnB, auf die verschiedenen metallurgischen öfen, die Abgas« erzeugen, welche mit Luft ein explosives Gemisch bilden, wie s«B. Abgase, die Kohlenmonoxid, Was-

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serstoff oder organische Dämpf· enthalten. Das Inertgas wird vorzugsweise dem Abgas vor des Einspritzen der Abschreckflüssigkeit zugesetzt, um eine größere Verteilung der flüssigen Phase la Gasstrom zu fördern» Weiterhin muß der Inertgaestrosi in das abgezweigte Abga& vor der Einspritzung der AbschreckflUssigkeit eingerührt werden,, um ein Ablaufen oder Verspritzen von Abschreckflüssigkeit in den Konverter zu verhindern. Die AbschreckflUsalgkeit strömt vorzugsweise durch den I äußeren ringförmigen Weg zwischen den Rohren 9 und 26« um das Kühlen der Rohrzusameenstellung su fördern» indem gewissermaßen ein Kühlmantel gebildet; wird. Das Inertgas kannfeum Abgaseintritt durch ein· Reihe von Rohren geführt werden, die sich Innerhalb des zentralen Rohrs zum Eintrittsabschnitt erstrecken und mit geeigneten Abgabedüsen versehen sind, und die Abschreckflüssigkelt kann in ahnlicher Weise zu« Abgaseintrittsabschnitt transportiert werden. In diesem Fall würde λ

einer der oder würden beide ringförmigen Vege und Rohre wegfallen« Die Rohre 9» 26 und 27 sind vorzugsweise zylindrisch und koaxial, so daß die Rohrzusanaenstellung im Querschnitt in Form von konzentrischen Kreisen in Erscheinung tritt. Jedoch können auch quadratlach· oder rechteckige Rohre In eliUgen Fatten verwendet werden, insbesondere, wenn ein großer Teil des gesamten Ofen-

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abgoees mit Hilfe der Rohrzusaranensteilung geoäfi dir vorliegenden Erfindung entfernt werden soll und große GasVolumina gehandhabt worden müssen. In einigen Fällen kann eine Reihe von Rohrzusacomenstellungen für ein on einzigen Qfenabzug vorgesehen werden, wodurch ο in Abzug von Abgasen aus verschiedenen Abschnitten des Abzugs hex*vorgoruf en wird.

In der- Folg* wird nun ein Beispiel einer industriellen Anwendung der Erfindung angegeben werden.

Beispiel

Die RohrZusammenstellung und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung_t wie sie in Pig. k gezeigt sind, wurde für die Anwendung in einem Sauerstoffstahlkonverter konstruiert. Während der Blasperiode wurden ungefähr 566 Nm /min gasförmiger Sauerstoff durch die Sauerstofflanze abgegeben, was die Bildung von t:00 Nm /min Abgas zur Folge hatte» das hauptsächlich aus Kohlenmonoxyd bestand. Das Abgas wurde nit einer Temperatur von ungefähr 1**OO°C erseugt,

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und ungefähr 550 Nm /min Abgas wurden durch das Abgasabtrennungsrohr abgezogen. Das Gas wurde unter Verwandung von 14*20 l/min Abschreckungswasser als Strom 17#

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welches den Gasetrom eättigte, auf 80 C abgee ohr eckt. Die Geschwindigkeit des Abgases im zentralen Abgasab" trennungsrohr war 12-2 m/aec. Ungefähr 272 kg/min gesättigter Dampf wurden als Inertgaastrom 21 für Ver— dtinnunge zwecke verwendet. Der Durchmesser de· Inner·* ston Gasabtrennungerohzs 27 war k6 cn, der Durchmesser des mittleren Rohrs 26 war 6h cm, und der Durchmesser uea öußoren Rohre 9 war 75 es.

-Ansprüche«-

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Claims (1)

1. Patentansprü c*h g

   1. Verfahren »ur Abtrennung eines Abgases au« de« Abzug oines Ofen« durch Abtrennung des Gases aus den Inneren des Abzugs und Abschrecken,dadurch ge kennzeichnet, daß Man selektiv eines* Teil des genannten Abgases au« dea aentralen Bereich, des genannten Abzugs durch ein Rohr absieht, dea geaan»- ten Gasteil as eintritt su desi Rohr «of «ine hohe Qeschtrindigkeit beschleunigt, an «Ines* Punkt in der Nahe des Eintritts Flüssigkeit In den beschleunigten Q**~ strom la wesentliehen in Querrichtung au* Qasstreji einspritzt und in der Nachbarschaft der llnspritsung der Flüssigkeit auoh inertes Gas einspritst und 44« mitgerissenen Flüssigkeitβtröpfchen aus den resultierenden gewaschenen und abgekühlten Gasstrom ah·*· trennt·

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennaeiohnet, daß dl· genannte Fltta*lg~- keit Wasser ist» und d>.0 das inert· Gas Dsjapf «d«r Stickstoff ist.

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   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2_f dadurch g e kennzeichne t, daß das inerte Gas vor der Flüssigkeit eingespritzt wird.

   k. Verfahren nach einem der Ansprüche t bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintritt zu dem Rohr zu Beginn außerhalb de· Anzüge angeordnet ist, und daß inertes Gae in den Eintritt gesogen wird ™

   und daß dann der. Rohr eintritt in dme ZentruB des Abzüge bewegt'wird.

   5. Verfahren nach Anepruch h, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Rohrein» tritt während der Sauerstoffblasperiode einer zyklisehen Sauerstoffstahlofenoperation in den genannten Abzug bewegt wird, und daß der Rohreintritt wahrend

   des Ausgießen« des Ofens und der Beschickung des ^

   Ofens aus de« Abzug bewegt wird, wobei der Floß des Inertgases und der AbschreckflÜseigkeit beendet wird, nachdem der Eintritt des genannten Rohrs außerhalb des genannten Abzugs bewegt worden 1st«

   6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch ge ~ kennzeichnet, daß der Einspritsstroa des InertgasöS in den genannten Rohreintritt abgestellt

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   Wird, nachdem die Einführung des genannten Abgasteils in den genannt enRphreintritt begonnen 1st wodurch das durch Abschrecken abgekühlte Gas, das nachfolgend aus dar« genannt enRohr entfernt wird, sd.t Inerte« Gas unverdünnt ist.

   7. Gas Sondenvorrichtung zur Abtrennung von Abps aus L· einem Ofenab.zug_r welcher Absug vm eine öffnung lh ei*·

   nern Stahlbearbeitungsofen angeordnet ist, aber von der Wandung dos genannten Ofens sine* Abstand aufweist» um den Zutrlttjton Kühlluft χα gestatten, g .· kennzeichnet durch dl· folgenden Teile»

   ein Abgaeabtrennungsrohr (9) * welches Rohr in. oinen zentralen Bereich des Absag· elnftthrbar ist, einen Gasabschreckungeeintritt (52) a* Eintritt des genannten Rohrs (9)* «ms ifaschflftssigVeit In d· genannte Rohr in wee entliehen in Qnerrlchtung su» (Jas-

   51 et rom einzuspritzen^ und Eintritte yittr Inertgas in der Mähe des Sintrltt· d·· Rohr· (9) and auflerhalb des Abzugs, sowie «in Oasgeblüs· \t4), da· pa Austritt dee genanntenRohrs (9) angeorde·* lat, un^t nen Flüeeigkeiteabsoheider (ii).

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   8c Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge kc*nnz eichnetp daß mindestens ein Tell In der Nähe des genannton Rohrs (9) eine Innere Gasleitung (27) aufweist,, die durch eine äußere Leitung (9) uragoben ist, wobei die AbechrockflUesigkeit durch den ringförmigen Raum zwischen den Leitungen (9) *u öffnungen (32) in der Wandung der inneren Leitung strömt.

   9 - Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch g e — g

   kennzeichnet, daß eine inner· Inertgasleitung vorgesehen ist, die einen ringförmigen Raum um die innere Gasleitung (27) fUr das Inertgas bildrat und die vor dem Eintritt der inneren Leitung in ein scheibenförmiges Leitblech (33) endet, von wo au· Obergangoleitungen (36) sich su den Flüssigkeitaeinfritten erstrecken, wobei die äußere Flüssigkeitsleitung sich über die Inertgasleitung erstreckt und daß StrömungsumkehrUberfUhrungsleitungen in dem scheibenförmigen Leitblech vorgesehen sind« um die Flüssigkeit von der Flüssigkeitsleitung au öffnun gen (35) in der inneren Leitung su führen.

   ¹IO Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9 t dadurch gekennseichnet, daß dl· Oasnonde aus dem genannten Abaug aurücksJAibar let.

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