DE2120833B - Vorrichtung zum Einblasen heißer reduzierender Gase in einen Hochofen - Google Patents

Description

gen der dem Krackofen (3) zugeführten Aus- Folge, daß die Reaktionen im Hochofen bei unzurei-

gangsstoffe steuerndes Steuergerät (1), ein in chender Regelung der zugeführten Spaltgasmenge

oder an dem Hophpfen (S) angeordnetes Drupk- verändert und der Hochofenbetrieb gestört wird. In-

meßgerät (4) zum Messen des Ofendruckes, Stell- sofern ist eine Verbesserung der Ofenleistung bei un-

ventile (12) ΐμ der Gaszuleitimg zum Hochofen 15 zureichender, d.h. ungenauer Regelung der zuge-

(5), eine Gasabführleitung (7) für das vom Krack- führten Spaltgasmenge unmöglich.

ofen (3) überschüssig angelieferte Spaltgas mit Die Regelung der zugeführten Spaltgasmenge be-

einem den Gassuom regelnden Druckregelventil kommt außerdem besondere Bedeutung, wenn der

(6), ein den Druck des von dem Krackofen (3) Ofendruck abfällt oder, der Hochofen stillgesetzt

kommenden Spaltgases messendes Druckmeßge- 20 werden muß. Beides kann durch Betriebsstörungen

rät (8) und ein die Stellvenüle (12) und das Druckregelventil (6) nach den Druckmeßwerten des Druckmeßgerätes (4, 8) und den Mengenwerten der dem Krarkofen (3) zugeführten Ausgangsstoffe betätigendes Regelgerät (9).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zuleitungen des Krackofens (3) vom Steuergerät (1) betätigte Mengenregelventile (2) angeordne· sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß m dr Gaszuleitung zum Hochofen (5) ein Kühler (11) geschaltet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, diß in die Gasabführleitung (7) ein Kühler (10) geschaltet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das die Stellventile (12) und das Druckregelventil (6) nach den Druckmeßwerten der Druckmeßgeräto (4, 8)

verursacht werden. Bei einem Druckabfall im Hochofen kann der Druck des eingeblasenen Heißwindes in wenigen Minuten auf jeden beliebigen Wert verringert werden. Trotzdem kann diese Druckverringerung nur selten in ausreichend kurzer Zeit erreicht werden. Daran ist zu ersehen, wie umso wichtig es gerade beim Einblasen von Spaltgasen in einen Hochofen ist, daß die zugeführte Spaltgasmenge unmittelbar geregelt wird.

Wenn die Regelung der dem Hochofen zugeführten Spaltgasmenge sehr träge ist, dann gelangt bei einem Druckabfall im Hochofen eine große Menge heißen Spaltgases in den Hochofen, die nicht nur di? Ofenreaktion stört, sondern auch den Druckabfall im Hochofen verschleiert und dadurch zu einer erheblichen Slröung des Hochofenbetriebes führt. Ferner kann der Gasdruck bei einer instabilen Regelung des Gases unter den Hochofendruck sinken, so daß z.B. Gas aus dem Hochofen in die Spaltgaszuleitung

und den Mengenwerten der dem Spaltofen (3) 40 dringt und diese verstaubt oder sogar der Krackprozugeführten Ausgangsstoffe betätigendes Regel- zeß gestört wird.

gerät (9) einen Prozeßrechner einschließt. Nach der Erfindung weiden alle diese möglichen

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 5, da- Störungen dadurch verhindert, daß die Me: ge der durch gekennzeichnet, daß das die Stellventile dem Krackofen zugeführten Ausgangsstoffe gesteuert (12) und das Druckregelventil (6) betätigende 45 wird, der Hochofen nvt einer den Hochofendruck Regclgerät (9) auf Betätigung von Hand um- messenden Vorrichtung versehen ist, sich Stellventile schaltbar ist. in der Gaszuleitung zum Hochofen befinden, das von

deir Krackofen überschüssig angelieferte Spaltgas durch eine Gasabführleitung, die mit einem Druckregelventil versehen ist, abgeführt wird, der Spaltgas-

druck durch eine Druckmeßvorrichtung gemessen

wird und die SteHventile sowie das Druckregelventil nach den Druckmeßwerten der Druckmeßvorrichtungen und den Mengenwerten der dem Krackofen zu

In den letz'en Jahren sind verschiedene Vor- 55 geführten Ausgangsstoffe von einer Regelvorrichtung schlüge zur Verbesserung der Leistung von Schacht-, betätigt werden. Vorteilhafterweise ergibt sich damit insbesondere Hochöfen gemacht worden. Dazu ge- eine Regelung der dem Hochofen zugeführten Spalthört auch das Einblasen von heißen Spaltgasen mit gasmenge, die außerordentlich genau ist, durch die die Erzreduktion im Hochofen verstärkender Wir- gleichzeitige Regelung der dem Krackofen zugeführ-

kung. Die Spaltgas·; werden bei hoher Temperatur 60 ten Ausgangsstoffe eine hohe Wirtschaftlichkeit der durch Kracken von Kohlenwasscrstoffverbindungen Spaltgaszufühiung einschließt und mit der Gasabwie Erdgas, schweres Heizöl, Erdöl, leichtes Heizöl
oder sogenanntem Lcuchtöl in einem Krackofen unter Zuführung von Sauerstoff oder Luft und Dampf
erzeugt und über einen Injektor in den Hochofen 65
eingeblasen.

Jedoch ist die Regelung der dem Hochofen zugettitcn Spaltgasmenge bisher noch nicht in befriedi-

führleitung und dem Druckregelventil eine Möglichkeit aufweist, den Spaltgasdruck in kürzester Zeit zu verringern.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird die Trägheit der Regelung außerdem noch durch Verwendung eines Prozeßrechners für die das Druckregelventil und die Steüventile nach den Druckmeß-

wer*en der Druckmeßvorrichtungen und den M~~ genwerten der dem Kraekofen zugeführten Ausgangsstoffe betätigenden Regelvorrichtung verkürzt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Krackofen, in dem schweres Heizöl in Anwesenheit von Sauerstoff und Dampf teilweise verbrannt und die Spaltgaszuführung zum Hochofen automatisch geregelt wird, gezeigt.

Ein Steuergerät 1 regelt die Zuflußmengen verschiedener Ausgangsstoffe (schweres Heizöl, Sauerstoff und Dampf) zu einem Krackofen 3. Das Steuergerät 1 wirkt auf Mengenregel ventile 2, die dem Krackofen 3 in seinen Zuleitungen für die Ausgangsstoffe vorgeschaltet sind.

In bzw. an einerr Hochofen 5 befindet sich ein Druckmeßgerät 4; eiu Druckregelventil 6 öffnet und schließt die Durchflußöffnung einer Gasabführleitung 7. Dabei wird der Gasdruck in der Gasabführleitiing 7 von einem Druckmeßgerät 8 gemessen und in ein Regelgerät 9 gegeben.

Bevor das Gas jedoch durch die Gasabführleitung 7 strömt, passiert es, aus dem Krackofen 3 kommend, einen Intensivkühler 10. Das übrige aus dem Krackofen 3 kommende Gas wird dem Hochofen 5 bei gleichzeitiger Ki'hlunp in einem zwischengeschalicien Kühler 11 duich eine Hauptgasleitung 13 zugeführt. Im einzelnen geschieht das über Zuleitungen von der Hauptgasleitung 13, die mit Stellventilen 12 zum öffnen und Schließen versehen sind.

Die Betätig jng des Steuergerätes 1 erfolgt elektrisch. Gleichzeitig wird das Druckregelventil 6 der Gasabführleitung 7 völlig geöffnet. Danach treten die Mengenregelventile 2 derart in Tätigkeit, daß dem vorgeheizten Krackofen 3 eine vorbestimmte Menge an Ausgangsstoffen (schweres Heizöl, Sauerstoff und Dampf) 7ugeführt wird und der Spaltprozeß beginnt. Entsprechend den in den Krackofen 3 eingespeisten Ausgangsstoffen entsteht ein die Reduktion eines in den Hochofen eingesetzten Erzes zumindest günstig beeinflussendes Gas.

Neben den Meßwerten des Druckmeßgerätes 8 werden auch die Mengenwerte der dem Krackofen 3 zugeführten Ausgangsstoffe und die Meßwerte des Druckmeßgeräte^c 4 in das Regelgerät gegeben. Aus diesen Mengenwerten und den Meßwerten der Druckmeßgeräte 4 und 8 ergibt sich in dem Regelgerät 9 ein Stellwert für das Druckiegelventil 6.

Im vorliegendeii Ausführungsbeispiel ist das Regeigc:räl9 so ausgelegt, daß aus dem Krackofen 3 kommende Gas durch entsprechende Verstellung einen um 0,3 bis 0,5 kg/cm² höheren Druck als der Hochofen 5 besitzt.

Nach Erreich'-i eines gleichbleibenden Betriebszustandes, in dem von dem Krackofen 3 eine bestimmte Gasmenge bestimmten Druckes erzeugt wird, werden eil-·' vorher geschlossenen Stellvcntilc 12 vom Regelgerat 9 nacheinander betätigt und tritt das in dem Krackofen 3 erzeugte Gas auf Grund der Druckdifferenz von 0.3 uis 05 kg/cm² in den Hochofen 5 ein. Das Eindringen des Gases bedingt zur Aufrcchtcrhaltun« der Druckdifferenz ein Verstellen des Druckregelventils fi, die einsprechend der im Regelgcrät9 gegebenen Mengenwerte und der Meßwerte der Druckmeßvorrichtung 4 u"d8 vom Regclgerät9 ausgeht.

Die in den Hochofen 5 gelangende Gasmenge steigert sich durch die aufeinanderfolgende Betätigung der Stellvcntilc 12 schrittweise. Nachdem beide Stellvcntilc 12 ihre OfAnstellung erreicht haben, wird der Gasdruck mit Hilfe des Regelgerätcs 9 so weit erhöht, daß die Druckdifferenz zwischen dem von dem Krackofen 3 kommenden Gas und (jem Ofendruck bis 1 kg/cm² beträgt, sofern nach einer gewissen Zeit

nach Erreichen der Ventiloffenstellung keine Schwierigkeiten aufgetreten sind.

Wenn der Gasdruck den genannten Wert übersteigt, öffnel das. Regelgerä, 19, das Druckregelventil 0. Nach Erreichen der Pruckgrenze schließt das Regelgerät 9

ίο das Druckregelventil 6 wieder, um ein weiteres Abfallen des. Druckes zu verhindern. Mit dem öffnen des Druckregelventils 6 setzt zugleich dessen Regelwirkung wieder ein, d. h. wird der Druck im wesentlichen auf dem erreichten Wert gehalten.

Andererseits ist zeitweilig \t nach der Ofenführung dps Hochofens eine Verringerung des Gasdruckes vorgesehen, be: rler nach entsprechender Betätigung des Regelgerätes 9 durch r¹:. BedLnungsleute am Hochofen 5 von der Regelvorrichtung 9 über das Druckregelventil 6 die Differenz des Gasdruckes zu dem Hochofendruck auf 0,2 bis 0,3 kg/cm-' sinkt. Dann wird dem aus dem Krackofen 3 kommenden he.ßen Gas durch öffnen des Druckregelventils 6 verstärkt Gelegenheit gegeben, durch die Gasabführleitung 7 zu entweichen. Wenn sich die Druckdifferenz von 0,2 bis 0,3 kg/cm'- dann eingestellt hat, werden die Stellventile 12 nacheinander geschlossen und entweicht das von dem Krackofen 3 kommende Gas nunmehr vollständig durch die Gasabführleitung 7.

Für den Fall, daß aus den Zuleitungen der Hauptgasleitung 13 zum Hochofen 5 für einen längeren Zeitraum kein Gas in den Hochofen gelangen soll, ist es zweckmäßig, den Betrieb des Krackofens 3 einzustellen. Zum Stillsetzen des Krackofens 3 werden die Zuflußmengen der Ausgangsstoffe über das Steuergerät 1 und das Mengenregelventil 2 auf Null verringert, d. h. der Zufluß der Ausgangsstoffe zu dem Krnckofen 3 wird über das Regelgerät 2 unterbrochen. Das bis zum Abstellen des Krackofens 3 von diesem kommende Gas entweicht na< h Öffnen des Druckregelventils 6 durch die Gasabführleitung 7 und kann nach Abfallen des Gasdruckes auf eine Druckdifferenz von 0,2 bis 0,3 kg/cm² über dem Hochofendruck nicht mehr in den Hochofen 5 eindringen, denu bei dieser Druckdifferenz werden die Stellventile 12 betätigt und die Zuleitungen der Hauptgasleitung 13 zu dem Hochofen 5 geschlossen. Sowohl das öffnen des Druckregelventils C als auch das Schließen der Stellventile 12 erfolgt über das Re-

5η gelgerät 9. Nach Abschalten des Stromes für das Steuergerät \ und das Regelgerä: 9 schließt sich das Druckregelventil 6 automatisch.

An Stelle der automatischen Betätigung der Stellventile 12 und des Druckregelventils 6 durch das Re-

gelgerät 9 kann auch eine Steuerung von Hand treten. Zur Steuerung von Hand dienen nicht dargestellte Schalter, die'mit den Stellventilen 12 und dem Druckregelventil 6 bzw. dem Regelgerät 9 verbunden sin·!. Die Steuerung von Hand wird insbesondere

clann eingeschaltet, wenn eine von dem normalen Betrieb des Regenerates 9 abweichende Betätigung der Stellvcntilc 12 und des Druckregelventils 6 erforderlich ist. So wird z.B. von der Handsteuerung Gebrauch gemacht, wenn die aus den Zuleitungen der

Hauptgasleitung 13 zum Hochofen 5 austretenden Gasmengen infolge Verschmutzung durch Staub voneinander zu sehr abweichen. Dann wird zumindest das zu der nicht verschmutzten Zuleitung der Haupt-

gasleitung 13 gehörende Stellventil 12 geschlossen, so daP der Gasdruck ansteigt und das Gas allein durch die verschmutzte Zuleitung strömt und diese freibläst.

Darüber hinaus können die Stellventile 12 auch unabhängig voneinander gesteuert werden, um die aus den Abzweigungen der Hauptgasleitung 13 austretenden Gasmengen auf einem bestimmten Wert zu halten bzw. einander anzugleichen.

Da das durch die Gasabführleitung 7 strömende Gas eine hohe Temperatur besitzt, sind das Druckregelventil 6 und die Druckmeßvorrichtung 8 so ausgelegt, daß sie hitzebeständig sind. Andererseits kann die Temperatur des Gases auch durch direkte Berührung des Gases mit Wasser in dem Intensivkühler 10 verringert werden. Vorteilhafterweise ist das zugleich mit einer Reinigung des Gases von Schmutzpartikeln od. dgl. verbunden.

Zusammenfassend ist mit der erfindungsgemäßen Vurrichiung die müglichkcii gegcucii, heiße Ga:>e mit die Reduktion im Hochofen zumindest günstig beeinflussender Wirkung einzublasen. Das geschieht entsprechend der jeweiligen Ofenführung mit gleichbleibender Beständigkeit. Das Einblasen des Gases in den Hochofen beeinflußt den Ofengang günstig und bedarf vorteilhafterweise im Normalfall keines Tätigwerdens der Bedienungsleute am Hochofen.
Das Regelgerät 9 schließt gegebenenfalls einen Prozeßrechner ein, der aus den Meßwerten der Druckmeßgeräte 4 und 8 und den Zuflußmengen zu den Krackofen 3 nach der oder den Reaktionsgleichungen des Krackprozesses die Stellwerte für die

ίο Stellventile 12 und das Druckregelventil 6 ermittelt. Bei Verwendung eines Regelgerätes 9 ohne Prozeßrechner erfolgt die Ermittlung der Stellwerte für die Stellventile 12 und das Druckregelventil 6 empirisch durch vorzugsweise elektromagnetischen Vergleich

der Druckmeßwerte und der Zuflußmengen miteinander und/oder mit vorgegebenen Werten, wobei den unterschiedlichen Betriebszuständen mit Druckdifferenzen von 0,2 bis 0,3 kg/cm² und 0,3 bis 0,5 kg/cm² ζ. Β durch Erhöhung der Betriebsspannung

ao Rechnung getragen wird und die Steuerung der verschiedenen Betriebszustände insbesondere durch Vergleich der Druckmeßwerte der Druckmeßgeräte 4 und 8 zustandekommt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

% 120 Patentansprüche: gender Weise gelöst worden. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Spaltgasmenge besser zu regeln. Dabei geht die Erfindung vpn dem Gedanken aus, die dem ISLrackofen zugeführten Ausgangsstoffe, d.h. die dem Krackofen zugeführten Mengen an öl, Sauerstoff oder Luft und Dampf nach der dem Hochofen zuzuführenden Spaltgasmenge zu regem. Erfindungsgemäß wird gleichzeitig berücksichtigt, daß der Gasdruck im Hochofen ständig

1. Vorrichtung zum Einblasen heißer reduzierender Gase, insbesondere von in Anwesenheit von Sauerstoff oder Luft und Dampf in einem Krackofen aus Kohlenwasserstoffverbindungen eizeugtem Spaltgas, in einen Hochofen, g e -

kennzeichnet durch ein die Zufiußm^n- io schwankt. Die Schwankung des Gasdruckes hat zur