DE2215565C2

DE2215565C2 - Device for top gas extraction in high-pressure blast furnaces

Info

Publication number: DE2215565C2
Application number: DE2215565A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr.-Ing. Hausberg; Karl-Rudolf Hegemann
Original assignee: Gottfried Bischoff Bau Kompl Gasreinigungs und Wasserrueckkehlanlagen GmbH and Co KG
Current assignee: Gottfried Bischoff Bau Kompl Gasreinigungs und Wasserrueckkehlanlagen GmbH and Co KG
Priority date: 1972-03-30
Filing date: 1972-03-30
Publication date: 1974-03-21
Also published as: DE2215565B1; FR2329750A2; BE797026R; DE2215565A1; LU67294A1; ATA245373A; JPS4915605A; ZA732138B; JPS53722B2; NL7304351A; GB1389637A; AT340971B; FR2329750B2; IT1045830B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Gichtgasabzug mit Druckreduzierung bei Hochdruck-Hochöfen, bestehend aus Abzugskanal mit verstellbarer Drosseleinrichtung, wobei nach dem Hauptpatent die Drosseleinrichtung einen Ringspaltwascher mit verstellbarem Regelkörper und damit verstellbarem Regelspalt aufweist und an den Regelkörper ein im wesentlichen zylindrischer Drosselkörper angeschlossen ist, der mit dem Abzugskanal einen Drosselraum bildet.The invention relates to a device for top gas extraction with pressure reduction in high-pressure blast furnaces, consisting of a discharge duct with adjustable throttle device, whereby according to the main patent the throttle device is an annular gap washer having an adjustable regulating body and thus an adjustable regulating gap and to the regulating body a substantially cylindrical throttle body is connected to the exhaust duct forms a throttle space.

Hochdruck-Hochöfen, die mit Drücken von z.B. 3,5 atü arbeiten, werden in neuerer Zeit in zunehmendem Maße eingesetzt. Das Gichtgas dieser Hochdruck-Hochöfen muß auf Drücke von etwa 1 ata entspannt werden, um beispielsweise der weiteren Verwendung im Hüttenbetrieb zugeführt und in übliche Industrieöfen als Heizgas eingeführt oder in Kesseln verbrannt zu werden. Diese Druckreduzierung bringt wegen der großen Gasmengen und auch der Temperaturen der abzuführenden Gichtgase erhebliche Probleme, die die Vorrichtung nach dem Hauptpatent löst. Nach dem Hauptpatent sind die Regelung einerseits und die Drosselung andererseits gleichsam getrennt. Man erreicht so ohne weiteres ausreichende Regelbreite, wobei die Verstellung des Regelspaltes den Drosselraum nur seiner Länge nach ein wenig und damit strömungsmäßig kaum verändert. Folglich wird erreicht, daß unabhängig von der Einstellung des Regelkörpers der Drosselkörper ausgelegt werden kann, und zwar so, daß die gewünschte Entspannung erreicht wird. Ohne Schwierigkeiten läßt sich die Auslegung so treffen, daß akustisch störende Schallströmung oder sogar Überschallströmung bei normalen Betriebsbedingungen der Vorrichtung sich nicht einstellen. — Der Ausdruck »im wesentlichen zylindrischen Drossel körper« umfaßt stets auch Ausführungsformen, bei denen der Drosselkörper leichtHigh-pressure blast furnaces that work with pressures of, for example, 3.5 atmospheres have been increasing in recent times Dimensions used. The furnace gas in these high-pressure blast furnaces must be expanded to pressures of about 1 ata are fed to, for example, further use in smelting operations and in the usual Industrial furnaces introduced as heating gas or to be burned in boilers. This pressure reduction brings because of the large amounts of gas and also the temperatures of the blast furnace gases to be discharged, considerable problems, which solves the device according to the main patent. According to the main patent, the regulations are on the one hand and the throttling on the other hand, as it were separately. Sufficient ones can easily be achieved in this way Regulating width, the adjustment of the regulating gap the throttle space only a little along its length and thus hardly changed in terms of flow. Consequently it is achieved that regardless of the setting the control body of the throttle body can be designed, in such a way that the desired relaxation is achieved. Without difficulty, the interpretation can be made so that acoustically disruptive Sonic flow or even supersonic flow under normal operating conditions of the device itself not adjust. - The expression "essentially cylindrical throttle body" always includes embodiments, where the throttle body is easy

ίο kegelförmig oder leicht konisch gestaltet ist. Es muß nur sichergestellt sein, daß sich die Drosselwirkung bei einer Verstellung des Regelkörpers nur wenig ändert. ίο is conical or slightly conical. It must only be ensured that the throttling effect changes only slightly when the control body is adjusted.

Bei der Vorrichtung nach dem Hauptpatent ist der Drosselraum ein Drosselspalt, in dem eine Strömung mit geringem Turbulenzgrad angestrebt wird, die durch Reibung kinetische Energie verliert. Dazu können im Drosselspalt zusätzlich in Strömungsrichtung verlaufende oder drallerzeugende Drossellippen vorgesehen sein. Das alles hat sich bewährt. Es gelingt, die Geschwindigkeiten des abzuziehenden Gichtgases unterhalb der Schallgeschwindigkeit zu halten, die auftretenden Geräuschentwicklungen sind überraschend klein. Entspannung auf beliebig niedrige Drucke ist jedoch nicht ohne weiteres möglich.In the device according to the main patent, the throttle space is a throttle gap in which there is a flow with a low degree of turbulence is sought, which loses kinetic energy due to friction. You can do this In the throttle gap, additional throttle lips that run in the direction of flow or that generate swirl are provided being. All of this has proven itself. It is possible to control the speeds of the furnace gas to be withdrawn below the speed of sound, the noise development is surprising small. However, relaxation to any low pressure is not possible without further ado.

Der Erfindung liegt in weiterer Ausbildung und Verbesserung des Gegenstandes nach dem Hauptpatent die Aufgabe zugrunde, zum Abbau der kinetischen Energie der abströmenden Gichtgase mit Carnotschen Stoßverlusten zu arbeiten. Ausgehend von der Vorrichtung nach dem Hauptpatent besteht die Erfindung darin, daß im Drosselraum Verwirbelungseinbauten angeordnet sind. Die Verwirbelungseinbauten können als Gitter oder Lochblende ausgebildet sein. Sie können fernerhin nach Art klassischer Gleichrichter aufgebaut sein. Dabei besteht die Möglichkeit, im Drosselraum die Verwirbelungseinbauten mehrfach hintereinander anzuordnen.The invention lies in the further development and improvement of the subject matter according to the main patent based on the task of reducing the kinetic energy of the outflowing furnace gases with Carnotschen To work shock losses. Based on the device according to the main patent Invention is that turbulence fittings are arranged in the throttle space. The turbulence internals can be designed as a grid or aperture. You can also use the classic type Rectifier be constructed. There is the possibility of installing the turbulence components in the throttle area to be arranged several times one behind the other.

Im einzelnen bestehen, wie beim Hauptpatent mehrere Möglichkeiten. So kann man mit einem einzigen Regelkörper arbeiten oder auch deren mehrere hintereinanderschalten, so daß auch die Regelspalte und die Drosselräume hintereinander angeordnet sind. Im allgemeinen wird man den Ringspaltwascher mit einem im wesentlichen kegelförmigen, in Strömungsrichtung verjüngten Regelkörper einen im wesentlichen kegelförmigen Abzugskanal zugeordnet. Das gilt auch bei der Hintereinanderschaltung mehrerer Regelkörper. Endlich besteht die Möglichkeit, die Verwirbelungseinbauten mit den schon beschriebenen Drosselrippen zu kombinieren.As with the main patent, there are several options. So you can with a single Control bodies work or also connect several of them one behind the other, so that the control column and the throttle spaces are arranged one behind the other. In general, you will use the annular gap washer an essentially conical control body tapered in the direction of flow assigned conical flue. This also applies when several are connected in series Rule body. Finally there is the possibility to use the turbulence installations with those already described Combine throttle ribs.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung Carnotsche Stoßverluste zur Druckabsenkung beitragen, so daß eine weitgehende Verwirbelung mit Umwandlung der kinetischen Energie in Reibungswärme erfolgt. Dabei kann die Vorrichtung beim Gichtgasabzug bei Hochdruck-Hochöfen in den Regelkreis für den Druck im Hochdruck-Hochöfen ohne weiteres einbezogen werden, wobei sich durch Verstellung des Regelkörpers eine befriedigende Regelbreite erreichen läßt. Unabhängig davon wird die Drosselung durch diesen Einsatz der Vorrichtung als Regelglied praktisch nicht beeinflußt, so daß das abzuziehende Gichtgas weitgehend mit vorgegebenem und sogar sehr niedrigem Druck der weiteren Verwendung zugeführt werden kann. Geräuschbelästigung der Umwelt tritt nicht ein.The advantages achieved are to be seen in the fact that Carnotsche in the device according to the invention Impact losses contribute to the pressure reduction, so that a large degree of turbulence with conversion the kinetic energy takes place in frictional heat. In this case, the device can be used when the furnace gas is withdrawn High-pressure blast furnaces are easily included in the control loop for the pressure in the high-pressure blast furnaces can be achieved, whereby a satisfactory control range can be achieved by adjusting the control body leaves. Regardless of this, the throttling becomes practical through this use of the device as a control element not influenced, so that the furnace gas to be withdrawn largely with a predetermined and even can be fed to further use at very low pressure. Noise nuisance to the environment does not occur.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausfiihrungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigt in sehematischer DarstellungIn the following, the invention is illustrated by means of an exemplary embodiment Drawing explained in more detail; it shows in a hematic representation

F ig. 1 eine Hochofen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Seitenansicht,Fig. 1 shows a blast furnace with the device according to the invention in a side view,

F i g. 2 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung in vergrößertem Maßstab,F i g. 2 shows an axial section through a device according to the invention on an enlarged scale,

F i g. 3 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach F i g. 2 undF i g. 3 shows a section in the direction AA through the object according to FIG. 2 and

F i g. 4 entsprechend der F i g. 2 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes nach F i g. 1.F i g. 4 according to FIG. 2 shows another embodiment of the object according to FIG. 1.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung ist in ihrcm grundsätzlichen Aufbau zunächst wie die nach dem Hauptpatent aufgebaut. Sie besteht aus einem Abzugskanal 1, der an die Gicht 2 des Hochofens 3 angeschlossen wird, und einer verstellbaren Drosseleinrichtung. Die Drosseleinrichtung weist zunächst einen Ringspaltwascher mit verstellbarem Regelkörper 4 auf, der mit einem kegelförmigen Abzugskana! 5 einen verstellbaren Regelspalt 6 bildet. An den Regelkörper 4 schließt ein im wesentlichen zylindrischcr oder auch kegelförmiger Drosselkörper an, der mit dem Abzugskanal 1 einen Drosselraum 8 bildet. Der Drosselraum 8 kann gegenüber dem Regelspalt 6 — in dessen weitester Stellung — verbreitert sein. Verstellt man den Regelkörper in Richtung des Pfeiles 9, so verändert sich der Regelspalt 6 in seiner Spaltbreite, der Drosselraum ändert sich jedoch nur unbeachtlich in seiner Länge 10. Das hat zur Folge, daß der Regelvorgang und der Drosselvorgang gleichsam entkoppelt sind, wobei der Regelkörper 4 ohne weiteres in den Regelkreis für den Druck im Hochdruck-Hochofen einbezogen werden kann. Wie immer nach Maßgabe dieses Regelproblems der Regelkörper 4 eingestellt wird, stets erfolgt im Drosselspalt die angestrebte Entspannung. Dabei ist die Auslegung so getroffen, daß bei dieser Entspannung störende Geräuschbelästigung der Umwelt nicht eintritt. Erfindungsgemäß sind im Drosselraum 8 Ver.wirbelungseinbauten 14, 15 angeordnet. Aus einer vergleichenden Betrachtung der F i g. 2, 3 und 4 entnimmt man, daß die Verwirbelungseinbauten 14, 15 im Ausfiihrungsbeispiel als Gitter oder Lochbleche ausgeführt sind. Sie können auch wie an sich bekannte Strömungsgleichrichter gestaltet sein. Dabei ist in Fi g. 4 dargestellt worden, daß in jedem Drosselraum 8 Verwirbelungseinbauten 14, 15 mehrfach hintereinander angeordnet werden können, während darüber hinaus bei der Ausführungsform nach Fig. 4 mehrere Regelkörper 4 gleichsam stufenförmig hintereinandergeschaltet sind.The device shown in the figures is in its basic structure initially like that according to built on the main patent. It consists of a flue 1, which is connected to the furnace 2 of the blast furnace 3 is connected, and an adjustable throttle device. The throttle device initially has an annular gap washer with adjustable control body 4, which with a conical exhaust duct! 5 forms an adjustable regulating gap 6. To the control body 4 includes a substantially cylindrical or also a conical throttle body which forms a throttle space 8 with the exhaust duct 1. The throttle space 8 can be widened compared to the regulating gap 6 - in its widest position being. If the regulating body is adjusted in the direction of arrow 9, regulating gap 6 changes in its gap width, the throttle space changes only insignificantly in its length 10. That has with the result that the control process and the throttling process are, as it were, decoupled, the control body 4 can easily be included in the control loop for the pressure in the high-pressure blast furnace can. How the regulating body 4 is set in accordance with this regulating problem always takes place the desired relaxation in the throttle gap. The interpretation is made so that this relaxation disturbing noise pollution of the environment does not occur. According to the invention are in the throttle space 8 vortex installations 14, 15 arranged. From a comparative consideration of FIG. 2, 3 and 4 it can be seen that the turbulence fittings 14, 15 in the exemplary embodiment as a grid or Perforated sheets are executed. They can also be designed like flow straighteners known per se. It is in Fi g. 4 has been shown that in each throttle space 8 turbulence baffles 14, 15 can be arranged multiple times one behind the other, while, in addition, in the embodiment 4, several control bodies 4 are connected in series, as it were, in stages.

Im Ausführungsbeispiel besitzt der Ringspaltwascher einen im wesentlichen kegelförmigen, in Strömungsrichtung verjüngten Regelkörper 4. Diesem Regelkörper 4 ist ein entsprechend kegelförmiger Abzugskanal 5 zugeordnet. Das gilt auch für die Hintereinanderschaltung mehrerer Regelkörper 4 nach Fig. 4.In the exemplary embodiment, the annular gap washer has an essentially conical shape in the direction of flow tapered control body 4. This control body 4 is a correspondingly conical Discharge channel 5 assigned. This also applies to the series connection of several control bodies 4 according to Fig. 4.

Vor dem Regelkörper 4 befindet sich jedenfalls eine bei Ringspaltwaschern übliche Düse 12 zum Eindüsen einer Waschflüssigkeit. Dadurch ist die Vorrichtung ohne weiteres zur Aufnahme der Temperaturen des Gichtgases in der Lage. Gleichzeitig wird eine Reinigung der Gichtgase erreicht. Die mitgeführten Stäube werden von der Waschflüssigkeit benetzt und im Topf 13 der erfindungsgemäßen Vorrichtung abgefangen, wo sie als Schlammwasser oder Schlamm abgezogen werden können. Auch in den Regelspalt 6 bzw. in den Drosselraum 8 kann zusätzlieh eine Waschflüssigkeit oder Kühlflüssigkeit eingedüst werden.In any case, in front of the regulating body 4 there is a nozzle 12 which is common in annular gap washers A washing liquid is injected. As a result, the device is easily able to record the temperatures of the furnace gas in a position. At the same time, the furnace gases are cleaned. The carried Dusts are wetted by the washing liquid and in the pot 13 of the device according to the invention intercepted where they can be withdrawn as mud water or sludge. Also in the Regulating gap 6 or into the throttle space 8, a washing liquid or cooling liquid can additionally be injected will.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for top gas extraction with pressure reduction in high-pressure blast furnaces, consisting from a discharge duct with an adjustable throttle device, the throttle device being a Has annular gap vaschcr with adjustable control body and thus adjustable Rcgclspalt and a substantially cylindrical throttle body is connected to the control body, which forms a throttle space with the discharge duct, according to patent 2 112 541, characterized in that built-in turbulence structures in the throttle space (8) (14, 15) are arranged.

2. Device according to claim 1, characterized in that the built-in vortices are dai3 are designed as a grid (14) or aperture plate (15).

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that in the throttle space (8) the turbulence components (14, 15) are arranged several times one behind the other.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the annular gap washer has a substantially conical, tapered control body (4) in the flow direction and the control body (4) is assigned a correspondingly conical discharge duct (5).

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that a plurality of conical control body (4) are connected in series with correspondingly conical drainage ducts (5).