DE2304996B2 - Vorrichtung zum absaugen und reinigen von abgasen an elektrooefen - Google Patents

Description

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Die F.rfindung betrifft eine Vorrichtung zum Absaufen und Reinigen von Abgasen aus dem Ofenraum elektrisch beheizter Öfen mit Gasfhißvenül, Staubabscheider und Wassersprühsystem.

P.ine derartige Vorrichtung ist bereits bekannt aus »Technische Mitteilungen« %. Jahrgang. Heft 10 (Oktober 1%3). S. 417 bis 429. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird das direkt aus einem Elektroofen •bgesaugte Rauchgas auf seinem Weg durch die Abzugsleitung durch ein den Gasfluß steuerndes oder regelndes Ventil geleitet und mit Waschwasser besprüht, welches vor dem Austritt des Gases in die Atmosphäre in einem Abscheider aulgefangen wird.

Deraitige bekannte Vorrichtungen sind insofern nachteilig, als die einzelnen Reinigungseinrichtungen bzw. Stufen hintereinander angeordnet sind und das zu reinigende Rauchgas mit Hilfe geeigneter Saugcinriehlungen durch die einzelnen Hinrichtungen oder Stufen hindurchgesaugt werden muß. Dadurch werden die bekannten Anlagen wegen des großen technischen Aufwandes einerseits sehr kostspielig und andererseits auch recht störanfällig. Ferner sei unterstrichen, daß derartige bekannte Anlagen einen beachtlichen Raumbedarf besitzen. Als ganz besonders nachteilig ist jedoch bei der bekannten Vorrichtung anzusehen, daß sie einer gesonderten Einrichtung für eine automalische Ofendruckeinstellung bedarf, um die Direktabsaugung der Rauchgase zu gewährleisten.

Aus der US-PS 36 05 368 ist eine Gasreinigungseinrichtung für Ofen-Rauchgase bekannt, bei welcher die Rauchgase zum Zwecke ihrer Reinigung mit versprühter Flüssigkeit beladen werden, wobei die zu reinigenden Rauchgase durch einen Kamin mit natürlichem Zug entweichen, in welchem geeignete Flüssigkeitsversprüheinriehtungen angeordnet sind.

Aus der DT-AS 12 89 540 ist es ferner bekannt, zur Kühlung von Konverterabgasen Wasserdampf einzublasen, um auf diese Weise nicht nur die heißen Abgase zu kühlen und zu befeuchten, sondern auch um die Abgase durch die Sogwirkung des Dampfstrahles abzusaugen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß der technische Aufwand spürbar verringert werden kann, ohne dabei die Reinigungswirkung zu beeinträchtigen.

Diese Aufgabe wird erl'indungsgemi.ß dadurch gelöst. daß das Gasflußveniil, der Staubabscheider und zumindest ein Teil der Sprühköpfe in einer Auslassleitung mit natürlichen Zug angeordnet sind.

Der mit Hilfe der Erfindung erzielbare technische Fortschritt ist in erster Linie darin zu sehen, daß spezielle DruckregulierungseinrichHingen überflüssig geworden sind, da das erforderliche üruckgel'älle mit Hilfe des natürlichen Zuges aufrechterhalten wird und daß eine raumsparendere und auch kostengünstiger zu montierende Anordnung der einzelnen Reinigungseinrichtungen im Anfangsbereich jener mit natürlichem Zug ausgestatteten Abzugsleitung angeordnet ist.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der F.rfindung ist der Staubabscheider in der Abzugsleitung oberhalb des Gasflußventils angeordnet. Dabei hai es sich ferner als vorteilhaft herausgestellt, daß zumindest ein Teil der Wassersprühköpfe in der Abzugsleining zwischen dem Staubabscheider und dem Gasflußventil angeordnet sind.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung gehört zu der Abzugsleiiung ein aufrechtstehender Schornstein, dessen unteres Ende an einen Strömungskanal angeschlossen ist, welcher sich von einer Ofenkammer für eine bestimmte Sirecke nach oben erstreckt und dann nach einer Krümmung wieder nach unten verläuft, derart, daß die Abzugsleitung sowohl den genannten aufsteigenden Teilbereich des Sirömungskanals als auch den aulrechten Kamin umfaßt.

Die letztgenannte Ausführungsform der Erfindung kann vorteilhafterweise dahingehend ergänzt werden, daß ein Teil der vorgesehenen Wassersprühköpfe in dem gekrümmten Strömungskanal und vorzugsweise hinter dem Krümmungsscheiielpunki dieses S'.römungskanals angeordnet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. I eine schematische Darstellung eines elektrischer. Ofens mit einer herkömmlichen Abzugsvorrichtung und

F i g. 2 eine schematische Darstellung eines gleichen elektrischen Ofens mil einer Abzugsvorrichtung gemäß

der Erfindung.

In der in Fig. 1 gezeigten herkömmlichen elektrischen Ofenanlage ist der Ofenrau-n 1 mit einer aufsteigenden Abzugsleitung 5' verbunden, die nach einer knicar;igenKrümiiiung in einen absteigenden Teil 5 übergeht. Ein mit natürlichem Zug arbeitender Hilfsabzug A ist am oberen Knicbereieh zwischen den Leitungen 5' und 5 mit diesen verbunden. Die eigentliche Abzugsanlage des Ofens mit den Vorrichtungen zum Reinigen und Austragen des Abgases und des Staubes sind mit B bezeichnet.

Bei normalem Betrieb der in F i g. 1 gezeigten Ofenanlage streicht das Abgas aus dem Ofenraum 1 aufwärts durch die Leitung 5 und wird anschließend durch die Leitung 5 abwärts in die Abzugsanlage B gesaugt. Hier passiert es zunächst den Waschturm, 6, dann einen THEISEN-Wäscher 7, einen Wasserscheider 8 und einen Exhauster 9, von wo aus das Abgas dann über den Schornstein 10 in die Atmosphäre geht. Das untere Ende der Leitung 5 und der Fuß des Turmes 6 sind gemeinsam durch den Wassertank 11 nach außen abgeschlossen. In gleicher Weise verschließt ein Wassertank 12 den unteren Auslaß des .Scheiders 8. Eine Drosselklappe 13 im Schornstein 10 regelt den Gasdurchsatz durch das Abzugssy siein und steuert so den Olendruck im Ofenraum 1. Der Regler 14 stellt die klappe 13 unter Leitung des Ol'endruckes und gleicht so Dnicksehwankungen im Ofen während des Betrebes in der Weise aus. daß ein im wesentlichen konstanter Ol'eninnendruck aufrecht erhalten werden kann. <o

Der ebenfalls in F i g. 1 gezeigte Hilfsabzug A besieht aus einem senkrechten Kamin 2 einem Stcllvcnti! 3 zur /ug'-ieiieriing des llilfskamins sowie Wassersprühköp-IVn 4. nut deren Hilfe der Fußbereich des Hilfskamins mit Wasser ausgespriiht werden kann.

Weiterhin enthalten einige Wasch und Reinigungsanlagen der in F i g. I mit ßbtveii.hni.!en \n noch einen Sammler, einen Zyklon und b/.v. oder elektrische Staubabscheider. Auf diese Weise werden solche Wasch- und Reinigungsanlagen für die Abgase elekirischer Öfen nicht nur anlagentechnisch kompliziert und teuer, sondern benötigen bei ihrer Realisierung auch einen nicht unbeachtlichen Raum. In der Praxis entspricht dabei das relative Raumerfül'ungsverhältnis zwischen Ofdi und Abzugsanlage etwa dem in Fig. I maßstäblich dargestellten Verhältnis.

Demgegenüber ist in F i g. 2 eine Ofenanlage gemäß der Erfindung dargestellt. In den allgemeinen Grundzügen entspricht diese Anlage der in F i g. I gezeigten herkömmlichen Anlage, so daß womöglich entsnrechende Anlagentcile gleich dargestellt und mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet wurden.

Die in F i g. 2 gezeigte Anlage gemäß der Erfindung weist einen Ofenraum 1 und einen Kamin 2 zum Abziehen des Abgases auf, der die Belüftung des Ofenraums durch natürlichen Zug fördert und entsprechend nicht nur verbrennungsgerecht ist, sondern auch für ein Absaugen des Abgases sorgt. Die in F i g. 2 gezeigte Anlage enthält weiterhin ein Ventil 3 zur Steuerung bzw. Regelung des Abgasdurchsatzes. Wassersprühköpfe4sowic eine Leitung mit einem vom Ofen aus aufsteigenden Teil 5' und einem nach einer knieförmigen Krümmung absteigenden Teil 5. Das linde des absteigenden Leitungsteils ist durch den Wassertank 11 nach außen abgeschlossen.

Im Fußteil des Kamins 2 ist ein Staubabscheider 21 angeordnet. Der Staubabscheider befindet sich jedoch in einer gewissen Entfernung über dem Ventil 3 zur Regulierung des Abgasdurchflusses und über den Wassersprühköpfen 4. Der Fußbereich 24 des Kamins 2 mündet in die Krümmung zwischen den Leitungsteilen 5' und 5 in der im Zusammenhang mit F i g. 1 beschriebenen Weise.

Den Sprühköpfen 4 wird das Wasser über die Zuleitung 23, die mit einem Durchflußregelventil 22 versehen ist, zugeführt. Im Fall dieser Anlage dienen die Wassersprühköpfe 4 nicht nur dazu, ein Verstopfen der Anlage durch eine Ansammlung von Staubteilchen zu verhindern, sondern auch dazu, den natürlichen Zug durch den Kamin 2 zu regulieren. So ist insbesondere der aufwärts gerichtete Zug durch den Kamin 2 im wesentlichen eine Funktion der Temperatur des Abgases im Ofen; durch Regelung oder Steuerung der durch die Sprühköpfe 4 in den Kamin bzw. in den Abgasstrom eingesprühten Wassermenge kann die Temperatur des Abgases im Kamin und damit der Zug des Kamins geregelt werden. Dabei ist jedoch darauf hinzuweisen, daß eine Steuerung oder Regelung des Wasserdurchflusses bzw. der eingesprühten Wassermenge nicht die einzige Möglichkeit einer Beeinflussung des Zuges im Kamin ist, vielmehr kann dieser stattdessen oder zusätzlich auch durch das Abgasdurch-HuLU eniil 3 gesteuert werden.

Durch entsprechende Versuche zur Abhängigkeil des natürlichen Zuges des Kamins von der Temperatur des Abgases im Kamin konnte gezeigt werden, daß bei einer Kaminhöhe von 30 m eine eingesprühte Wassermenge von 20 kg pro m² Nennweite des Kamins pro m¹ Gas zu einer Abgastemperatur von 50 C führte, während eine eingesprühte Wassermenge von 15 kg pro m^: Nennweite des Kamins pro m¹ Abgas eine Temperaturerhöhung des Abgases auf 100' C und einen etwa verdoppelten Abgasdurchsatz durch den Kamin zur Folge hatte.

Im allgemeinen wird der Innendruck eines elektrischen Ofens, der im Rahmen eines geschlossenen oder halbgeschiossenen Systems betrieben wird, im Bereich des Atmosphärendrucks gehalten, wobei der Druckunterschied üblicherweise im Bereich nur weniger mm Wassersäule liegt. Die Druckschwankungen im Ofen übersteigen praktisch niemals etwa 30 mm Wassersäule und werden in der Regel unterhalb etwa 15 mm Wassersäule gehalten. Auf diese Weise kann also eine Verdoppelung des Abgasdurchsatzes im Abzugssystem auf recht bequeme VVeisc die größten in der Praxis auftretenden Druckschwankungen im Ofensystem ausgleichen. Der Staubabscheider 21 wird dabei so gewählt, daß sein Strömungswiderstand, den er dem Abgasstrom entgegensetzt, klein genug ist. so daß der natürliche Kaminzug auch noch sehr kleine Ofendruckschwankungen aufzufangen vermag. Auf diese Weise nimmt der Abgasfluß im Kamin daher in natürlicher Weise zu und ab. um so im Ofenraum 1 einen angemessenen Innendruck aufrechtzuerhalten.

Änderungen in der erzeugten Gasmenge, die etwa auf Änderungen der Ofenbeschickung oder anderer Ofenbedingungen zurückzuführen sein mögen, können ausgeglichen und der Ofendruck in der Regel konstant gehalten werden, indem man die Menge des durch die Sprühköpfe 4 in den Abgasstrom eingesprühten Wassers und die .Stellung des Gasdurchflußventils 3 regelt. Diese beiden Rcgelfunktionen können sowohl in einfacher Weise nach Art einer Steuerung von Hand vorgenommen werden, jedoch ist es voi zuziehen, beide Stellgrößen miteinander zu verbinden und automatisch durch einen Regler regeln zu lassen, der in der in F i g. 2 abgedeuteten Weise vom Ofendruck geführt wird.

Kin Vergleich der in l· i g. 2 und Fig. I dargestellten Ofenanlagen laßt die wesentlich einfachere und unanfälligerc Konstruktion der Anlage gemäß der Krfindung auf einen Blick erkennen. Die herkömmliche Anlage nach Art der in Fig. I gezeigten Anlage erfordert eine Vorrichtung /um Waschen und Reinigen des Abgases, die dem Abgasstrom einen hohen Strömungswiderstand entgegensetzt und nicht zuletzt daher notwendigerweise eine komplizierte automatische Ofcndruckregelung erforderlich werden laßt. Demgegenüber zeichnet sich die Vorrichtung gemäß der Krfindung vor allem durch geringere Anlagekosien. geringere Betriebskosten und vereinfachte Betriebsmii den aus. Zusätzlich und die geometrische Abmessung der Anlage wesentlich verringert, so daß diese inch selten auch aiii Dächern insiallieri werden kann. Nieh /ulclz.l aufgrund ihres einlüchcren Aulbaus isi ilu Anlage gemäß der Krlindung darüber hinaus wenige störanfällig als die Anlagen nach dem Statut de Technik.

Als im Rahmen der Krliiuiung /u verwendendi Staubabscheider nut geringem SiromiingswidersiaiK seien elektrostatische Abscheider und Nassabschckiei vom Sprühtvp genannt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. •f

   Patentansprüche:

   t. Vorrichtung zum Absaugen und Reinigen von Abgasen aus dem Ofenraum elektrisch beheizter Öfen mit Gasflußventil, Staubabscheider und Wassersprühsystem, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasflußventil (3), der Staubabscheider (21) und zumindest ein Teil der Sprühköpfe (4) in einer Abzugsleitung (5, 5', 24, 2) mit natürlichem Zug angeordnet sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß zur Abzugsleitung (5, 5', 24, 2) ein aufrechistehender Kamin (2) gehört, dessen unteres Ende an einem Strömungskanal (5, 24, 5') angeschlossen ist, der sich von einem Ofenrnum aus zunächst aufwärts und nach einer Krümmung abwärts in ein Dichtungsmedium erstreckt, und daß der Kami» im Bereich der Krümmung an den Strömungskanal angeschlossen ist, so, daß der aufwärtsweisende Bereich (5') des Sirömungskanals einen Teilabschnitt der Abzugsleitung bildet.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Staubabscheider (21) in der Abzugsleitung (5', 24, 2) oberhalb des Gasflußventils (3) angeordnet ist.
4. 4. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Wassersprühköpfe (4) zwischen dem Staubabscheider (21) und dem Gasflußventil (3) angeordnet sind.
5. 5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß einige der Wassersprühköpfe (4) in dem gekrümmten Sti ömungskanai (5', 5) angeordnet sind.

   b. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Speisung der Sprühköpfe (4) eine Wasscrzuleitung (23) vorgesehen ist, in welcher ein Durchflußregelventil (22) enthalten ist. und daß ein Regler vorgesehen ist, mit dessen Hilfe das Durchflußventil und das Gasflußventii (3) nach Maßgabe des Ofendruckes regelbar sind.