DE2355457B1 - Gichtgasreinigungsanlage fuer Druckhochoefen - Google Patents

Description

• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Gichtgasreinigungsanlage der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß lediglich die über die erste Gichtgaszweigleitung unmittelbar an die Tropfenabscheidungsvorrichtung angeschlossene erste Differenzdruckwaschanordnung als ausschließliches Verstellglied des Regelkreises eingesetzt ist und in der zweiten Gichtgaszweigleitung der zweiten Differenzdruckwaschanordnung nachgeschaltet eine Naßturbine mit Generator angeordnet ist. - Die Erfindung nutzt hierbei die Erkenntnis, daß ein Teilstrom des Gichtgases ausreicht, um den an der Gicht des Druckhochofens herrschenden Gichtgasdruck im Betriebszustand, d. h. nach dem Anfahrvorgang, konstant zu halten, während der verbleibende größere Teilstrom des Gichtgases zur Gewinnung von elektrischer Energie herangezogen werden kann.
• Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. So empfiehlt es sich in allen Fällen, die erste Differenzdruckwaschanordnung für einen hohen Druckabbau und die zweite Differenzdruckwaschanordnung für einen niedrigen Druckabbau auszulegen, damit einerseits ein gutes Regelverhalten und andererseits eine hohe Energieausnutzung gegeben sind. Das Verhältnis der in der Zeiteinheit über die erste Differenzdruckwaschanordnung geführten Gichtgasmenge zu der in der Zeiteinheit über die zweite Differenzdruckwaschanordnung geführten Gichtgasmenge beträgt vorzugsweise etwa 1:4. Beide Differenzdruckwaschanordnungen können jeweils aus einem oder mehreren parallelgeschalteten Differenzdruckwäschereinheiten nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung besteht jedoch die erste, als VerstelIglied des Regelkreises eingesetzte Differenzdruckwaschanordnung aus einer einzigen Differenzdruckwäschereinheit und die zweite, der Naß turbine zugeordnete Differenzdruckwaschanordnung aus zwei Differenzdruckwäschereinheiten. Um die Naßturbine unter optimalen Betriebsbedingungen arbeiten lassen zu können, empfiehlt die Erfindung, auch die zweite Differenzdrucktvaschanordnung einstellbar auszubilden. Ein besonders kompakter Aufbau der Anlage ergibt sich, wenn beide Differenzdruckwaschanordnungen in einem Waschturm auf einem gemeinsamen Zwischenboden angeordnet sind und der stromab des Zwischenbodens liegende Waschturmraum durch eine die erste Differenzdruckwaschanordnung von der zweiten Differenzdruckwaschanordnung trennende Trennwand in zwei Waschturmkammern geteilt ist, an welche jeweils die erste bzw. zweite Gichtgaszweigleitung angeschlossen sind. In der Ausführungsform mit einem einzigen Vorwäscher ist dann der Vorwäscher vorteilhafterweise stromauf des Zwischenbodens im Waschturm angeordnet. Um die Gichtgasreinigungsanlage bei Betriebsstörungen der Naßturbine nicht insgesamt außer Betrieb setzen zu müssen und um auch beim Anfahren des Druckhochofens eine optimale Reinigung des Gichtgases unter Umgehung der Naßturbine sicherzustellen, ist nach einer weiteren vorzugsweisen Ausgestaltungsform der Erfindung der zweiten Gichtgaszweigleitung vor und/oder hinter der Naßturbine sowie in der Bypaßleitung je ein Absperrventil angeordnet.
• Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß eine Gichtgasreinigungsanlage für Druckhochöfen geschaffen ist, die neben ihrer eigentlichen Aufgabe, das Gichtgas optimal zu reinigen, auch das Problem der Konstanthal- tung des Gichtgasdruckes an der Gicht des Druckhochofens unter gleichzeitig hoher Ausnutzung der Energie des Gichtgases absolut betriebssicher bewältigt. Darüber hinaus zeichnet sich die erfindungsgemäße Anlage bei Verwirklichung der vorteilhaften Ausgestaltungsmerkmale durch einen kompakten Aufbau und eine universelle Anpaßbarkeit an alle vorkommenden Betriebsbedingungen aus.
• Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt Fig. 1 schematisch eine Gichtgasreinigungsanlage für Druckhochöfen, Fig. 2 einen Schnitt A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1.
• Die in den Figuren dargestellte Gichtgasreinigungsanlage ist für einen Druckhochofen 1 bestimmt und besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau, in Strömungsrichtung der Gichtgase gesehen, aus einer an die Gicht des Druckhochofens 1 angeschlossenen Rohgasleitung 2, einem Grobabschneider 3 - der im Ausführungsbeispiel als Staubsack ausgeführt ist, statt dessen aber auch aus einem Zyklon bestehen kann, einem Vorwäscher 4 mit Waschwassereinspritzdüsen 5, einem einstellbaren Differenzdruckwäscher 6 und einer nachgeschalteten Tropfenabscheidungsvorrichtung 7 mit Drallschaufeln 8 und Reingasabzug 9. Der Differenzdruckwäscher6 besteht aus zwei Differenzdruckwaschanordnungen 10, 11, deren erste aus einer einzigen Differenzdruckwäschereinheit, dem Ringspaltwäscher 10a und deren zweite aus zwei parallelgeschalteten Differenzdruckwäschereinheiten, den Ringspaltwäschern 10a, lib besteht. Bei der dargestellten Ausführungsform ist jede Differenzdruckwäschereinheit 10a, 11a, lib mit einem verstellbaren Einsatzkörper 12 und einer stromauf dieses Einsatzkörpers 12 angeordneten Dralldüse 13 zum Einspritzen von Waschwasser ausgerüstet. Der Vorwäscher 4 und der Differenzdruckwäscher 6 sind in einem Waschturm 14 untergebracht, der vom Gichtgas von oben nach unten durchströmt wird. Dazu ist die vom Grobabscheider 1 kommende Rohgasleitung 2 an den Kopf des Waschturmes 14 angeschlossen.
• Im oberen Teil des Waschturmes 14 ist der Vorwäscher 4 angeordnet. Darunter befindet sich im Waschturm 14 ein konischer Zwischenboden 15, auf dem sämtliche Differenzdruckwäschereinheiten 10a, 11a, 11 b der beiden Differenzdruckwaschanordnungen 10, 11 angeordnet sind und der zugleich als Sammelboden für das im Vorwäscher 4 anfallende Schlammwasser dient, welches über eine Abflußleitung 16 abgezogen wird. Der Waschturmraum unterhalb des Zwischenbodens 15 ist durch eine vertikale Trennwand 17 so in zwei Waschturmkammern 18,19 geteilt, daß die erste aus der Differenzwäschereinheit 10a bestehende Differenzdruckwaschanordnung 10 in die erste Waschturmkammer 18 und die beiden Differenzdruckwäschereinheiten lla, 11b der zweiten Differenzdruckwaschanordnung 11 gemeinsam in die zweite Waschturmkammer 19 einmünden. Beide Waschturmkammern 18, 19 werden unten durch einen zweiten konischen Zwischenboden 20 begrenzt, über den das in der ersten bzw. zweiten Waschturmkammer 18 bzw. 19 anfallende Schmutzwasser mittels je einer Abführleitung 21 bzw. 22 abgezogen werden kann. Die erste Waschturmkammer 18 ist somit druckmäßig von der zweiten Waschturmkammer 19 vollständig getrennt. Die erste Waschturmkammer 18 ist über eine erste Gichtgaszweigleitung 23 unmittelbar mit der Tropfenabscheidungsvorrichtung 7 verbunden, während die zweite Waschturmkammer 19 vermittels einer zweiten Gichtgaszweigleitung 24 unter Zwischenschaltung einer einen Generator 25 antreibenden Naßturbine 26 an die Tropfenabscheidungsvorrichtung 7 angeschlossen ist. Dieser zweiten Gichtgaszweigleitung 24 ist außerdem eine die Naßturbine 26 überbrückende Bypaßleitung 27 angeordnet, wobei in dem zur Bypaßleitung 27 parallelen Abschnitt der zweiten Gichtgaszweigleitung 24 vor und hinter der Naßturbine 26 sowie in der Bypaßleitung 27 je ein Absperrventil 28, 29 bzw. 30 angeordnet ist, so daß der über die zweite Waschturmkammer 19 geführte Gichtgasteilstrom alternativ über die Naßturbine 26 oder unmittelbar zur Tropfenabscheidungsvorrichtung 7 gelenkt und die Naßturbine 26 für Reparaturzwecke auch vollständig entfernt werden kann. Das in der Tropfenabscheidungsvorrichtung 7 abgeschiedene Schmutzwasser wird über eine Schmutzwasserleitung 31 entfernt.
• Die Differenzdruckwäschereinheit iOa der ersten Differenzdruckwaschanordnung 10 ist als ausschließliches Verstellglied in einem Regelkreis 32 zur Konstanthaltung des an der Gicht des Druckhochofens L herrschenden Gichtgasdruckes eingesetzt und für einen hohen Druckabbau ausgelegt. Der Aufbau des Regelkreises 32, der in der F i g. 1 lediglich angedeutet ist, bedarf keiner näheren Beschreibung, da er im Stand der Technik hinreichend bekannt ist. Die beiden parallelgeschalteten Differenzdruckwäschereinheiten 11 pa, llb der zweiten Differenzdruckwaschanordnung 11, die der Naßturbine 26 zugeordnet ist, sind dagegen für einen niedrigen Druckabbau ausgelegt. Ferner ist die Anordnung so getroffen, daß im Betriebszustand nach Anfahren des Druckhochofens 1 das Verhältnis der in der Zeiteinheit über die erste Differenzdruckwaschanordnung 10 geführten Gichtgasmenge zu der in der Zeiteinheit über die zweite Differenzdruckwaschanordnung 11 geführten Gichtgasmenge im Mittel etwa 1:4 beträgt. Folgende Zahlen als Beispiel mögen das verdeutlichen. Der Gichtgasdruck vor dem Differenzdruckwäscher 6 beträgt 15000 mmWS.
• 20% des Gichtgases werden über-die erste Differenzdruckwaschanordnung 10 geführt, wobei sich der Druck um 14000 mmWS vermindert, so daß vor der Tropfenabscheidungsvorrichung 7 ein Druck von 1000 mmWS ansteht. Die restlichen 80% des Gichtgasstromes werden über die zweite Differenzdruckwaschanordnung 11 geleitet. Der Druckverlust beträgt 3000 mmWS, so daß vor der Naßturbine 26 ein Druck von 12000 mmWS herrscht. Durch die Naßturbine 26 wird der Druck um weitere 11000 mmWS abgebaut, so daß auch dieser Teilstrom vor der Tropfenabscheidungsvorrichtung 7 einen Druck von 1000 mmWS aufweist.
• Die Funktionsweise der beschriebenen Anlage ergibt sich unschwer aus den Figuren. Zum Anfahren des Druckhochofens 1 wird ohne Naßturbine 26 gearbeitet, wozu die Absperrventile 28, 29 in, der zweiten Gichtgaszweigleitung 24 geschlossen werden und das Absperrventil 30 in der Bypaßleitung 27 geöffnet wird. Die Differenzdruckwäschereinheiten 10a, 11a, lib beider Differenzdruckwaschanordnungen 10, 11 werden so eingestellt, daß sich in Abhängigkeit vom steigenden Gichtgasdruck der bestmögliche Reinigungseffekt für das Rohgas ergibt. Das kann mit Hilfe eines nicht dargestellten Steuerkreises durchgeführt werden. Sobald der Druckhochofen 1 seinen Betriebszustand erreicht hat, tritt der zuvor genannte Regelkreis 32 in Aktion. Die Differenzdruckwäschereinheiten 11a, lib der zweiten Differenzdruckwaschanordnung 11 werden einerseits auf optimalen Reinigungseffekt und andererseits optimale Betriebsbedingungen für die Naßturbine 26 eingestellt. Zugleich werden die Absperrventile 28, 29 in der zweiten Gichtgaszweigleitung 24 geöffnet und das Absperrventil 30 in der Bypaßleitung 27 geschlossen. Der Regelkreis 32 verstellt die Differenzdruckwäschereinheit 10a der ersten Differenzdruckwaschanordnung 10 dann so, daß der Druck an der Gicht des Druckhochofens 1 konstant bleibt. Fällt die Naßturbine 26 aus oder soll die Naßturbine 26 zu Reparaturzwecken stillgesetzt werden, werden die Absperrventile 28, 29 in der zweiten Gichtgaszweigleitung 24 geschlossen, während das Absperrventil 30 in der Bypaßleitung 27 geöffnet wird. Durch entsprechende Anderung der Einstellung der Differenzdruckwäschereinheiten 10a, 11a, 11b kann dann die Anlage wie bekannt mit auf Konstanz geregeltem Druck an der Gicht des Druckhochofens 1 gefahren werden.

Claims (9)

1. Patentansprüche: 1. Gichtgasreinigungsanlage für Druckhochöfen, bestehend aus - in Strömungsrichtung der Gichtgase gesehen - an die Gicht des Druckhochofens angeschlossener Rohgasleitung, Grobabscheider, zumindest einem Vorwäscher, einstellb arem Differenzdruckwäscher und Tropfen ab -scheidungsvorrichtung mit Reingasabzug, wobei der Ditferenzdruckwäscher als ausschließliches-Verstellglied in einem Regelkreis zur Konstanthaltung des an der Gicht des Druckhochofens herrschenden Gichtgasdruckes eingesetzt ist und aus zwei Differenzdruckwaschanordnungen mit jeweils zugeordneter, an die Tropfenabscheidungsvorrichtung angeschlossener erster bzw. zweiter Gichtgaszweigleitung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich die über die erste Gichtgaszweigleitung (23) unmittelbar an die Tropfenabscheidungsvorrichtung (7) angeschlossene erste Differenzdruckwaschanordnung (w) als ausschließliches Verstellglied des Regeikreises (32) eingesetzt ist und in der zweiten Gichtgaszweigleitung (N) der zweiten Differenzdruckwaschanordnung (1:in) nachgeschaltet eine Naßturbine (26) mit Generator (25) angeordnet ist.
2. 2. Gichtgasreinigungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Differenzdruckwaschanordnung (sud) für einen hohen Druckabbau und die zweite Differenzdruckwaschanordnung (all) für einen niedrigen Druckabbau ausgelegt ist.
3. 3. Gichtgasreinigungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der in der Zeiteinheit über die erste Differenzdruckwaschanordnung (S) geführten Gichtgasmenge zu der in der Zeiteinheit über die zweite Differenzdruckwaschanordnung (11) geführten Gichtgasmenge etwa 1:4 beträgt.
4. 4. Gichtgasreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Differenzdruckwaschanordnungen (S, 'P11) jeweils aus einem oder mehreren parallelgeschalteten Differenzdruckwäschereinheiten bestehen.
5. 5. Gichtgasreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Differenzdruckwaschanordnung (10) aus einer einzigen Differenzdruckwäschereinheit (1da) und die zweite Differenzdruckwaschanordnung (LL) aus zwei parallelgeschalteten Differenzdruckwäschereinheiten (alls, flb) besteht.
6. 6. Gichtgasreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auch die zweite Differenzdruckwaschanordnung (11) einstellbar ausgebildet ist.
7. 7. Gichtgasreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Differenzdruckwaschanordnungen (S, 11) in einem Waschturm (Bs3) auf einem gemeinsamen Zwischenboden (1L5) angeordnet sind und der stromab des Zwischenbodens (15) liegende Waschturmraum durch eine die erste Differenzdruckwaschanordnung (l«B8) von der zweiten Differenzdruckwaschanordnung (11) ) trennende Trennwand (17) in zwei Waschtunnkammern (1es, 19) geteilt ist, an welche jeweils die erste bzw. zweite Gichtgaszweigleitung (23 bzw. 24) angeschlossen sind.
8. 8. Gichtgasreinigungsanlage nach Anspruch 7 in der Ausführungsform mit einem einzigen Vorwäscher, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwäscher (4) stromauf des Zwischenbodens (15) im Waschturm (14) angeordnet ist.
9. 9. Gichtgasreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Gichtgaszweigleitung (24) eine die Naßturbine (26) überbrückende Bypaßleitung (27) zugeordnet ist und in dem zur Bypaßleitung (27) parallelen Abschnitt der zweiten Gichtgaszweigleitung (24) vor und/oder hinter der Naßturbine (26) sowie in der Bypaßleitung (27) je ein Absperrventil (28, 29 bzw. 30) angeordnet ist.

   Die Erfindung betrifft eine Gichtgasreinigungsanlage für Druckhochöfen, bestehend aus - in Strömungsrichtung der Gichtgase gesehen - an die Gicht des Druckhochofens angeschlossener Rohgasleitung, Grobabscheider, zumindest einem Vorwäscher, einstellbarem Differenzdruckwäscher, z.B. Ringspaltwaschvorrichtung, und Tropfenabscheidungsvorrichtung mit Reingasabzug, wobei der Differenzdruckwäscher als ausschließliches Verstellglied in einem Regelkreis zur Konstanthaltung des an der Gicht des Druckhochofens herrschenden Gichtgasdruckes eingesetzt ist und aus zwei Differenzdruckwaschanordnungen mit jeweils zugeordneter, an die Tropfenabscheidungsvorrichtung angeschlossener erster bzw. zweiter Gichtgaszweigleitung besteht.

   Bei einer bekannten Gichtgasreinigungsanlage der genannten Gattung (vgl. deutsche Offenlegungsschrift 2049903) besteht der Differenzdruckwäscher aus mehreren parallelgeschalteten Ringspaltwäschern mit jeweils zugeordneter Gichtgaszweigleitung. Die Konstanthaltung des an der Gicht des Druckhochofens herrschenden Gichtgasdruckes erfolgt hier durch gemeinsame Einstellung aller Ringspaltwäscher. Um den hohen Druck an der Gicht des Druckhochofens auf den für eine Weiterverwendung des Reingases erforderlichen niedrigeren Druck am Reingasabzug herabzusetzen, können dem Differenzdruckwäscher weitere Druckreduzierungseinrichtungen nachgeschaltet sein. Die beschriebene Anlage hat sich in der Praxis gut bewährt; die durch die Druckreduzierung dem Gichtgas entzogene Energie bleibt jedoch unausgenutzt. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.

   Bekannt ist es zwar auch, die einem unter Druck stehenden heißen Gas irnrnanente Energie mittels einer Turbine mit nachgeschaltetem Generator teilweise in elektrische Energie umzusetzen, das hat jedoch auf die Entwicldung von Gichtgasreinigungsanlagen des beschriebenen Aufbaus bisher keinen Einfluß ausgeübt.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gichtgasreinigungsanlage für Druckhochöfen zu entwickeln, mit der die dem Gichtgas innewohnende Energie ohne Beeinträchtigung der Regelung des an der Gicht des Druckhochofens herrschenden Gichtgas druckes soweit als möglich in elektrische Energie umgesetzt wird.