DE2458411A1 - Verfahren zur behandlung von gasen oder daempfen - Google Patents

Description

Patentanwalt Dipl.-Cheni r. --Wnpf 9.12.1974

57ό Düren jj 255

Koenenstra3a 20

Hoogovens IJmuiden B.V, IJmuiden, Niederlande

Verfahren zur Behandlung von Gasen oder Dämpfen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren'zur kontinuierlichen Behandlung von CaO-tragenden Gasen oder Dämpfen, wie sie bei der Stahlerzeugung entstehen.

Das Verfahren ist besonders geeignet für, jedoch nicht beschränkt auf die Behandlung von Gasen oder Dämpfen, die bei den sog. LD- LDAC und OBM-Verfahren gebildet werden, nach denen unter Zugabe von Kalk oder Dolomit bzw. anderen kalkhaltigen Mischungen reiner Sauerstoff auf oder durch eine Stahlschmelze in einem kippbaren Konverter geblasen wird.

Im Verlaufe dieser bekannten Verfahren zur Stahlerzeugung tritt eine periodisch und in weiten Grenzen variierende Freisetzung von Gasen und Dämpfen auf, welche beträchtliche Mengen CaO und CO, enthalten, daneben auch große Mengen von sehr feinem Eisenstaub, Flugschlacke und/oder Eisenoxid-Staub. Weil die Umweltverschmutzung besonders durch das erzeugte Eisenoxid unzulässig ist, bringt man im allgemeinen oberhalb des Stahlkonverters eine Absaughaube an, durch die die entweichenden Gase und Dämpfe einer Gasreinigungsanlage zugeführt werden, wo der Staub mit Wasser aus den Gasen ausgewaschen wird.

Eine bei dieser Behandlung auftretende Schwierigkeit besteht darin, daß der Kalk und das Kohlendioxid, die von den Gasen und Dämpfen mitgeführt werden, die Bildung von Kesselstein in der Gasreinigungsanlage verursachen. Nach einiger Zeit wird die Ablagerung von Kesselstein so stark, daß die Anlage von

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diesen Ablagerungen befreit werden muß. Hierdurch entstehen nicht nur erhebliche Kosten für die Säuberung von Leitungen und Apparaten, wie Venturi-Rohren, Hydrozyklonen, Pumpen usw. sondern erfahrungsgemäß führt eine verschmutzte Anlage auch zu beträchtlichen Problemen der Verfahrensführung. Wenn beispielsweise in einem Gasreiniger ein Venturi-Wäscher benutzt wird, der an ein Gebläse angeschlossen ist, wird die Saugkapazität verringert, wenn die Venturi-Strecke durch Kesselstein zugesetzt wird. Dies hat wiederum zur Folge, daß am Konverter ungenügender Unterdruck herrscht, die Konvertergase unvollständig verbrannt werden, die Gasabsaugung unzureichend ist und die Abgase schließlich einen unzulässig hohen CO-Gehalt aufweisen.

Die Bildung von Kesselstein lässt sich durch Zugabe von Säure zum Waschwasser verhindern. Geschieht dies unter Verwendung reiner Säuren wie HCl, so ist eine sorgfältige Prozessüberwachung erforderlich, um die Geschwindigkeit der Säurezugabe kontinuierlich an die Menge des herangeführten Kalks anzupassen. Weil aber insbesondere diese Menge starken Schwankungen unterliegt, würde ein solches Verfahren komplizierte und teure Kontroll- und Dosiersysteme erfordern. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß bei konstanter Geschwindigkeit des Säurezusatzes die Installation durch die Säure während der Zeitabschnitte korrodiert würde, in denen die zugeführte Kalkmenge unter dem Durchschnitt liegt, während umgekehrt nach wie vor Kesselstein gebildet würde, wenn die Geschwindigkeit der Kalkzufuhr größer ist als die der Säurezugabe.

Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung eines einfach und ohne großen Aufwand durchzuführenden und die vorgenannten Nachteile vermeidenden Verfahrens zur kontinuierlichen Behandlung von CaO-haltigen Gasen oder Dämpfen, wie sie bei der Stahlherstellung anfallen, durch Waschen der Gase oder Dämpfe mit Wasser unter Ansäuerung des Waschwassers.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Waschwasser mit einer Lösung versetzt wird, die 0,5 bis 2 Gew.% HCl und 100 bis

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15Og Fe₃-Ionen pro Liter enthält, wobei diese Lösung unter Konstanthaltung der pro Zeiteinheit in das Wasser eingebrachten

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Menge an H und Fe -Ionen zugeführt wird.

Die geeignetste Zugabegeschwindigkeit der HCl und Ferro-Ionen enthaltenden Lösung kann im Einzelfall rechnerisch oder empirisch bestimmt werden. Vorzugsweise wird die pro Zeiteinheit zugeführte Menge an H und Fe in Abhängigkeit von der zeitlichen Durchschnittsgeschwindigkeit der Anreicherung des Wassers mit OH-Ionen ausgewählt, welche aus dem im Wasser gelösten CaO(OH)₂ entstammen.

Die dem Waschwasser zugesetzten Fe -Ionen reagieren mit den OH -Ionen unter Bildung von Fe(OH)₂. Durch ihre Zugabe wird die Lösung also abgepuffert. Vorzugsweise lässt man den pH-Wert des Waschwassers nicht unter einen Mindestwert von pH 6 fallen. Auf diese Weise ist eine Gasreinigung möglich, die die bekannten Nachteile verringert oder ganz ausschließt, ohne zu anderen Verschmutzungsproblemen zu führen.

Es hat sich als möglich erwiesen, durch Anwendung dieses Verfahrens die Acidität des Waschwassers soweit zu erhöhen, daß kein Kesselstein gebildet wird, andererseits aber die Acidität hinreichend niedrig zu halten, so daß keine merkliche Korrosion der Anlage auftreten kann. Die besten Resultate wurden unter Verwendung einer Lösung erzielt, die 0,5 bis 1 % HCl in freier Form enthält. Sehr bewährt hat sich bereits gebrauchte Beizsäure, also eine Salzsäure, mit der warmgewalzter Bandstahl gebeizt worden ist. Dies wird in Beiz-Bädern durchgeführt, die üblicherweise zusammen mit Bandwarm- und -ikaltwalzwerken vorgesehen werden, welche ihrerseits oftmals an eine Stahlhütte angeschlossen sind.

Auf diese Weise lässt sich ein Abfallprodukt nutzbringend verwerten, das sonst erhebliche Probleme der Umweltverschmutzung verursacht. Eine typische Abfall-Säurebeizlösung enthält beispielsweise 1/2 Gew.% freie HCl und 130 g Fe⁺⁺ pro Liter.

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Ein weiterer Vorzug ist dadurch erzielbar, daß der Eisenoxid-Schlamm, der aus dem Waschvorgang durch Ausfällung des FE(OH)₂ gewonnen wird, nach seiner Trocknung entweder direkt oder indirekt einem Reduktionsofen zugeführt wird. Der Fachmann kennt Verfahren zum Trocknen von ausgewaschnem Eisenoxid-Schlamm und dessen anschließendem Zuführen zu einer Sinteroder Pelletisieranlage zwecks Erzeugung eines Produktes, das als Beschickungsgut für einen Hochofen verwendet werden kann. Der Eisenoxidschlamm, der sich bei der Gaswäsche nach dem Verfahren der Erfindung von neuem bildet, kann den gleichen Weg nehmen, so daß das Eisen aus der Abfall-Beizsäure im Produktionsablauf rezirkuliert werden kann.

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Claims (5)

Patentansprüche

1. Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung von CaO-tragenden, bei der Stahlerzeugung anfallenden Gasen oder Dämpfen durch Waschen des Gases mit angesäuertem Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß das Waschwasser mit einer Lösung versetzt wird, welche 0,5 bis 2 Gew.% HCl und 100 bis 15Og Fe⁺⁺-Ionen pro Liter enthält, wobei diese Lösung unter Konstanthaltung der pro Zeiteinheit in das Wasser eingebrachten Menge an H und Fe -Ionen zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

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pro Zeiteinheit zugeführten- Mengen an H und Fe . -Ionen in Abhängigkeit von dem zeitlichen Durchschnitt der Anreicherung des Wassers mit OH~-Ionen bestimmt wird, welche aus dem im Wasser gelöstem Ca(OH)₂ entstammen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung 0,5 bis 1 Gew.% HCl in freier Form enthält.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung eine Beizsäure ist oder aus einer solchen gewonnen wird, welche zum Beizen von warmgewalztem Bandstahl mit Salzsäure benutzt worden ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Waschvorgang anfallende Eisenoxid-Schlamm getrocknet und direkt oder indirekt einem Reduktionsofen zugeführt wird.

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