DE2530399A1

DE2530399A1 - Gasreinigungseinrichtung

Info

Publication number: DE2530399A1
Application number: DE19752530399
Authority: DE
Inventors: Daniel E Pike
Original assignee: AIR POLLUTION IND
Current assignee: AIR POLLUTION IND
Priority date: 1974-07-10
Filing date: 1975-07-08
Publication date: 1976-01-22
Also published as: ZA752490B; GB1465463A; US3894853A; CA1047392A; JPS5133766A

Description

Patentanwalt lne. Walter Jackisch

Air Pollution Industries, Inc. A 34 792

Englewood, New Jersey, U.S*A. _Den η j_u|{ ^975 95 Cedar Lane

Gasreinigungs einrichtung

Die Erfindung betrifft eine Gasreinigungseinrichtung mit einem behälterartigen Gehäuse, das durch eine Trennwand in eine obere und eine untere Kammer unterteilt ist und eine in die untere Kammer mündende Zuleitung für verunreinigtes Gas sowie eine Ableitung für gereinigtes Gas aus der oberen Kammer aufweist, und mit einer Mehrzahl an der Gehäuseaußenseite vorgesehener Abscheideeinrichtung ⁿfür Verunreinigungen, in die Gas aus der unteren Kammer nahe der Trennwand einströmt und aus denen Gas in die obere Kammer nahe der Trennwand ausströmt, wobei Absperrorgane zum wahlweisen Abschluß jeder einzelnen Abscheideeinrichtung unabhängig von den übrigen Abscheideeinrichtungen an der Gehäuseaußenseite vorgesehen sind.

Eine solche Gasreinigungseinrichtung ist aus der US-PS 3 631 655 bekannt. Diese bekannte Gasreinigungseinrichtung ist an einem Schornstein, der das behälterartige Gehäuse bildet, vorgesehen. Die Absperrorgane an den Abscheideeinrichtungen ermöglichen es, diese einzeln stillzulegen, um ohne Stillegung des gesamten Schornsteines Reinigungs- und Reparaturarbeiten an den Abscheideeinrichtungen vornehmen zu können. Als Abscheideeinrichtungen sind ein- oder zweistufige Elektrofilter mit Sprüh-

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elektrode od. dgl. vorgesehen.

Weiterhin sind auch mit dem Venturi-Effeiet arbeitende Abscheideeinrichtungen bekannt. Aus der US-PS 2 797 904 ist beispielsweise eine solche Abscheideeinrichtung mit sechs einzelnen Venturiabscheidern bekannt, die in einem Gehäuse parallel geschaltet sind. Mittels entsprechender Absperrorgane kann irgendeine gewünschte Anzahl der Venturiabscheider für die Gasströmung abgeschlossen werden. Wenn jedoch irgendwelche Wartungsarbeiten an einem einzelnen der Venturi abscheider vorgenommen werden sollen, so muß das gesamte Gehäuse demontiert und mithin die Abscheideeinrichtung insgesamt stillgelegt werden.

Aus der US—PS 2 964 304 ist weiterhin eine Abscheideeinrichtung für die Entstaubung von Gichtgas aus einem Hochofen bekannt. Durch Einstellung der Drosselquerschnitte der Abscheideeinrichtung kann der Gichtgasdruck des Hochofens eingestellt werden.

Aus den US-PSen 2 604 185, 3 405 918, 3 638 924 und 3 544 sind weitere Bauarten von mit dem Venturi-Effekt arbeitenden Abscheideeinrichtungen bekannt.

Die US-PSen 1 338 143, 1 820 161, 1 844-850, 2 681 799,

2 733 054, 3 067 991, 3 317 200, 3 334 470, 3 343 341,

3 364 660, 3 456 928, 3 486 307 und 3 675 396 geben einen Überblick über den Stand der Technik auf dem Gebiet der Gasreinxgungseinrichtungen.

Ausgehend von einer Gasreinigungseinrichtung der eingangs bezeichneten Gattung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine solche Gasreinigungseinrichtung zu schaffen, die mit geringstmöglichem Wartungs aufwand eine möglichst

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weitgehende Entstaubung von Hochofengichtgas mit gleichzeitigen optimalen steuernden Einwirkungsmöglichkeiten auf den Gichtgas-Gegendruck im Hochofen gewährleistet.

Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe insbesondere vorgesehen, daß die Einrichtung zur Steuerung des Gichtgasdruckes und zur Kühlung von Gichtgas eines vorgeschalteten Hochofens vorgesehen ist, daß die Abscheideeinrichtungen als Venturiabscheider mit Waschwasserzufuhr ausgebildet sind und ein Gichtgas-Waschwasser-Gemisch in die obere Kammer einleiten, und daß in der oberen Kammer eine Reinigungseinrichtung zur Abscheidung des Waschwassers aus dem gemnigten Gichtgas sowie ein Abfluß für das abgeschiedene Waschwasser vorgesehen sind.

Nach der Erfindung wird hierzu im Prinzip ein an sich bekannter Reinigungs- und Kühlturm für das Gas durch eine Querwand in eine untere Kammer zur Kühlung des Gases und zur Abscheidung von Verunreinigungen aus dem Gas und in eine obere Kammer zur Abscheidung des Wassers aus dem Gas unterteilt. Eine Vielzahl einzelner Venturiabscheider ist außen am Turm angebracht, wobei jeder Venturiabscheider an seinen beiden Enden mit Absperrschiebern versehen ist; die Einlasse der Venturiabscheider stehen mit dem oberen Abschnitt der unteren Kammer in Verbindung, während die Auslässe der Venturiabscheider mit dem unteren Abschnitt der oberen Kammer strömungsverbunden sind. Die Venturiabscheider werden im Parallelbetrieb gefahren und können je einzeln für sich abgeschlossen werden, um so den Gichtgas-Gegendruck in einem stromauf des Turmes liegenden Hochofen zu erhöhen oder um Wartungs arbeit en an den einzelnen Venturiabscheidern zu ermöglichen, ohne daß hierzu der gesamte Turm zusammen mit dem Hochofen stillgelegt werden muß.

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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, insbesondere in Verbindung mit den zusätzlichen Ansprüchen.

Es zeigt

Fig. 1 schematisch vereinfacht und teilweise im Schnitt eine bekannte Entstaubungsanlage für Hochofengichtgas, bei der ein nachgeschalteter Venturiabscheider durch nicht näher dargestellte Vorschalteinrichtungen wie einen Gichtstaubsammler und einen vorgeschalteten Venturiabscheider Gichtgas aus einem stromauf liegenden Hochofen erhält und in einen Kühl- und Abscheideturm für das Gichtgas weiterleitet, wobei eine Mehrzahl von Drosselklappen stromab des Turmes in der Speiseleitung für nachgeschaltete Wärme- und Glühofen, Kesselfeuerungen, Gasmaschinen od. dgl. eingeschaltet sind,

Pig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung einer erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung,

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung einen Schnitt gemäß Linie 3-3 in Fig. 2 und

Fig. 4 teilweise im Schnitt und vergrößert eine Seitenansicht eines einzelnen Venturiabscheiders einer erfindungsgemäßen Gasreinigungseinrichtung.

Zum besseren Verständnis der Erfindung ist in Fig. 1 eine typische Bauart einer bekannten Entstaubungsanlage für Gichtgas dargestellt. Ein nachgeschalteter Venturiabscheider 1 erhält über eine Leitung 2 Gichtgas aus der Gicht eines nicht näher dargestellten Hochofens, welches aus dem Hochofen zur Grobgasreinigung beispielsweise zunächst in einem Staubsack und einem vorgeschalteten Venturiabscheider, die beide nicht näher dargestellt sind, vorgereinigt

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wird und von dort in die Leitung 2 gelangt. In den nachgeschalteten Venturiabscheider 1 wird Waschwasser durch Leitungen 3 und 4 zugeführt, die an eine Speisezweigleitung 5 angeschlossen sind. Ein Kühl- und Reinigungsturm 6 für das Gas weist einen oberen Kühlabschnitt und einen unteren Reinigungs- oder Abscheideabschnitt auf. Im Inneren des Turmes 6 werden mittels einer Speiseleitung 8 für Kühlwasser Kühlstrahlen 7 erzeugt. Weiterhin ist der Turm 6 mit einem Kühleinbau 9, einem leonischen Ablenkblech 10 und einem Ringtrog 11 zur Sammlung des Kühlwassers versehen, aus dem das gesammelte Wasser über eine Abflußleitung 12 abfließt. Im unteren Bereich des Turmes 6 ist ein Abscheider 13 vorgesehen. Mittels einer Leitung 14 wird frisches Waschwasser aus der Abflußleitung 12 für das Kühlwasser in den Bodenbereich des Turmes 6 eingespeist. Eine Gasleitung 15 stellt eine Verbindung zwischen dem Auslaß des Venturiabscheiders 1 und dem Bodenabschnitt des Turmes 6 her. Gereinigtes und gekühltes Gas tritt im Kopfbereich des Turmes 6 aus und gelangt über eine Abströmleitung 16 und eine Mehrzäl von Drosselklappen 17 zu weiteren, stromabjliegenden Einrichtungen wie Öfen oder Brennern, die mit dem Gichtgas betrieben werden. Wasser aus dem Bodenabschnitt des Turmes 6 wird mittels einer Pumpe 17 durch eine Förderleitung 19 in die Speisezweigleitung 5 eingespeist.

Die Arbeitsweise des Venturiabscheiders 1 und des Turmes 6 ist bekannt. Mittels der dargestellten Reinigungseinrichtung wird das heiße, eine beträchtliche Menge an Gichtstaub mitführende Gichtgas aus der Gicht des Hochofens gereinigt und gekühlt und verläßt die Reinigungseinrichtung über die Abströmleitung 16. Die Drosselklappen 17 führen bei einer solchen bekannten Anlage immer wieder zu Schwierigkeiten. Sie verschleißen schnell und können nur dann erneuert wer-

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den, wenn zuvor die gesamte Anlage unter Einschluß des Hochofens stillgesetzt ist. Darübeijhinaus wird zuweilen Wasser in die Gehäuse der Drosselklappen 17 eingeführt und durch das die Drosselklappen 17 durchströmende Gas mitgeführt, so daß Schwierigkeiten im Betrieb der den Drosselklappen 17 nachgeschalteten Verbrauchereinrichtungen für das Gichtgas entstehen können. Diese Schwierigkeiten werden neben der Erzielung der weiter oben erläuterten Vorteile durch die Erfindung beseitigt.

In Fig. 2 ist eine Gasreinigungseinrichtung 20 der erfindungsgemäßen Bauart dargestellt, die ein als Kühl- und Reinigungsturm ausgebildetes behälterartiges Gehäuse 21 mit einer in Querrichtung liegenden Trennwand 22 aufweist, welche den Turm oder das Gehäuse 21 in eine untere Kammer zur Reinigung und Kühlung des Gases und eine oberhalb der Trennwand 22 liegende obere Kammer 24 zur Wasserabscheidung unterteilt.

Die untere Kammer 23 des Gehäuses 21 ist mit einem sekundären Abscheider 25 versehen. In der unteren Kammer 23 werden- mittels einer Speiseleitung 27 für Kühlwasser Kühlstrahlen 26 erzeugt; weiterhin sind in der unteren Kammer ein Kühleinbau 28 für das Gas, ein konisches Ablenkblech und ein Ringtrog 30 zur Sammlung des aus dem Kühl einbau über das konische Ablenkblech 29 abfließenden Kühlwassers vorgesehen. Das gesammelte Kühlwasser gelangt aus dem Ringtrog 30 in eine Abflußleitung 31 · Zwischen der unteren Kammer 23 und dem Auslaß desjsekundären Venturi abs cheiders ist eine verbindende Gasleitung 32 vorgesehen. Wasser aus dem Bodenabschnitt der unteien Kammer 23 des Turmes oder Gehäuses 21 wird mittels einer Pumpe 33 in eine Förderleitung 34 eingepumpt, von wo aus es über eine Speisezweigleitung 35 in Versorgungsleitungen 36 und 37 für den . Ven-

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turiabscheider 1 gelangt.

Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, entspricht die untere Kammer 23 des Turmes oder Gehäuses 21 im wesentlichen dem gesamten Reinigungs- und Kühlturm 6 der in Fig. 1 dargestellten bekannten Einrichtung.

An der Außenseite des Gehäuses 21 ist eine Mehrzahl von Venturiabscheidern 38 vorgesehen. Jeder Venturiabscheider 38 weist einen Einlaß 39 auf, der über ein Absperrorgan 40 mit dem oberen Bereich der unteren Kammer 23 in Verbindung steht, und einen Auslaß 41, der über ein Absperrorgan 42 mit dem unteren Bereich der oberen Kammer verbunden ist. Jeder der Venturi abscheider 38 ist mit Wassereiniaasen 43 versehen, von denen einige radial und andere tangential zum Strömungslcanal im Venturi abscheider 38 angeordnet sein können, wie dies im einzelnen in Fig. 4 veranschaulicht ist. Die Wassereiniässe 43 werden von einer Waschwasserspeiseleitung 44 aus versorgt. Jeder Venturiabscheider 38 weist einen Venturi-DUsenabschnitt auf, der mit einem Mantel 46 aus geschmolzener Tonerde ausgekleidet und mit Verbindungsflanschen 47 zwischen den Absperrorganen 40 und 42 versehen ist, um die Wartung und einen Austausch zu erleichtern.

Die obere Kammer 24 ist an ihrem unteren Ende, unmittelbar oberhalb der Trennwand 22, mit einer Abflußöffnung 48 versehen, die über eine Abflußleitung 49 einen Abfluß des sich am Boden der oberen Kammer 24 ansammelnden Waschwassers ermöglicht. Hierzu ist die Trennwand 22 nach oben gewölbt, so daß eine höhere konstruktive Festigkeit gegenüber dem höheren Druck in der unteren Kammer 23 erzielt und das Wasser im Bodenbereich der oberen Kammer 24 zu den Wänden der Kammer 24 hin abgelenkt wird, damit es im wesentlichen

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vollständig abfließen kann.

In der oberen Kammer 24 ist weiterhin ein Abscheider 50 zur Abscheidung des im Gasstrom mitgerissenen Waschwassers vorgesehen.

An der Ob.erseite der oberen Kammer 24 befindet sich eine Abströmleitung 51, mittels der das gereinigte und gekühlte Gichtgas zu nicht näher dargestellten Verarbeitungseinrichtungen stromab der Gasreinigungseinrichtung weitergeleitet wird.

Im Betrieb der erfindungsgemäßen Gasreinigungseinrichtung wird dieser ebenso wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Stand der Technik heißes staubhaltiges Gichtgas von der Gicht eines Hochofens zugeleitet, wobei das Gichtgas zunächst in einen Staubsack, sodann in einen primären Venturiabscheider und von da aus schließlich in den in Fig. 2 dargestellten sekundären Venturiabscheider 1 gelangt. Dieses Gichtgas ist nach seinem Durchtritt durch die untere Kammer 23 des Turmes oder Gehäuses 21, die ebenso wie der bekannte Reinigungs- und Kühlturm 6 gemäß Fig. 1 betrieben wird, bereits weitgehend gereinigt.

Das Gas tritt im oberen Abschnitt der unteren Kammer 23 in einer Mehrzahl paralleler Strömungen durch die Venturiabscheider 28, die mittels der Waschwasserspeiseleitungen 44 mit Wasch- und Kühlwasser versorgt werden, welches durch die Einlasse 43 eintritt. Beim Durchtritt durch die Venturiabscheider 38 wird das Gas noch weitergehend gereinigt und gekühlt, und zwar sowohl durch das den Venturiabscheidern 38 geführte Wasch- und Kühlwasser als auch durch die Ausbildung des Strömungskanals als Venturidüse. Das noch feiner gereinigte und besser gekühlte Gas tritt in den unteren Abschnitt der oberen Kammer 24 ein und durchsetzt den Abscheider 50, in dem Wasch- und Kühlwasser, welches vom Gas strom aus den Venturiabscheidern 38 mitgerissen wird, abgeschiedenI Das gereinigte und gekühlte Gas, welches von

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Wasser aus den Venturiabscheidern 38 befreit ist, tritt an der Oberseite der oberen Kammer 24 aus und wird durch die Abströmleitung 51 zu väteren, nicht näher dargestellten Einrichtungen weitergeleitet. Das mittels des Abscheiders 50 aus dem Gasstrom abgeschiedene Waschwasser verläßt die obere Kammer 24 über die Abflußöffnung 48 und die Abflußleitung 49.

Die Venturiabscheider 38 gestatten eine weitergehende und im Ergebnis daher feinere Reinigung und bessere Kühlung des Gichtgases. Im Einzelfall kann die Kühlung in den Venturiabscheidern 38 alleine ausreichen, so daß eine Gaskühlung mittels des Kühleinbaues 28 entfallen kann, was zu einer wesentlichen Einsparung an Kühlwasser führt.

Mittels der beispielsweise als Schieber ausgebildeten Absperrorgane 40 und 42 können die Venturiabscheider 38 abgeschlossen werden, so daß sich der Gichtgas-Gegendruck im vorgeschalteten Hochofen erhöht, was in bestimmten Betriebs zuständen des Hochofens bekanntlich vorteilhaft ist. Entsprechend kann jedoch auch der Gichtgas-Gegendruck des Hochofens dadurch abgesenkt werden, daß Absperrorgane 40 und 42 von zuvor geschlossenen Venturiabscheidern 38 geöffnet werden. Da die Venturiabscheider 38 parallel geschaltet sind, können einzelne Venturiabscheider 38 abgeschlossen werden, ohne daß hierdurch der fortgesetzte Betrieb mittels der anderen, geöffneten Venturiabscheider 38 wesentlich beeinflußt wird.

Wenn die Venturiabscheider 38 gewartet werden müssen, beispielsweise um den Mantel 46 aus geschmolzener Tonerde in einem Venturi-Düsenabschnitt 45 zu ersetzen, so kann jeder einzelne Venturiabscheider 38 mittels der Absperrorgane 40 und 42 einzeln geschlossen werden. Dann kann der Venturi-Düsenabschnitt 45 durch Lösen der Verschraubung an den Ver-

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bindungsflanschen 47 an seinen beiden Enden abgenommen und ersetzt oder repariert werden, ohne daß hierdurch der fortgesetzte Betrieb mittels der anderen Venturiabscheider.38 leidet und ohne daß der Hochofen stillgesetzt werden müßte, was mit Rücksicht auf den erheblichen Aufwand beim Anfahren des Hochofens einen außerordentlich wichtigen Vorteil darstellt.

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Claims

Patentanwalt Dipl.-Ing. Walter Jackisch Air Pollution Industries, Inc, A 34 792 Englewood, New Jersey, U.S*A. Den y# Jyfj 1975 95 Cedar Lane Ansprüche

1. Gasreinigungseinrichtung mit einem behälterartigen Gehäuse, das durch eine Trennwand in eine obere und eine
untere Kammer unterteilt ist und eine in die untere
Kammer mündende Zuleitung für verunreinigtes Gas sowie
eine Ableitung für gereinigtes Gas aus der oberen Kammer
aufweist, und mit einer Mehrzahl an der Gehäuseaußenseite
vorgesehener Abscheideeinrichtungen für Verunreinigungen,
in die Gas aus der unter?! Kammer nahe der Trennwand einströmt und aus denen Gas in die obere Kammer nahe der Trennwand ausströmt, wobei Absperrorgane zum wahlweisen Abschluß jeder einzelnen Abscheideeinrichtung unabhängig von den übrigen Abscheideeinrichtungen an der Gehäuseaußenseite vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (20) zur Steuerung des Gichtgasdruckes und zur Kühlung von Gichtgas eines vorgeschalteten Hochofens vorgesehen ist, daß die Abscheideeinrichtungen als Venturiabscheider (38) mit Waschwasserzufuhr ausgebildet sind und ein Gichtgas-Waschwasser-Gemisch in die obere Kammer (24) einleiten und daß in der oberen Kammer (24) eine Reinigungseinrichtung (50) zur Abscheidung des Wasehvassers aus dem gereinigten Gichtgas sowie ein Abfluß (48, 49) für das abgeschiedene Waschwasser . vorgesehen sind.

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2. Gasreinigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (22) im Inneren des Gehäuses (21) horizontal angeordnet und nach oben gewölbt ist und daß der Abfluß (48, 49) für das Waschwasser oberhalb des Umfangsbereiches der Trennwand (22), jedoch unterhalb der obersten Stelle der Auswölbung der Trennwand (22) mündet.

3. Gasreinigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Venturiabscheider (38) einen auswechselbaren Venturi-Düsenabschnitt (45) aufweist und daß je ein vorzugsweise als Absperrschieber ausgebildetes Absperrorgan (40, 42) stromauf bzw. stromab der Enden des Venturi-Düsenabschnittes (45) angeordnet ist.

4. Gasreinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3_t dadurch gekennzeichnet, daß Gasaufbereitungseinrichtungen, insbesondere eine Kühleinrichtung (27 bis 31) und eine Reinigungseinrichtung (25), in der unteren Kammer (23) vorgesehen sind. - -

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