DE2645189C2 - Verfahren und Anlage zur Aufbereitung von Gichtgas zwecks dessen Rückführung in einen Schachtofen, insbesondere Druckhochofen - Google Patents

Description

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stungsfähigen Verdichtern, um den an der Gicht Herr- welche in schematischer Weise und teilweise in Blockschenden Gegendruck zu überwinden und einen Jcühlen- darstellung eine erfindungsgemäße Gichtrohgas-Aufbeden Gasstrom im Innern des Hochofens zu erzeugen. reitungsanlage zeigt näher beschrieben.
Andererseits kann das der Rohgasaufbe.eitungsanlage Obschon die Erfindung in Verbindung init allen bezwecks Rückführung in den Hochofen entzogene Gas s kannten Bauarten von Hochofen-Beschickungsanlagen nicht vor dem Passieren der Reinigungs- und Druckmin- realisiert werden kann, so wird sie doch zweckmäßigerderstation abgezapft werden, da es dann nicht nur einen weise als Zusatzeinrichtung zu einer glockenlosen Beungenügenden Reinheitsgrad im Hinblick auf seinen Schickungsvorrichtung beschrieben, da diese letztere Verwendungszweck hätte, sondern auch weil heute Bauart gegenwärtig die alten Beschickungsanlagen mit noch keine Verdichter bekannt sind, welche nur unvoll- io Gichtglocken zu verdrängen tendiert
kommen gereinigtes Gas auf die in diesem Fall nötigen Die in der Zeichnung dargestellte Beschickungsvor-Drücke komprimieren können. Da das in den Hochofen richtung begreift eine im Hochofenkopf angebrachte zurückzupressende Gas aber auch kühl sein soll, kann es Verteilerschurre 2, einen zentralen Einlauf 3 sowie zwei auch aus diesem Grunde erst hinter der Naßreinigung Füllbunker 4 und 4'. Der (nicht dargestellte) Antrieb für abgezapft werden. Nach dem Passieren der Naßreini- 15 die Verteilerschurre 2 ist in einer Antriebskammer 5 gungs- und Druckreduzierstation ist das Gas jedoch ge- untergebracht Als Verbindung zwischen den Füllbungenüber dem Verteilernetz nahezu vollständig ent- kern 4 und 4' und dem zentralen Einlauf 3 sind zwei spannt hat also nur noch etwa den im Verteilernetz Auslaufrohre 8 und 8'vorgesehen, deren Auslauföffnunherrschenden Druck, weswegen, wie obe:. hervorgeho- gen mittels (nicht dargestellter) unterer Abschlußklapben wurde, sehr leistungsfähige Verdichter eingesetzt 20 pen verschlossen werden können,
werden müssen, um einen Gasdruck zu erzeugen, der In dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung über dem an der Gicht herrschenden Gegendruck liegt wird gereinigtes und gekühltes Gichtgas in die Antriebs-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Aufbe- kammer 5 eingeführt, um die Antriebsorgane der Ver-

reitungsverfahren für Hochofenrohgas zu schaffen, wel- teilerschurre zu kühlen und um durch die Schaffung

ches die Verwendung von Verdichtern verhältnismäßig 25 eines Gasgegenstromes die Ablagerung von Staub zu

geringer Leistung ermöglicht, in dem der hohe Druck verhindern. Das saubere Gas wird mittels einer Rchriei-

des den Hochofen verlassenden Rohgases weitestge- tiing 9, welche mit einem Regulierventil 10 versehen ist

hend ausgenutzt wird. zugeführt Parallel zu dieser Rohrleitung 9 ist eine eben-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein falls mit einem Regulierventil 12 versehene Zweiglei-Gichtgas-Aufbereitungsverfahren der eingangs genann- 30 tung 11 vorgesehen. Disse Zweigleitung 11 mündet zwiten Art gelöst welches dadurch gekennzeichnet ist, daß sehen den beiden Zulaufrohren 8 und 8' am höchsten die in den Hochofenkopf zurückzuführenden Gasmen- Punkt des Einlaufs 3 in letzteren eia Durch diese Gasleigen der Anlage stromaufwärts der Feinreinigungs- und tung 11 entsteht ein absteigender Strom von kühlendem Druckreduzierungsvorrichtung entnommen und einer Gas in das Innere des Hochofenkopfes hinein, wobei Hilfsfeinreinigung mit Hilfsdruckreduzierer zugeführt 35 gleichzeitig die Dichtflächen der sich am Ausgang der werden. Zulaufrohre 8 und 8' befindlichen Abschlußklappen ge-

Dic Erfindung sieht ebenfalls eine Anlage zur Durch- reinigt werden. Damit sich ein Gasstrom in den Hochführung dieses Verfahrens vor, bestehend aus einer ofen hinein bildet, muß das Reingas natürlich unter ei-Trockenreinigungsstation, einer Naßreinigungsstation nem Druck zugeführt werden, der etwas über dem Gemit Vorwäscherei und nachgeschalteter Feinreinigung 40 gendruck an der Gicht liegt

mit Druckreduzierer und einem Anschluß an ein Vertei- Die an der Hochofengicht entweichenden Rohgase

lernetz, gekennzeichnet durch eine Hilfsfeinreinigung werden zuerst einer ein- oder mehrfachen Trockenreini-

mit Hilfsdruckreduzierer, welche stromaufwärts ge- gungsstation 14 zugeführt welche meist als Staubsack

nannter Feinreinigung mit Druckreduzierer an die Gas- oder Abscheider, welche miteinander kombiniert sein

reinigungsanlage angeschlossen sind, und durch ein Ver- 45 können oder auch nicht ausgebildet sind. In dieser Trok-

dichteraggregat mit einem Haupt- und einem Reserve- kenreinigungsstation 14 erfährt das Gas nur eine sehr

verdichter. geringe Entspannung. Aus der Trockenreinigung 14

Durch das ei iindungsgemäße Verfahren ist es mög- wird das Gas einer Naßreinigung 16 zugeleitet, welche

lieh, mit verhältnismäßig leistungsschwachen Verdich- aus einem Vorwasch- und Kühlaggregat 18 mit nachge-

tern auszukommen, besonders im Vergleich zu der Lei- so schalteter Feinreinigung 20 besteht. Die Vorwaschein-

stungsfähigkeit der Verdichter, welche nach dem Stand richtung arbeitet vorzugsweise mit Spritzdüsen, da auf

der Technik benötigt werden, um das gereinigte und diese Weise das Gas nur sehr wenig Druck einbüßt. Die

gekühlte Gas zu verdichten, welches in herkömmlicher Feinreinigung 20 besteht meist aus einer ein-oder mehr-

Weise der Reinigungs- und Druckreduzieranlage an de- fachen Ringspaltwaschvorrichtung, in welcher gewöhn-

ren Ausgang entnommen wurde, wodurch ein substan- 55 lieh auch die Entspannung der Gase erfolgt und welche

tieller wirtschaftlicher Vorteil gegeben ist. Die dem allgemein als »Venturi« bezeichnet wird. Nach der in

Hochofen wieder zuzuführenden Gasmengen erleiden den Venturis der Feinreinigungsstation 20 erfolgton

beim Durchgang durch die erfindungsgemäß vorgese- Feinreinigung und Entspannung verlassen die Gase die

henen Behandlungsstationen nur einen geringen Druck- Naßreinigung 16 und werden zwecks Wasserentzugs

verlust in bezug auf ihren Anfangsdruck (welcher dem 60 einer Trockenstation 22 zugeleitet. Aus letzterer wird

Druck an der Hochofengicht entspricht), so daß es aus- das gereinigte und gekühlte Gas mit. einem Druck von

reicht diesen leichten Druckverlust zu kompensieren etwa 1,05 bar an das Verteilernetz 25 abgegeben,

und das gereinigte und gekühlte Gas auf einen etwas Die Verwendung eines Teiles der die Trockenstation

über dem Hochofengegendruck liegenden Wert zu ver- 22 verlassenden, gereinigten und gekühlten Gase

dichten, was einen Gasfluß in das Innere des Hochofens 65 zwecks Rückführung derselben in den Kopf des Hoch-

hinein im Gefolge hat. ofens bedingt natürlich eine Verdichtung dieser Gase

Eine besonders bevorzugte Ausführung der Erfin- auf einen etwas über dem Gegendruck der Gicht liegen-

dung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnung, den Wert. Diese Lösung verlangt demnach sehr lei-

stungsfähige Verdichter, was gleichbedeutend mit unwirtschaftlichem Betrieb und somit verringerter Rentabilität der Anlage ist.

Die Erfindung strebt eine maximale Ausnutzung des hohen Druckes an, den die Gase vor dem Passieren der Venturireinigung aufweisen. Erfindungsgemäß werden deshalb die zur Rückführung in den Hochofen bestimmten Gasmengen der Naßreinigung 16 an einem Punkt zwischen den Stationen 18 und 20 entzogen, d. h. vor der Feinreinigungs- und Druckreduzierstation 20. Der von den Gasen erlittene Druckverlust vom Austritt aus dem Hochofen bis zum Eintritt in die Feinreinigungs- und Druckreduzierstation 20 ist nämlich kaum nennenswert im Vergleich zum Druckverlust, der in dieser Station 20 herbeigeführt wird. Da jedoch die Gase vor der Station 20 nicht genügend gereinigt sind, um einem Kompressor zwecks Rückführung derselben in den Hochofen zugeführt zu werden, werden sie erfindungsgemäß einer Hilfsfeinreinigung mit Hilfsdruckreduzierer 24 zugeleitet. Abgesehen von ihren Abmessungen weist diese Hilfsreinigung 24 denselben Aufbau wie die Feinreinigungs- und Druckreduzierstation 20 auf, begreift also eine Ringspaltwaschvornchtung mit Druckreduzierung der Gase. Diese Hilfsreinigung 24 wird im Hinblick auf ihre kleinen Abmessungen im Vergleich zu denjenigen der Hauptreinigung 20 im folgenden als »Miniventuri« bezeichnet

Dieses Miniventuri hat eine ausreichend große Reinigungswirkung, um die Gase anschließend verdichten und dem Hochofen zuführen zu können. Der beim Durchgang durch das Miniventuri 24 entstehende Druckabfall der Gase ist sehr gering verglichen mit der Druckreduzierung, welche die Gase im Venturi 20 erleiden. Der Druckabfall Δρ im Miniventuri 24 ist übrigens regelbar, indem dessen Ringspaltbreite verstellt werden kann. Da der Reinigungseffekt, welcher eine Funktion des Druckabfalls ist, einer der wesentlichen Kriterien für die Verwendung der Gase als Reinigungs- und Kühlmedium ist, wird das Miniventuri 24 auf einen so geringen Druckabfall eingestellt, daß die Reinheit der Gase noch gerade ausreichend ist

Nach Verlassen des Miniventuris 24 gelangt das gereinigte und gekühlte Gas in ein Verdichteraggregat 26. Im Gegensatz zum Stand der Technik, nach welchem sehr leistungsfähige Verdichtereinheiten nötig sind, um das gereinigte und gekühlte Gas von annähernd Verteilernetzdruck auf den zum Einpressen in den Hochofen notwendigen Druck zu komprimieren, genügt gemäß vorliegender Erfindung ein Verdichteraggregat von nur verhältnismäßig geringer Leistungsfähigkeit Letztere braucht nur etwa so groß zu sein, um den während des Aufbereitungsprozesses entstandenen Druckveriusi, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verhältnismäßig gering ist, zu kompensieren.

Das Verdichteraggregat 26 begreift einen Hauptverdichter 28 und einen Hilfs- oder Reserveverdichter 30. Im Normalbetrieb arbeitet nur der Hauptverdichter 28, während der Hilfsverdichter 30 nur herangezogen wird, wenn die Liefermenge des Hauptverdichters nicht mehr ausreicht, was zum Beispiel bei einem schnellen Temperaturanstieg im Hochofen eintreten kann, oder wenn der Hauptverdichter ausfällt Der Hilfsverdichter 30 wird übrigens automatisch durch eine an der Gicht vorgesehene Temperaturmeß- 122, 124 und Überwachungsvorrichtung 126 eingeschaltet

Das Miniventuri 24 ist solcherart mit dem Verdichteraggregat 26 zusammengeschaltet, daß der Betriebszustand des Miniventuris 24 demjenigen des Verdichteraggregates 26 untergeordnet ist Da nämlich die Liefermenge an gereinigtem und gekühltem Gas eine Funktion der Anzahl der sich in Betrieb befindlichen Verdichter ist und der Reinigungseffekt und die Druckminderung des Gases im Miniventuri 24 eine Funktion des Gasdurchsatzes ist ist eine Servoregelung des Miniventuris 24 vorgesehen in der Weise, daß die Einstellung des letzteren automatisch in Funktion der Anzahl der sich in Betrieb befindlichen Verdichter vorgenommen wird, so daß der Reinigungseffekt und die Druckminderung im Miniventuri immer konstant sind.

Da beim Passieren des Verdichteraggregates 26 eine leichte Temperaturerhöhung der Gase eintritt, werden letztere in einem Wärmetauscher 108 zurückgekühlt, bevor sie einem Wasserabscheider 110 zugeführt werden. Nach dem Passieren eines Absperr%'enti!s 1!2 verteilt das Gas sich auf die Rohrleitungen 9 und 11, um dann unter Druck in den Hochofen eingeführt zu werden. In den Leitungen 9 und 11 sind Durchstrommeßeinheiten 114 und 116 vorgesehen, welche mit Aufzeichnungsgeräten !18 und 120 verbunden sind, so daß eine laufende Kontrolle der durch die Leitungen 9 und 11 in den Hochofen zurückgeführten, gereinigten und gekühlten Gase ermöglicht wird.

Wenn auch die vorstehende Beschreibung der Erfindung sich auf ein Ausführungsbeispiel derselben bezieht bei welchem die zu Kühl- und Reinigungszwecken bestimmten Gase zwischen den beiden Naßreinigungsstationen 18 und 20 abgezweigt werden, so ist es doch selbstverständlich, daß die in den Hochofen zurückzuführenden Gase an jeder beliebigen Stelle der Gasaufbereitungsanlage, jedoch vor der Feinreinigungs- und Druckreduzierstation 20, entnommen werden können. Das Gas könnte z. B. schon vor der Trockenreinigungsstation 14 abgezweigt werden, indem ein Hilfsstaubsack für die Vorreinigung dieses zurückzuführenden Gases vorgesehen würde.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 Bei Hochöfen moderner Konstruktion, deren Lei-Patentansprüche: stung vom Laufe der letzten Jahre beträchtlich gesteigert wurde und die mit hohen Gegendrücken an der

1. Verfahren zur Aufbereitung von Gichtgas Gicht arbeiten, werden im allgemeinen Füllbunker einzwecks dessen Rückführung als Kühlgas in die Gicht 5 gesetzt, deren Ein- und Auslaut mit Verschlußkappen eines Schachtofens, insbesondere eines Druckhoch- oder Verschlußglocken versehen sind, um das Füllgut in ofens, bei welchem das Gichtrohgas eine Aufberei- den Hochofen einzuspeisen; dies geschieht entweder tungsanlage mit Trocken- und Naßreinigungsstation über eine große Gichtglocke oder aber neuerdings mitpassiert, letztere aus Vorwäscherei mit nachgeschal- tels einer dreh- und winkelversteilbaren Verteilerschurteter Feinreinigungs- und Druckreduzierungsvor- io re. In diesen Beschickungsanlagen sind die Füllbunkerrichtung bestehend, dadurch gekennzeich- verschlußklappen sowie ein Teil des Antriebsmechanisn e t, daß die in den Hochofenkopf zurückzuführen- mus für die Verteilerschurre der direkten Einwirkung den Gasmengen der Anlage stromaufwärts der Fein- des im Gichtrohgas des Hochofens enthaltenen Staubes reinigungs- und Druckreduzierungsvorrichtung (20) und außerdem der an der Gicht herrschenden Hitze entnommen und einer Hilfsfeinreinigung mit Hilfs- 15 ausgesetzt, welche von normalen Betriebstemperaturen druckreduzierer (24) zugeführt werden. von 100 bis 250⁰C bis auf 500⁰C steigen und sogar Spit-

2. Verfihren nach Anspruch 1, dadurch gskenn- zenwerte bis zu 1000⁰C annehmen kann. Der im Gichtzeichnet, daß die zurückzuführenden Gasmengen rohgas enthaltene .Staub beeinträchtigt das einwandzwischen Vorwäscherei (18) und Feinreinigungs- freie Arbeiten des Antriebsmechanismus der Verteilerund Dnickreduzierungsvorrichtung (20) entnommen 20 schurre und vermindert die Abdichtwirkung der Abwerden. schlußklappen und dies insbesondere, als die Wider-

3. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Standsfähigkeit dieser Teile durch die dort herrschenden den Ansprüchen 1 und 2, bestehend aus einer Trok- hohen Temperaturen herabgesetzt ist kenreinigungsstation (14), einer Naßreinigungssta- Um einen schnellen Verschleiß des Verteilerschurrention (16) mit Vorwäscherei (18) und nachgeschalteter 25 antriebsmechanismus zu vermeiden und eine zufrieden-Feinreinigung mit Druckreduzierer (20) und einem stellende Abdichtwirkung der Abschlußklappen zu geAnschluß an ein Verteilernetz (25), gekennzeichnet währleisten, schlägt die DE-OS 23 45 700 vor, ein saubedurch eine Hilfsfeinreinigung mit Hilfsdruckreduzie- res und kühles Gas am Kopf des Hochofens einzuführer (24), welche stromaufwärts genannter Feinreini- ren, dits mit einem Druck, der etwas über demjenigen gung mit Druckreduzierer (20) an die Gasreini- 30 im Innern des Hochofens herrschenden liegt, so daß ein gungsanlage (14, 18, 20) angeschlossen sind, und absteigender Strom von sauberem Gas in das Innere des durch ein Verdichteraggregat (26) mit einem Haupt- Hochofens hinein entsteht. Dieser Gasstrom, der dem-(28) und einem Reserve verdichter (30). nach den aufsteigenden Staubpartikeln entgegenwirkt,

4. Anlage gemäß Anspruch 3, dadurch gekenn- verhindert oder reduziert zumindest das Ablagern von zeichnet, daß die Hilfsfeinreinigung mit Hilfsdruck- 35 Staub auf den beweglichen Teilen der Beschickungsvorreduzierer (24) aus einem Miniventuri besteht, wel- richtung und auf den Dichtflächen der Abschlußklapches für einen Druckabfall /Sp und einen konstanten pen. Die Temperatur dieses sauberen, beziehungsweise und vorbestimmten Reinigung.¹= effekt einstellbar ist gereinigten Gases wird so eingestellt, daß die Tempera-

5. Anlage nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch türen im Beschickungsbereich des Hochofens ein zuläseine Vorrichtung zum Regeln des Mmiventuris in 40 siges Ma3 nicht überschreiten.

Funktion der Liefermenge des Verdichteraggrega- Die Methode, gereinigtes und gekühltes Gichtgas zu

tes (26) zwecks Gewährleistung eines konstanten verwenden, um dieses als Kühl- und Reinigungsagens

Druckabfalls Jp und eines konstanten Reinigungsef- dem Hochofen wieder zuzuführen, ist meist sehr vorteil-

fektes. haft in Anbetracht des Umstandes, daß Gichtgas als

6. Anlage nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch 45 Nebenprodukt des Hochofenbetriebes dauernd zur gekennzeichnet, daß die Vorwäscherei (18) mit Verfügung steht und darüber hinaus das dem Hochofen Sprühdüsen versehen ist, um gleichzeitig eine Vor- zugeführte Kühl- und Reinigungsgas nicht verlorengeht wäsche und Kühlung der Gase zu erzielen, daß die sondern einfach dem Kreislauf wieder zugeführt, das Feinreinigung mit Druckreduzierer (20) mindestens heißt, dem Gichtrohgas wieder zugemischt wird.

ein Venturi aufweist zwecks gleichzeitiger Feinreini- so Hochöfen sind bekanntlich unter Zwischenschaltung

gung und Entspannung der Gase bis zu einem dem einer Gichtgasreinigungs- und Aufbereitungsanlage an

Verteilernetz entsprechenden Druck, und daß das ein Verteilernetz für das von ihnen produzierte Gicht-

Miniventuri zwischen Vorwäscherei (18) und der gas angeschlossen. Das vom Hochofen erzeugte Rohgas

Feinreinigung mit Druckreduzierer (20) angeschlos- wird von letzterem aus allgemein einer Entstaubungsan-

sen ist 55 lage zugeführt, in welcher das Gas von den gröbsten

Staubpartikeln befreit wird. Anschließend passiert das

so vorgereinigte Rohgas eine Naßreinigungsanlage, in

welcher das Gas gleichzeitig auch gekühlt und entspannt wird. Es ist nämlich notwendig, das Gas vom im

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur eo Hochofen herrschenden Druck von bis zu 3 bar auf den

Aufbereitung von Gichtgas zwecks dessen Rückführung im Verteilernetz herrschenden Druck von 1 bis 1,1 bar

als Kühlgas in die Gicht eines Schachtofens, insbesonde- zu entspannen, wobei diese Druckminderung heute

re eines Druckhochofens, bei weichem das Gichtrohgas größtenteils in der Naßreinigungsanlage selbst vorge-

eine Aufbereitungsanlage mit Trocken- und Naßreini- nommen wird, diese also gleichzeitig als Reinigungs-

gungsstation passiert, letztere aus Vorwäscherei mit 65 und Druckreduzierungsanlage fungiert,

nachgeschalteter Feinreinigungs- und Druckreduzie- Die Rückführung des gereinigten und gekühlten

rungsvorrichtung bestehend, sowie eine Anlage zur Gichtgases in die Hochofengicht bedingt nach dem

Durchführung dieses Verfahrens. Stand der Technik jedoch den Einsatz von sehr lei-