DE2734961A1

DE2734961A1 - Verfahren und stahlwerksanlage zur energiegewinnung aus konverterabgasen

Info

Publication number: DE2734961A1
Application number: DE19772734961
Authority: DE
Inventors: Karl Rudolf Ing Grad Hegemann; Helmut Dipl Ing Weissert
Original assignee: Gottfried Bischoff Bau Kompl Gasreinigungs und Wasserrueckkehlanlagen GmbH and Co KG
Current assignee: Gottfried Bischoff Bau Kompl Gasreinigungs und Wasserrueckkehlanlagen GmbH and Co KG
Priority date: 1977-08-03
Filing date: 1977-08-03
Publication date: 1979-02-15
Also published as: US4218241A; DE2734961B2; JPS5732083B2; BR7804954A; JPS5460208A

Description

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch Patentanwälte Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-Ing. Manfred Honke Diplom-Ingenieur Hans Dieter Gesthuysen Diplom-Physiker Dr. Karl Gerhard Masch Anwaltsakte: 50 279/Wl-

43 Essen 1, Theoterplati 3, Postf.789

23. Juni 1977

Patentanmeldung

Gottfried Bischoff Bau kompl. Gasreinigungs- und
Wasserrückkühlanlagen GmbH & Co. Kommanditgesellschaft
Gärtnerstraße 44, 4300 Essen

Verfahren und Stahlwerksanlage zur Energiegewinnung aus Konverterabgasen

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß zunächst auf ein Verfahren zur Energiegewinnung aus Konverterabgasen bei Frischvorgängen von Stahl in Stahlwerksanlagen mit

Konverter mit Einrichtung für das Einblasen von Frischgas,

Konverterkamin und

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Naßwascheinrichtung für die Konverterabgase.

Die Erfindung bezieht sich fernerhin auf eine Stahlwerksanlage des vorstehend beschriebenen grundsätzlichen Aufbaus, die zur Durchführung eines solchen Verfahrens zusätzlich eingerichtet ist.

Bei den (aus der Praxis) bekannten gattungsgemäßen Maßnahmen wird die fühlbare Wärme der Konverterabgase in Kesseln ausgenutzt, die mit den Konverterkaminen integriert sind. Unter Umständen erfolgt dazu in den Konverterkaminen auch eine Nachverbrennung zur Ausnutzung der gebundenen Wärme der KOnverterabgase, z. B. zum Zwecke der überhitzung erzeugten Dampfes, der Wirkungsgrad dieser Art von Energiegewinnung aus Konverterabgasen ist im starken Maße verbesserungsbedürftig. Das beruht unter Umständen darauf, daß im Konverterbetrieb lediglich periodisch geblasen wird. Eine von der Blasperiode eines Konverters unabhängige oder gleichsam kontinuierliche Energieverwertung ist daher nicht möglich.

In anderen Bereichen der Eisenhüttentechnik wird die Energie von unter Druck stehenden Abgasen in Turbinenanlagen verwertet. Das gilt insbesondere für die Gichtgase hinter Druckhochöfen (DT-AS 24 39 758). Die Probleme um die Verwertung von Konverterabgasen sind dadurch bisher nicht beeinflußt worden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Energiegewinnung aus Konverterabgasen anzugeben, welches es erlaubt, die Energie der Konverterabgase blasperiodenunabhängig zu verwerten, - was nicht ausschließt, daß ein zugeordneter Verbraucher zu und/oder abgeschaltet wird. Die Verbraucher sollen

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ihren Verbrauch jedoch unabhängig von der Blasperiode des Konverters bestimmen können. Der Erfindung liegt fernerhin die Aufgabe zugrunde, anzugeben, wie eine für ein solches Verfahren eingerichtete Stahlwerksanlage im einzelnen aufzubauen ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung verfahrensmäßig zunächst, daß die Frischvorgänge in einem geschlossenen Blaskonverter durchgeführt werden, in dem ein Druckaufbau der Konverterabgase auf etwa 1 bis einige Atü (über Normaldruck) vorgenommen wird, daß die unter Druck stehenden Konverterabgase der Naßwäsche unterworfen und daß die unter Druck stehenden gewaschenen Konverterabgase von mehreren Frischvorgängen in einen Gasspeicher gespeichert sowie von diesem blasperiodenunabhangig einem Gasverbraucher nach Maßgabe von dessen Betrieb zugeführt werden.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die in der Stahlwerkspraxis erforderlichen und üblichen Frischvorgänge auch in einem geschlossenen Blaskonverter mit Druckaufbau der Konverterabgase durchgeführt werden können, ohne daß die metallurgischen Zusammenhänge störend beeinträchtigt werden. Das gilt insbesondere dann, wenn die Frischvorgänge mit einem Frischgas durchgeführt werden, welches ohne weiteres zu brennbarem Konverterabgas mit hohem Heizwert führt. Es versteht sich von selbst, daß das Frischgas mit entsprechendem Druck eingeführt werden muß und daß sich hinter dem Ausdruck Frischgas im allgemeinen eine Gasmischung der üblichen Reaktionskomponenten versteht. Das brennbare Konvertergas enthält an brennbaren Bestandteilen hauptsächlich Kohlenmonoxid und Wasserdampf. Von besonderem Vorteil ist, daß die Naßwäsche der Konverterabgase von selbst zu einer Druckwäsche wird mit vorteilhaftem Einfluß auf die Auswaschung von störenden Bestandteilen

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wie Schwefeloxiden, Stickoxiden u. dgl.. Wenn auch erfindungsgemäß die Frischvorgänge nach bevorzugter Ausführungsform mit einem Frischgas durchgeführt werden, welches ohne weiteres zu brennbarem Konverterabgas mit hohem Heizwert führt, so liegt es nichtsdestoweniger im Rahmen der Erfindung, dem Konverterabgas vor der Einführung in den Gasspeicher oder danach Brenngas mit hohem Heizwert, z. B. in Form gasförmiger Kohlenwasserstoffe, beizumischen. Die Energierückgewinnung aus den gespeicherten Konverterabgasen, gegebenenfalls mit beigemischtem Brenngas, kann z. B. in einer Gasturbinenanlage als Gasverbraucher erfolgen. Man kann jedoch die Konverterabgase, gegebenenfalls mit beigemischtem Brenngas, auf zunächst einer Expansionsturbine und danach einer Kesselanlage als Gasverbraucher zuführen.

Die errichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens unabhängig von der Blasperiode eines Stahlwerkskonverters die Energierückgewinnung durchgeführt werden kann. Der dazu erforderliche apparative und steuerungstechnische Aufwand ist verhältnismäßig gering, wie im folgenden anhand einer Zeichnung ausführlicher erläutert wird.

Die einzige Figur zeigt eine Stahlwerksanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Zu der Stahlwerksanlage gehören zunächst ein Konverter 1 mit Einrichtung 2 für das Einblasen von Frischgas, ein Konverterkamin 3 und eine Naßwascheinrichtung 4 für die Konverterabgase. Gekennzeichnet ist die Stahlwerksanlage durch

einen als geschlossenes Reaktionsgefäß 5 ausgeführten Konverter mit Schleuseneinrichtung 6 für die Frischgut-

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aufgäbe 7, Schlackenabzugseinrichtung 8 und Stahlabzugseinrichtung 9,

einen an das Reaktionsgefäß 5 stationär angeschlossenen Konverterkamin 3 mit integrierter Naßwascheinrichtung 4 und

einen über eine Verbindungsleitung 10 angeschlossenen Gasspeicher 11,

wobei in der Naßwascheinrichtung 4 und/oder in der Verbindungsleitung 10 zwischen Naßwascheinrichtung 4 und Gasspeicher 11 zumindest 2in druckaufbauendes Regelventil 12, z. B. in der Ausführungsform als Überströmventil, angeordnet ist. Dabei besteht die Möglichkeit, den Konverter 1 insgesamt als kontinuierlich blasenden Konverter auszuführen, wobei während des Blasens über die beschriebenen Einrichtungen Frischgutaufgäbe 7, Schlackeabzug 8 und Stahlabzug 9 erfolgen. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist der Konverter 1 jedoch ein periodischblasender Konverter 1 wobei dann das Regelventil in Abhängigkeit von der Blasperiode gesteuert bzw. geregelt ist. Im Ausführungsbeispiel ist fernerhin die Naßwascheinrichtung 4 als Ringspaltwaschvorrichtung 13 ausgeführt, die zugleich als Regelventil 12 arbeitet. Im Rahmen der Erfindung liegt es, wie dargestellt, an die Verbindungsleitung 10 zwischen Gasspeicher 11 und Naßwascheinrichtung 4, über druckhaltende Ventile 14, einen Abfackelkamin 15 anzuschließen. Der Abfackelkamin 15 findet auch Verwendung, wenn sich ein zu großer Gasvorrat angesammelt hat.

Zur erfindungsgemäßen Anlage gehört fernerhin der Gasspeicher 11, der so ausgelegt ist, daß er die Konverterabgase von mehreren

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Frischvorgängen aufzunehmen in der Lage ist. Das im Gasspeicher 11 gegen ein Stickstoffpolster 16 mit Stickstoffspeicher 17 gesammelte Gas kann aus dem Gasspeicher 11 kontinuierlich abgezogen werden. Es wird entweder über die Leitung 18 einem Verbraucher zugeführt, in dem das Gas verbrannt werden kann und dabei mag es sich um eine Kesselanlage handeln. Im übrigen ist dieser Leitung 18 eine Expansionsturbine 19 zugeordnet, die auf einen Generator 23 arbeitet. Das Gas aus dem Gasspeicher 11 kann aber auch in einer Brennkammer 20 verbrannt werden und eine Gasturbine 21 treiben. Im Ausführungsbeispiel ist diese Gasturbine 21 mit einem Axialkompressor 22 zusammengekuppelt, der der Brennkammer 20 unter Druck stehende Verbrennungsluft zuführt. Im übrigen arbeitet die Gasturbine 21 auf einem Generator 23.

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Claims

Andrejewski, Honlce, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen - r- Patentansprüche :

1. Verfahren zur Energiegewinnung aus Konverterabgasen bei Frischvorgangen von Stahl in Stahlwerksanlagen mit Konverter mit Einrichtung für das Einblasen von Frischgas, Konverterkamin und Naßwascheinrichtung für die Konverterabgase, dadurch gekennzeichnet, daß die Frischvorgänge in einem geschlossenen Konverter durchgeführt werden, in dem ein Druckaufbau der Konverterabgase auf etwa 1 bis einige Atü über Normaldruck vorgenommen wird, daß die unter Druck stehenden Konverterabgase der Naßwäsche unterworfen und daß die unter Druck stehenden gewaschenen Konverterabgase von mehreren Frischvorgängen in einem Gasspeicher gespeichert sowie von diesem, unabhängig von den Blasperioden, einem Gasverbraucher zugeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frischvorgänge mit einem Frischgas durchgeführt werden, v/elches ohne weiteres zu brennbarem Konverterabgas mit hohem Heizwert führt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Konverterabgas vor der Einführung in den Gasspeicher oder danach Brenngas mit hohem Heizwert, z. B. in Form von gasförmigen Kohlenwasserstoffen, beigemischt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konverterabgase, gegebenenfalls mit beigemischtem Brenngas, einer Gasturbinenanlage als Gasverbraucher über eine Brennkammer zugeführt werden.

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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konverterabgase, gegebenenfalls mit beigemischtem Brenngas, über eine Expansionsturbinenanlage einer Kesselanlage als Gasverbraucher zugeführt werden.

6. Stahlwerksanlage zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch

einen als geschlossenes Reaktionsgefäß (5) ausgeführten Konverter (1) mit Schleuseneinrichtung (6) für die Frischgutaufgabe (7), Schlackenabzugseinrichtung (8) und Stahlabzugseinrichtung (9),

einen an das Reaktionsgefäß (5) stationär angeschlossenen Konverterkamin mit integrierter Naßwascheinrichtung (4) und

einen über eine Verbindungsleitung (10) angeschlossenen Gasspeicher (11), wobei in der Naßwascheinrichtung (4) und/oder in der Verbindungsleitung (10) zwischen Naßwascheinrichtung (4) und Gasspeicher (11) zumindest ein druckaufbauendes Regelventil (12) angeordnet ist.

7. Stahlwerksanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

daß der Konverter (1) als kontinuierlich blasender Konverter ausgeführt ist.

8. Stahlwerksanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Konverter (1) als periodischblasender Konverter ausgeführt ist und das Regelventil (12) in Abhängigkeit von der Blasperiode gesteuert oder geregelt ist.

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9. Stahlwerksanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Naßwascheinrichtung (4) eine Ringspaltwaschvorrichtung (13) aufweist, die zugleich als Regelventil

(12) arbeitet.

10. Stahlwerksanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an die Verbindungsleitung (10) zwischen Naßwascheinrichtung (4) und Gasspeicher (11) über druckhaltende Ventile (14) ein Abfackelkamin (15) angeschlossen ist.

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