DE2737393A1 - Throat gas cleaning plant for pressurised blast furnace - where turbine recovering energy is located upstream of gas washer - Google Patents
Throat gas cleaning plant for pressurised blast furnace - where turbine recovering energy is located upstream of gas washerInfo
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Abstract
Description
2737393 Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch Patentanwälte2737393 Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch patent attorneys
Diplom-PhysikerPhysicist
Dr. Waiter AndrejewskiDr. Waiter Andreevsky
Diplom-IngenieurGraduate engineer
Dr.-lng. Manfred HonkeDr.-lng. Manfred Honke
Diplom-IngenieurGraduate engineer
Hans Dieter GesthuysenHans Dieter Gesthuysen
Diplom-PhysikerPhysicist
Dr. Karl Gerhard MaschDr. Karl Gerhard Masch
Anwaltsakte: 43 Essen !,Theaterplatz 3, Postf.789Lawyer files: 43 Essen !, Theaterplatz 3, Postf. 789
50 480/Jn- 22. Juli 197750 480 / Jn- July 22, 1977
PatentanmeldungPatent application
Gottfried Bischoff Bau kompl. Gasreinigungsund Wasserrückkühlanlagen GmbH & Co. Kommanditgesellschaft,
Gärtnerstraße 44, 4300 EssenGottfried Bischoff construction compl. Gas cleaning and water recooling systems GmbH & Co. Limited partnership,
Gärtnerstrasse 44, 4300 Essen
"Gichtgasreinigungsanlage""Furnace gas cleaning system"
Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Gichtgasreinigungsanlage für einen Druckhochofen, - mitThe invention relates generically to a furnace gas cleaning system for a pressure furnace, - with
Entstaubungseinrichtung mit Regelspaltwaschvorrichtung,Dedusting device with regular gap washing device,
Expansionsturbine mit vorgegebener Turbinenarbeitskennlinie, Umgehungsbypaß sowie Regelventil im Umgehungsbypaß undExpansion turbine with a given turbine operating characteristic, Bypass bypass and control valve in the bypass bypass and
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Rege!einrichtung für die Regelung des Druckes an der Gicht des Druckhochofens,Control device for regulating the pressure the gout of the pressure furnace,
wobei die Regeleinrichtung die Regelspaltwaschvorrichtung und/ oder das Regelventil im Umgehungsbypaß nach Maßgabe der Lage des Zustandspunktes der Anlage im Turbinenarbeitskennliniendiagramm beeinflußt. - Die Regelspaltwaschvorrichtung kann aus mehreren Regelspaltwas ehern bestehen, worunter insbesondere klassische Ringspaltwascher mit Venturieinschnürung, Ringspaltwascher in der Form von Diffusorwascherh oder auch Venturiwäscher mit entsprechenden Einstellvorrichtungen verstanden werden. Mit dem Regelspalt ist der Reinigungsdifferenzdruck einstellbar.wherein the regulating device is the regulating gap washing device and / or the control valve in the bypass bypass according to the position of the state point of the system in the turbine operating characteristic diagram influenced. - The regulating gap washing device can be switched off There are several standard gap washers, including in particular classic annular gap washers with Venturi constriction, annular gap washers in the form of diffuser washers or venturi washers be understood with appropriate adjustment devices. With the control gap is the cleaning differential pressure adjustable.
Bei den bekannten gattungsgemäßen Gichtgasreinigungsanlagen sind die Hegelspaltwaschvorrichtungen funktionell differenziert. Es sind nämlich stets zwei verschiedenen Funktionen zugeordnete, unterschiedlich arbeitende Regelspaltwaschvorrichtungen vorgesehen, die in bezug auf den Gasstrom parallel oder hintereinander geschaltet sind (DT-AS 23 55 457, DT-AS 24 39 758). Bei Parallelschaltung ist ein Strömungskanal mit Regelspaltwas chvorrichtung über einen Tropfenabscheider oder dergleichen an den Abgaskanal angeschlossen, während in dem anderen Strömungskanal mit selbständig funktionierender Regelspaltwaschvorrichtung die Expansionsturbine liegt. Dabei ist die Regelspaltwaschvorrichtung des ersten Strömungskanals ausschließliches Stellglied des Regelkreises zur Konstanthaltung des an der Gicht des Hochofens herrschenden Gasdruckes. Die Regelspaltwas ch vorrichtung in dem anderen Strömungskanal bringt das Gas lediglich auf die Maschinenreinheit, welche die Expansionsturbine verlangt. Bei e(er Ausführungsform, bei der dieIn the known generic furnace gas cleaning systems the Hegelspalt washing devices are functionally differentiated. Namely, there are always two different functions assigned, differently working regulating gap washing devices provided, which are connected in parallel or in series with respect to the gas flow (DT-AS 23 55 457, DT-AS 24 39 758). When connected in parallel, a flow channel with Regelspaltwas chvorrichtung via a droplet separator or the like connected to the exhaust duct, while in the other flow duct with an independently functioning regulating gap washing device, the expansion turbine is located. Here is the rule gap washing device of the first flow channel is the exclusive actuator of the control loop to keep the on the gas pressure prevailing in the furnace. The Regelspaltwas ch device in the other flow channel brings that Gas only affects the machine cleanliness, which is the expansion turbine demands. In the case of the embodiment in which the
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Regelspaltwaschvorrichtungen, funktionell unabhängig, hintereinander geschaltet sind, ist ein Strömungskanal, der zu dem Abgaskanal führt, hinter der letzten Regelspaltwaschvorrichtung angeordnet und ein Bypaßkanal vorgesehen, der hinter der ersten Regelspaltwaschvorrichtung abzweigt und in dem die Expansionsturbine liegt. Hier wird die in Strömungsrichtung erste Regelspaltwaschvorrichtung auf maschinenreines Gas für die Expansionsturbine gefahren, die zweite Regelspaltwaschvorrichtung dient als Stellglied in einem Regelkreis für die Regelung des Gasdruckes an der Gicht des Druckhochofens. - Das alles hat sich an sich bewährt, ist jedoch wegen der beschriebenen funktioneilen Differenzierung der Regelspaltwaschvorrichtungen aufwendig. Darüber hinaus müssen in bezug auf den Wirkungsgrad der Reinigung und/oder der Energiegewinnung häufig Kompromisse in Kauf genommen werden, es kann nicht ohne weiteres die Anlage so gefahren werden, daß bei allen Betriebszuständen sowohl die Gichtgasreinigung als auch die Energierückgewinnung optimal eingestellt sind. - Der beschriebene Aufwand ist erforderlich, weil man der Auffassung ist, daß eine Expansionsturbine, gleich welcher Konstruktion, stets sogenanntes maschinenreines Gas und damit eine vorgeschaltete Entstaubungseinrichtung in Form eines Nachwäschers benötigt.Regular gap washing devices, functionally independent, one behind the other are switched, is a flow channel, which leads to the exhaust gas channel, behind the last regulating gap washing device arranged and a bypass channel is provided which branches off behind the first rule gap washing device and in which the Expansion turbine lies. Here, the first regulating gap washing device in the direction of flow is switched to machine-clean gas for the expansion turbine driven, the second control gap washing device serves as an actuator in a control loop for the Regulation of the gas pressure at the top of the pressure furnace. - That everything has proven itself, but is because of the described functional differentiation of the rule gap washing devices laborious. In addition, with regard to the efficiency of the cleaning and / or the energy generation must be frequent Compromises have to be accepted, the system cannot simply be operated in such a way that in all operating states Both the furnace gas cleaning and the energy recovery are optimally set. - The one described Effort is required because it is believed that an expansion turbine, no matter what design, always So-called machine-clean gas and thus an upstream dedusting device in the form of a post-scrubber is required.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Gichtgasreinigungsanlage in apparativer und in regeltechnischer Hinsicht zu vereinfachen.The invention is based on the object of a generic To simplify furnace gas cleaning system in terms of apparatus and control technology.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Expansionsturbine (mit ihrem Umgehungsbypaß und mit ihrem Regelventil) in der Gichtgasleitung hinter einem Staubsack, jedoch vor der Entstaubungseinrichtung mit ihrer Regelspaltwaschvor-To solve this problem, the invention teaches that the expansion turbine (with their bypass bypass and with their control valve) in the furnace gas line behind a dust bag, however in front of the dedusting device with its regular gap washing
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richtung angeordnet ist, und daß die Regeleinrichtung bei Lage des Zustandspunktes der Anlage oberhalb der Turbinenarbeitskennlinie den Druck an der Gicht des Druckhochofens mit Hilfe der Regelspaltwaschvorrichtung, bei Lage des Zustandspunktes der Anlage unterhalb der Turbinenarbeitskennlinie den Druck an der Gicht des Druckhochofens mit Hilfe des Regelventils im ümgehungsbypaß steuert. - Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind auch im Rahmen der Erfindung die Regelspaltwaschvorrichtungen als Ringspaltwascher ausgebildet.direction is arranged, and that the control device in position the state point of the system above the turbine operating characteristic the pressure at the top of the pressure furnace with the help of the regular gap washing device, at the location of the state point of the system below the turbine operating characteristic curve the pressure at the top of the pressure furnace with the help of the control valve in bypass bypass controls. - According to a preferred embodiment of the invention are also within the scope of the invention, the rule gap washing devices designed as an annular gap washer.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß überraschenderweise bei einer gattungsgemäßen Anlage und bei der Druckdifferenz, die hinter einem Druckhochofen zur Verfügung steht, sowie bei den dort üblichen Gichtgastemperaturen eine Expansionsturbine maschinenreines Gas nicht benötigt. Es ist vielmehr ausreichend, in einem Staubsack eine Abscheidung der lediglich groben Verunreinigungen vorzunehmen. Die verbleibenden Stäube führen zu keinem Schaden in der Expansionsturbine durch störenden Schaufelverschleißoder dergleichen, überraschenderweise werden diese verbleibenden Stäube in der Regelspaltwaschvorrichtung einwandfrei und ausreichend abgeschieden, und zwar auch dann, wenn die Regelspaltwaschvorrichtung in der beschriebenen Weise eine zusätzliche regeltechnische Funktion erfüllt und wenn die Regelspaltverstellung nicht nach rein entstaubungstechnischen Gesichtspunkten, sondern bei Lage des Arbeitspunktes der Anlage oberhalb der Turbinenarbeitskennlinie zur Regelung des Druckes an der Gicht des Druckhochofens verstellt wird. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird mit einem Staubsack gearbeitet, der dadurch gekennzeichnet ist, daß das Gas von oben in einen Diffusor strömt. Dieser Diffusor ist von einem zylindrischen Gehäuse umgeben. Das Gas wird beimThe invention is based on the knowledge that, surprisingly with a generic system and with the pressure difference that is available behind a pressure furnace, and At the top gas temperatures customary there, an expansion turbine machine-pure gas is not required. It is much more sufficient to separate the only coarse impurities in a dust bag. The remaining dust lead to no damage in the expansion turbine due to disruptive blade wear or the like, surprisingly these remaining dusts are properly and adequately separated in the regular gap washing device, namely even if the regular gap washing device fulfills an additional control function in the manner described and if the regulating gap adjustment is not based on purely dedusting aspects, but rather when the operating point of the system is above the turbine operating characteristic Regulation of the pressure at the top of the pressure furnace is adjusted. According to a preferred embodiment of the invention, with worked a dust bag, which is characterized in that the gas flows from above into a diffuser. This diffuser is surrounded by a cylindrical housing. The gas is at
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Austritt aus dem Diffusor scharf umgelenkt und steigt in dem den Diffusor umgebenden zylindrischen Gehäuse wieder nach oben. Der Staub fällt dabei in den sich an das zylindrische Gehäuse nach unten anschließenden Staubsack. Die Abscheidung im Staubsack hängt von der größten Steiggeschwindigkeit im Absetzraum des Staubtopfes (zylindrischer Teil) ab. Alle Teilchen, deren Sinkgeschwindigkeit im ruhenden Gas größer ist als diese Steiggeschwindigkeit, fallen im Schwerefeld aus. Gewöhnlich werden Staubsäcke so ausgeführt, daß alle Teilchen > 140 ^a abgeschieden werden. Die verbleibenden Stäube bis zu ca 3 μ werden dann in der Regelspaltwaschvorrichtung abgeschieden. - Der Eintrittsdruck in der Turbine hängt davon ab, mit welchem Druck der Hochofen gefahren werden soll. In der Turbine wird das Gas bis auf ca. 1,2 at entspannt. Die Gasgeschwindigkeit in der Turbine soll regelmäßig 300 m/s nicht überschreiten.The exit from the diffuser is sharply deflected and rises up again in the cylindrical housing surrounding the diffuser. The dust falls into the dust bag adjoining the cylindrical housing at the bottom. The separation in the dust bag depends on the highest rate of rise in the settling area of the dust pot (cylindrical part). All particles whose rate of descent in the gas at rest is greater than this rate of rise fall out in the gravitational field. Dust bags are usually designed in such a way that all particles> 140 ^ a are deposited. The remaining dusts of up to approx. 3 μ are then separated in the regular gap washing device. - The inlet pressure in the turbine depends on the pressure at which the blast furnace is to be operated. In the turbine, the gas is expanded down to approx. 1.2 at. The gas speed in the turbine should not regularly exceed 300 m / s.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert, und zwar bezüglich Aufbau und Funktion.In the following the invention is based on only one Exemplary embodiment illustrative drawing explained in more detail, specifically with regard to structure and function.
Die in der einzigen Figur dargestellte Gichtgasreinigungsanlage arbeitet hinter einem Druckhochofen 1. - Zur Gichtgasreinigungsanlage gehören zunächstThe top gas cleaning system shown in the single figure works behind a pressure furnace 1. - To the top gas cleaning system belong first
eine Entstaubungseinrichtung 2 mit Regelspaltwaschvorrichtung 3,a dedusting device 2 with a regular gap washing device 3,
eine Expansionsturbine 4 mit vorgegebener Turbinenarbeitskennlinie, Umgehungsbypaß 5 sowie Regelventil 6 im Umgehungsbypaß 5 undan expansion turbine 4 with a given turbine operating characteristic, Bypass bypass 5 and control valve 6 in the bypass bypass 5 and
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eine Regeleinrichtung 7 für die Regelung des Gasdruckes an der Gicht des Druckhochofens 1.a regulating device 7 for regulating the gas pressure at the top of the pressure furnace 1.
Die Regeleinrichtung 7 beeinflußt die Regelspaltwaschvorrichtung 3 und das Regelventil 6 im ümgehungsbypaß 5 nach Maßgabe der Lage des Zustandspunktes P der Anlage im Turbinenarbeitskennliniendiagramm. Dieses ist in die Figur rechts oben eingetragen worden, wobei als Ordinatenachse der Druck im abströmenden Gichtgas, als Abszissenachse die Gichtgasmenge eingetragen sind.· - Die Expansionsturbine 4 mit ihrem ümgehungsbypaß 5 und mit ihrem Regelventil 6 liegt in der Gichtgasleitung vor der Entstaubungseinrichtung 2 mit ihrer Regelspaltwaschvorrichtung 3, jedoch ist ein Staubsack 8 vorgeschaltet.The control device 7 influences the control gap washing device 3 and the control valve 6 in the bypass bypass 5 as required the position of the state point P of the system in the turbine operating characteristic diagram. This has been entered in the figure at the top right, with the pressure in the outflow as the ordinate axis Blast furnace gas, the furnace gas quantity is entered as the abscissa axis. The expansion turbine 4 with its bypass bypass 5 and with its control valve 6 is located in the furnace gas line upstream of the dedusting device 2 with its control gap washing device 3, but a dust bag 8 is connected upstream.
Die Regeleinrichtung 7 arbeitet bei Lage des Zustandspunktes P der Anlage oberhalb der Turbinenarbeitskennlinie K auf die Regelspaltwaschvorrichtung 3, so daß in diesem Bereich die Regelspaltwaschvorrichtung 3 den Druck an der Gicht des Druckhochofens 1 regelt. Die Regeleinrichtung 7 steuert jedoch bei Lage des Zustandspunktes P der Anlage unterhalb der Turbinenarbeitskennlinie K den Druck an der Gicht des Druckhochofens 1 mit Hilfe des Regelventils 6 im ümgehungsbypaß 5. - Die Expansionsturbine 4 selbst nimmt also an der Druckregelung nicht teil und kann auf optimale Leistungsabgabe gefahren werden.The control device 7 operates at the position of the state point P of the system above the turbine operating characteristic curve K on the Standard gap washing device 3, so that the standard gap washing device in this area 3 regulates the pressure at the top of the pressure furnace 1. The control device 7, however, contributes The position of the state point P of the system below the turbine operating characteristic curve K is the pressure at the top of the pressure furnace 1 with the aid of the control valve 6 in the bypass bypass 5. The expansion turbine 4 itself does not therefore take part in the pressure regulation part and can be driven for optimal power output.
Sowohl wenn der Zustandspunkt P oberhalb der Turbinenarbeitskennlinie K liegt als auch dann, wenn der Zustandspunkt P unterhalb der Turbinenarbeitskennlinie K liegt, funktionieren einerseits die Druckregelung für den Druck an der Gicht des Druckhochofens 1 und andererseits die Entstaubung weitgehend optimal. Nimmt man zunächst an, daß der Zustandspunkt P oberhalb derBoth when the state point P is above the turbine operating characteristic K lies as well as when the state point P lies below the turbine operating characteristic curve K, both function on the one hand the pressure control for the pressure at the top of the pressure furnace 1 and on the other hand the dedusting largely optimal. Assuming first of all that the state point P is above the
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Turbinenarbeitskennlinie K liegt, so wird die Regelspaltwaschvorrichtung so eingestellt, daß das über der Turbinenarbeitskennlinie liegende Druckgefälle in der Regelspaltwaschvorrichtung abgebaut wird, wobei dieses Druckgefälle dem Betrage nach mindest so groß sein muß, wie der zur optimalen Reinigung notwendige Differenzdruck.Turbine working characteristic curve K is, so the control gap washing device adjusted so that the pressure gradient above the turbine operating characteristic in the regulating gap washing device is reduced, the amount of this pressure gradient must be at least as great as that necessary for optimal cleaning Differential pressure.
Liegt der Zustandspunkt P unterhalb der Turbinenarbeitskennlinie, so muß bei gleichem Druck die Menge vom Zustandspunkt P bis zur Turbinenarbeitskennlinie durch den Bypaß 5 gehen, was dadurch erreicht wird, daß das Regelventil 6 auf den Druck des Zustandspunktes P eingestellt wird. Dabei ist natürlich zu beachten, daß der für die optimale Reinigung notwendige Differenzdruck an der Regelspaltwaschvorrichtung zur Verfügung steht.If the state point P is below the turbine working characteristic, the amount from the state point must be at the same pressure P go up to the turbine working characteristic through the bypass 5, which is achieved in that the control valve 6 on the pressure of the state point P is set. Of course, it should be noted that the necessary for optimal cleaning Differential pressure is available at the regulating gap washing device.
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Applications Claiming Priority (1)
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DE19772737393 DE2737393B2 (en) | 1977-08-19 | 1977-08-19 | Furnace gas cleaning system |
Publications (2)
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DE2737393A1 true DE2737393A1 (en) | 1979-03-01 |
DE2737393B2 DE2737393B2 (en) | 1980-06-19 |
Family
ID=6016777
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19772737393 Withdrawn DE2737393B2 (en) | 1977-08-19 | 1977-08-19 | Furnace gas cleaning system |
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DE (1) | DE2737393B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4248612A (en) * | 1978-03-13 | 1981-02-03 | Kobe Steel, Limited | Apparatus for cleaning and recovering power from blast furnace exhaust gas |
-
1977
- 1977-08-19 DE DE19772737393 patent/DE2737393B2/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4248612A (en) * | 1978-03-13 | 1981-02-03 | Kobe Steel, Limited | Apparatus for cleaning and recovering power from blast furnace exhaust gas |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2737393B2 (en) | 1980-06-19 |
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