DE2737393B2

DE2737393B2 - Furnace gas cleaning system

Info

Publication number: DE2737393B2
Application number: DE19772737393
Authority: DE
Inventors: Karl-Rudolf Ing.(Grad.) 4300 Essen Hegemann; Theodor Ing.(Grad.) 4330 Muelheim Niess; Helmut Dipl.-Ing. 4630 Bochum 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: 1977-08-19
Filing date: 1977-08-19
Publication date: 1980-06-19
Also published as: DE2737393A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Gichtgasreinigungsanlage für einen Druckhochofen, mit Staubsack, Expansionsturbine, Regelventil, Naßentstaubungseinrichtung mit Ringspaltwaschvorrichtung und Regeleinrichtung, wobei die Expansionsturbine hinter dem Staubsack und das Regelventil in einer die Expansionsturbine umgebenden Bypaßleitung, die Ringspaltwaschvorrichtung hinter der Expansionsturbine angeordnet sind, wobei ferner die Regeleinrichtung bei Lage des Zustandspunktes der Anlage unterhalb der Turbinenarbeitskennlinie den Druck an der Gicht des Druckhochofens mit Hilfe des Regelventil im Umgehungsbypaß steuert.The invention relates to a furnace gas cleaning system for a pressure furnace, with dust bag, expansion turbine, Control valve, wet dedusting device with annular gap washing device and control device, wherein the expansion turbine is behind the dust bag and the control valve in one is the expansion turbine surrounding bypass line, the annular gap washing device behind the expansion turbine are arranged, with the control device in the position of the state point of the system below the turbine working characteristic curve the pressure at the top of the pressure furnace with the help of the control valve in Bypass bypass controls.

Bei einer bekannten Anlage der beschriebenen Gattung (Zeitschrift »Stahl und Eisen«, 1970, Seiten 1154 bis 1159) steht als Regelorgan für die Regelung des Gichtgasdruckes lediglich das Regelventil in der Bypaßleitung der Expansionsturbine zur Verfügung. Deswegen muß diese Anlage stets so betrieben werden, daß der Betriebsdruck des Hochofens in einer Zone unterhalb der Turbincnarbeitskennlinie liegt, damit stets eine gewisse Gasmenge durch das Regelventil in der Bypaßleitung fließt und die Regelung des Gegendruckes ermöglicht wird. - Betriebszuständc, bei denen der Zustandspunkt der Anlage, ti. h. der Betriebsdruck des Hochofens in einer Zone oberhalb der Turbinenkennlinie liegt, sind nicht zugelassen. Hier wird empfohlen, zur Vermeidung solcher Betriebszuständc entweder den äquivalenten offenen Turbinenc|uerschnitt zu verkleinern oder die Windmenge bzw. die Gasmenge zu erhöhen, um wiederum die Kennlinie der Expansionsturbine zu erreichen.In a known system of the type described (magazine "Stahl und Eisen", 1970, pages 1154 to 1159) stands as a regulating body for the regulation of the furnace gas pressure only the control valve in the Bypass line of the expansion turbine available. This is why this system must always be operated in such a way that that the operating pressure of the blast furnace is in a zone below the turbine operating curve, so that a certain amount of gas always flows through the control valve in the bypass line and the control of the Counter pressure is made possible. - Operating states in which the state point of the system, ti. H. the Operating pressure of the blast furnace in a zone above the turbine characteristic are not permitted. It is recommended here to avoid such operating states either the equivalent open To reduce the turbine cross-section or to increase the amount of wind or the amount of gas, in turn to achieve the characteristic of the expansion turbine.

Im übrigen kennt man Gichtgasreinigungsanlagen, bei denen die Expansionsturbine einer Naßentstaubungseinrichtung, gegebenenfalls mit Ringspaltwaschvorrichtung, nachgeschaltet oder parallel geschaltetist(DE-AS2355457,DE-AS2439758),Stets sind die Naßentstaubungsanlagen funktionell differenziert Bei Parallelschaltung ist ein Strömungskanal mit Ringspaltwaschvorrichtung über einen Tropfenabscheider oder dergleichen an den Abgaskanal angeschlossen, während in dem anderen Strömungskanal mit selbständig funktionierender Naßentstaubungseinrichtung die Expansionsturbine liegt. Dabei ist die Naßentstaubungseinrichtung des ersten Strömungskanals ausschließliches Stellglied des Regelkreises zur Konstanthaltung des an der Gicht des Hochofens herrschenden Gasdruckes. Die Naßentstaubungseinrichtung im anderen Strömungskanal bringt das Gas lediglich auf die Maschinenreinheit, welche die Expansionsturbine verlangt. - Bei der Ausführungsform, bei der funktionell unabhängige Naßentstaubungseinrichtungen hintereinandergeschaltet sind, ist ein Strömungskanal, der zu dem Abgaskanal führt, hinter der letzten Naßentstaubungseinrichtung angeordnet und ist ferner ein Bypaßkanal vorgesehen, der hinter der ersten Naßentstaubungseinrichtung abzweigt und in dem die Expansionsturbine liegt. Hier wird die in Strömungsrichtung erste Naßentstaubungseinrichtung auf maschinenreines Gas für die Expansionsturbine gefahren, während die zweite Naßentstaubungseinrichtung als Stellglied in einem Regelkreis für die Regelung des Gasdruckes an der Gicht des Druckhochofens dient.In addition, furnace gas cleaning systems are known in which the expansion turbine of a wet dedusting device, optionally with an annular gap washing device, connected downstream or in parallel (DE-AS2355457, DE-AS2439758), always The wet dedusting systems are functionally differentiated. In the case of parallel connection, there is a flow channel with annular gap washing device connected to the exhaust gas duct via a droplet separator or the like, while in the other flow channel with an independently functioning wet dedusting device the expansion turbine is located. The wet dedusting device of the first flow channel is the exclusive actuator of the control loop for Keeping the gas pressure at the top of the blast furnace constant. The wet dedusting device in the other flow channel, the gas only brings the machine clean, which is the expansion turbine required. - In the embodiment in which functionally independent wet dedusting devices are connected in series, is a flow channel, which leads to the exhaust duct, arranged behind the last wet dedusting device and a bypass channel is also provided, which branches off behind the first wet dedusting device and in which the expansion turbine is located. The first wet dedusting device in the flow direction is used here run on machine-clean gas for the expansion turbine, while the second wet dedusting device as an actuator in a control circuit for regulating the gas pressure at the top of the pressure furnace serves.

Das alles hat sich an sich bewährt, ist jedoch wegen der beschriebenen funktioneilen Differenzierung aufwendig. Darüber hinaus müssen in bezug auf den Wirkungsgrad der Reinigung und/oder der Energierückgewinnung häufig Kompromisse in Kauf genommen werden. Die betreffende Anlage kann nicht ohne weiteres so gefahren werden, daß tv i rillen Betriebszuständen sowohl die Gichtgasreinigung als auch die Energierückgewinnung optimal eingestellt sind.All of this has proven itself, but is complex because of the functional differentiation described. In addition, in terms of the efficiency of cleaning and / or energy recovery compromises are often accepted. The plant in question cannot simply do so be driven so that tv i grooved operating states both the furnace gas cleaning and the Energy recovery are optimally set.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Gichtgasreinigungsanlage so weitcrauszubilden, daß auch bei Lage des Zustandspunktes der Anlage oberhalb der Turbinenarbeitskennlinie eine einwandfreie Regelung des Druckes an der Gicht des Druckhochofens möglich ist und daß gleichzeitig sichergestellt ist, daß in der Ringspaltwaschvorrichtung eine ausreichende Reinigung der Gichtgase erfolgt. The invention is based on the object of developing a generic furnace gas cleaning system so far that that even if the state point of the system is above the turbine operating characteristic a proper regulation of the pressure at the top of the pressure furnace is possible and that at the same time it is ensured that the furnace gases are adequately cleaned in the annular gap washing device.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Ringspaltwaschvorrichtung als Regelspaltwaschvorrichtung ausgebildet ist und daß die Regeleinrichtung bei Lage des Zustandspunktes P der Anlage oberhalb der Turbinenarbeitskennlinic K den Druck an der Gicht des Druckhochofens mit Hilfe der Regelspaltwaschvorrichtung steuert. - Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung soll die Rcgelspaltwaschvorrichtung mit einem oder mit mehreren Ringspaltwaschern ausgerüstet sein.This object is achieved in that the annular gap washing apparatus is designed as a control gap washing device and that the control device in position of the state point P controls the system above the Turbinenarbeitskennlinic K the pressure at the throat of the pressure blast furnace by means of the control gap washer. - According to a preferred embodiment of the invention, the gel gap washing device should be equipped with one or more annular gap washers.

Mit der crfindungsgcmiißcn Anlage ist ei·¹ j Regelung des Druckes an der Gicht des Dnickhochofens auch dann möglich, wenn sich der Zustandspunkt der Anlage oberhalb tier Turhinenkcnnlinic befindet. Im Rahmen der dafür notwendigen regeltechnischen Maßnahmen ergibt sich gleichzeitig auch ein für die Entstaubung ausreichender und im allgemeinen sehr günstiger Differ.Miztlruek in der Ringspaltwaschvor-With the system crfindungsgcmiißcn ei · ¹ j regulating the pressure at the throat of the Dnickhochofens is possible even when the state point of the system is above animal Turhinenkcnnlinic. In the context of the control measures required for this, there is also a sufficient and generally very favorable difference for the dedusting.

richtung.direction.

Im einzelnen arbeitet die erfindungsgemäße Anlage so, daß im Staubsack hinter dem Druckhochofen eine Abscheidung der lediglich groben Verunreinigungen vorgenommen wird, daß das Gas mit den darin verbleibenden Stäuben der Expansionsturbine zugeführt wird, und daß schließlich die verbleibenden Stäube in der Regelspaltwaschvorrichtung einwandfrei und ausreichend abgeschieden werden, obgleich die Regelspaltwaschvorrichtung eine zusätzliche regeltechnische Funktion erfüllt und nicht nur nach rein entstaubungstechnischen Gesichtspunkten, sondern bei Lage des Arbeitspunktes der Anlage oberhalb der Turbi- nenarbeitskennlinie auch zur Regelung des Druckes an der Gicht des Druckhochofens verstellt wird.In detail, the system according to the invention works so that one in the dust bag behind the pressure furnace Deposition of the only coarse impurities is made that the gas with the remaining in it Dusts the expansion turbine is fed, and that finally the remaining dusts are properly and adequately deposited in the rule gap washing device, although the rule gap washing device fulfills an additional technical control function and not just purely for dust removal Viewpoints, but with the location of the operating point of the system above the Turbine working characteristic also adjusted to regulate the pressure at the top of the pressure furnace will.

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 illustrated by means of a drawing which shows only one exemplary embodiment explained in more detail, namely with regard to structure and function.

Die in der einzigen Figur dargesieiiie Gichtgasreinigungsanlage arbeitet hinter einem Druckhochofen 1. — Zur Gichtgsreinigungsanlage gehören zunächst The furnace gas cleaning system shown in the single figure works behind a pressure furnace 1. - To the gout cleaning system belong initially

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 und eine Regeleinrichtung 7 für die Regelung des Gasdruckes an der Gicht des Druckhochofens 1.an expansion turbine 4 with a predetermined turbine operating characteristic, bypass bypass 5 and control valve 6 in the bypass bypass 5 and a control device 7 for the control the gas pressure at the top of the pressure furnace 1.

Die Regeleinrichtung 7 beeinflußt die Regelspaltwaschvorrichtung 3 und das Regelventil 6 im Umgehungsbypaß 5 nach Maßgabe der Lage des Zustandspunktes P der Anlage im Turbinenarbeitskennliniendiagramm. Dieses ist in die Figur rechts oben eingetragen worden, wobei als Ordinatenachsc der Druck im abströmenden Gichtgas, als Abszissenachse die Gichtgasmenge eingetragen sind. - Die Expansionsturbine 4 mit ihrem Umgehungsbypaß 5 und mit ihrem Regelventil 6 liegt in der Gichtgadcitung 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 in accordance with 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, the pressure in the outflowing furnace gas being entered as the ordinate axis and the quantity of furnace gas being entered as the abscissa axis. The expansion turbine 4 with its bypass bypass 5 and with its control valve 6 is located in the Gichtgadcitung in front of the dedusting device 2 with its regulating gap washing device 3, but a dust bag 8 is connected upstream.

Es wirü mit einem Staubsack gearbeitet, bei dem das G&-> von oben in einen Diffusor strömt. Dieser Diffusor ist von einem zylindrischen Gehäuse umgeben. Das Gas wird beim Austritt aus dem Diffusor scharf umgelenkt und steigt in dem den Diffusor umgebenden zylindrischen Gehäuse wieder nach oben. Der Staut) fällt dabei in den sich an das zylindrische Gehäuse nach unten anschließenden Staubsack. Die Abscheidung im Staubsack hängt von der größten Steiggeschwindigkeit fm 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 μ abgeschieden werden. Die verbleibenden Stäube bis 7u 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.We worked with a dust bag in which the G & -> flows into a diffuser from above. This diffuser is surrounded by a cylindrical housing. The gas is sharply deflected when it emerges from the diffuser and rises in the one surrounding the diffuser cylindrical housing back up. The jam) falls into the on the cylindrical Housing downward adjoining dust bag. The separation in the dust bag depends on the largest Rate of rise fm settling space of the dust pot (cylindrical part). All particles, their rate of descent is greater than this rate of rise in the stationary gas, fail in the gravitational field. Usually dust bags are designed in such a way that all particles> 140 μ are separated. The remaining Dusts up to 7u approx. 3 μ are then in the regular gap washing device deposited. - The inlet pressure in the turbine depends on with which pressure the blast furnace should be run. 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.

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 Druckhochofeiis 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 Regelver.Mls 6 im Umgehungsbypaß 5. - Die Expansionsturbine 4 selbst nimmt also an der Druckregelung nicht teil und kann auf optimale Leistungsabgabe gefahren werden.The control device 7 operates on the control gap washing device 3 when the state point P of the system is above the turbine operating characteristic curve K , so that the control gap washing device 3 regulates the pressure at the top of the pressure furnace 1 in this area. The control device 7, however, controls the pressure at the top of the pressure furnace 1 with the help of the Regelver.Mls 6 in the bypass bypass 5 when the state point P of the system is below the turbine operating characteristic curve K optimal power output can be driven.

Sowohl wenn der Zustandspunkt P oberhalb der Turbinenarbeitskennlinie K Hegt als auch dann, wenn der Zustandspunkt P unterhalb der Turbinenarbeitskennlinie K liegt, funktionieren einerseits die Druckregelung für den Druck an der Gicht des Druckhochofens I und andererseits die Entstaubung weitgehend optimal. Nimmt man zunächst an, daß der Zustandspunkt P oberhalb der Turbinenarbeitskennlinie K liegt, so wird die Rgelspaltwaschvorrichtung so eingestellt, daß das über der Turbinenarbeitsk-innlinie liegende Druckgefälle in der Regelspaltwaschvorrichtung abgebaut wird, wobei dieses Druckgefälle dem Beirage nach mindestens so groß sein muß, wie der zur optimalen Reinigung notwendige Differenzdruck. Both when the state point P lies above the turbine operating curve K and when the state point P lies below the turbine operating curve K , on the one hand the pressure control for the pressure at the top of the pressure furnace I and on the other hand the dedusting function largely optimally. Assuming first of all that the state point P lies above the turbine working characteristic curve K , the control gap washing device is set in such a way that the pressure gradient above the turbine working line is reduced in the regulating gap washing device, whereby this pressure gradient must be at least as great as the differential pressure necessary for optimal cleaning.

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 Regelspaltwnschvorrichtung zur Verfügung steht.If the state point P is below the turbine operating characteristic, the amount from the state point P to the turbine operating characteristic must pass through the bypass 5 at the same pressure, which is achieved by setting the control valve 6 to the pressure of the state point P. Of course, it must be ensured that the differential pressure required for optimal cleaning is available at the regulating gap device.

Hierzu I Blatt ZeichnungenFor this purpose I sheet drawings

Claims

Patent claims:

U furnace gas extraction system for a pressure furnace, - with

Dust bag,

Expansion turbine,

Control valve,

Wet dedusting device with annular gap washing device,

Control device,

the expansion turbine being arranged behind the dust bag and the control valve in a bypass line bypassing the expansion turbine, the annular gap washing device being arranged behind the expansion turbine, furthermore the control device, if the state point of the system is located below the turbine working characteristic, the pressure at the top of the Dnickhochofen with the help of the regulator i ' Entils in the bypass bypass controls, characterized in that the annular gap washing device is designed as a regulating gap washing device (3) and that the regulating device (7) at the position of the state point P of the system above the turbine operating characteristic K, the pressure at the top of the Dnick blast furnace (1) with the help of the regulating gap washing device (3) controls.

2. furnace gas cleaning system according to claim 1, characterized in that the regulating gap washing device (3) has one or more Ringspi.'twaschern is equipped.