DE2745784B2 - Verfahren zum Reinigen eines bei einem Arbeitsprozeß abströmenden Schmutzgases und Einreichung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reinigen eines bei einem Arbeitsprozeß abströmenden, mit Schmutzpartikeln beladenen Schmutzgases nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (DE-OS 17 834) wird ein gesammelter Schmutzgasstrom, der grobe und feine Schmutzpartikel enthält, einem Vorabscheider zugeführt, durch den die groben Schmutzpartikel abgeschieden und ausgetragen werden. Ein nur noch feine Schmiitzpartikel enthaltender Teilstrom wird anschließend einem Abscheider zugeführt, durch den die feinen Schmutzpartikel abgeschieden und ausgetragen werden. Da sich die Filter im Abscheider mit der Zeit zusetzen, sind zwei abwechslungsweise beaufschlagbare Abscheider vorgesehen, von denen einer als Filter arbeitet, während der andere

ίο mit Hilfe eines reinen Spülgasstromes rückgespült und gesäubert wird. Bei dieser Rückspülung entsteht ein Spülgasstrom, der mit aus dem gespülten Filter ausgeblasenen feinen Schmutzpartikeln beladen ist Dieser Spülgasstrom wird einer Teilreinigung in einem weiteren Abscheider unterworfen, aus dem ein weitgehend gereinigter Spülgasstrom austritt, der in den Hauptstrom des mit groben und feinen Schmutzpartikeln beladenen Schmutzgases eingespeist wird.
Bei bestimmten Arbeitsprozessen, z. B. einigen der Stahlgewinnung, entstehen in einer abgeschlossenen Umgebung, in der Regel Räumlichkeiten eines Gebäudes, stark schmutzbeladene heiße Gase, die vor einem Entlassen in die Atmosphäre der Reinigung zu unterziehen sind. Dies bereitet Schwierigkeiten nicht nur wegen der Art und der Temperatur solcher Schmutzgase, sondern auch wegen eines Übertretens eines Teils solcher Schmutzgase in den Umgebungsraum.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

jo Verfahren zu schaffen, mit dem es wirksam möglich ist, in einem abgeschlossenen Umgebungsraum entstehende, stark schmutzbeladene heiße Gase insgesamt zu reinigen und dabei zugleich den Umgebungsraum zu belüften.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 3. Diese Einrichtung bedient sich einer bekannten Gasauffang- und -sammelvorrichtung (DE-OS 21 17 834) für die Aufnahme von Schmutzgas direkt au;» dem Arbeitsprozeß und für die Bildung des ersten Gasstromes sowie eines Abscheiders für die Reinigung des aus dem ersten und dem zweiten Gasstrom gebildeten Mischgasstromes und erbringt bei einfacher Ausbildung zusammen mit der Belüftung des Umgebungsraumes eine wirksame Erfassung aller durch Arbeitsprozesse im Umgebungsraum entstehenden Schmutzgase.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Einrichtung näher beschrieben, die in der Zeichnung schematisch veranschaulicht ist. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 ein Strömungsdiagramm ein ;r Einrichtung nach der Erfindung, und

Fig.2 eine schaubildliche Darstellung der Einrichtung.

Die dargestellte Einrichtung ist zur Reinigung von mit festen Schmutzpartikeln beladenen heißen Schmutzgasen vorgesehen, die aus einem Sauerstoff-Stahlgewinnungs-Konverter 10, z. B. einer Frischbirne, und Zusatzeinrichtungen ausströmen. Die Einrichtung ist mitsamt Zusatzeinrichtungen in einem geschlossenen Gebäude 12 angeordnet und weiterhin dazu bestimmt, das Gebäude 12 zur Entfernung entwichenen Schmutzgases zu belüften.

Zusätzlich zu dem Konverter 10, der schwenkbar gelagert ist, sind in dem Gebäude 12 ein schwenkbar

gelagerter Behälter U zum Beschicken des Konverters 10 und verschiedene, allgemein mit 13 bezeichnete Gießpfannen und Speicherbehälter für geschmolzenes Eisen oder geschmolzenen Stahl angeordnet. Aus den Behältern 13 entweicht bei derec Benutzung mit ~< Schmutzpartikeln geladenes Gas in das Gebäude. Der Behälter 11 ist schwenkbar an einer Haltegabel 15 gelagert, die ihrerseits von einer Schiene 17 getragei. ist Einer der Behälter 13 ist in ähnlicher Weise schwenkbar in einer Hckegabel 15a gelagert, die von einer Schiene to 17a getragen ist

Die Einrichtung umfaßt eine erste Gasauffang- und -sammelvorrichtung !4 mit einer Haube 16, die sich über eine öffnung 18 des Konverters 10 erstreckt, daraus entweichendes Schmutzgas unmittelbar aufnimmt und π einen ersten Gasstrom aus heißem Schmutzgas mit relativ hoher Partikelkonzentration bildet Die Gasauffang- und -sammelvorrichtung 14 umfaßt weiter eine von der Haube 16 abführende Leitung 20. Zwischen der öffnung 18 und der Haube 16 ist keine Dichtung vorgesehen, und es kann genügend Luft zur vollkommenen Verbrennung des Gases vor dessen Eintritt in die Leitung 20 in den Konverter 10 gelangen. Die Haube 16 ist nur dann voll wirksam, wenn sich der Konverter 10 in einer (in F i g. 2 nicht dargestellten) aufrechten Arbeitsstellung befindet. Wenn der Konverter 10 zum Gießen oder zum Beschicken in die in F i g. 2 dargestellte Stellung geschwenkt wird, dann vergrößert sich die Menge an in den Umgebungsraum im Gebäude entweichendem Schmutzgas.

Die Leitung 20 führt zu einer von einem Gaswäscher 22 gebildeten Kühlvorrichtung, in der der erste Gasstrom in einem ersten Reinigungsvorgang mit Wasser gewaschen und gekühlt wird. Der Gaswäscher

22 umfaßt eine Venturidüse 23, in die das Waschwasser bei 25 eintritt. Das verbrauchte Wasser verläßt die Venturidüse 23 über eine leere Sammelkammer 27 und eine Leitung 24. Der Druckabfall über die Venturidüse

23 ist niedrig und kann zwischen etwa 50 und 150 mm Wassersäule liegen. Ein horizontaler Gasauslaß 29 führt von einem unteren Bereich der Venturidüse 23 zu einem Zyklonabscheider 26, in dem mitgeführte Feuchtigkeit aus dem Gas abgeschieden wird, wobei das abgeschiedene Wasser den Zyklonabscheider 26 bei 28 verläßt. Von den Zyklonabscheider 26 führt eine Leitung 30 über ein Zentrifugalgebläse 32 zu einer Leitung 34, die an einem Dachteil 36 des Gebäudes 12 angebracht ist. Die Leitung 30 mündet bei 60 in F i g. 2 in die Leitung 34. Die Leitung 30 endet in einem Ejektor 37, der zentral innerhalb der Leitung 34 angeordnet ist. Die Leitung 34 führt im wesentlichen in Höhe des Dachteils 36 zu einem Elektroabscheider 38. Der Elektroabscheider 38 ist auf einer Seite des Gebäudes 12 in Höhe des Dachbereiches angeordnet und auf einem Traggestell 40 abgestützt.

Die Einrichtung umfaßt weiter eine zweite Gasauffang- und -sammelvorrichtung 42 mit einer Mehrzahl von Einlassen 44, die im gegenseitigen Abstand entlang dem Dachteil 36 angeordnet sind und stromauf dem Ejektor 37 in die Leitung 34 einmünden. Aus der Haube 16 und den Behältern 13 entweichendes und mit festen Schmutzpartikeln beladenes heißes Schmutzgas steigt durch Konvektion nach oben, strömt durch die Einlasse 44 in die Leitung 34 und bildet einen zweiten Strom aus Schmutzgas, der mit der Raumluft aus dem Gebäude zu einem Mischgasstrom mit relativ niedriger Partikelkonzentration vermischt ist. Es versteht sich, daß der volumetrische Durchsatz des zweiten Gasstromes weit größer als derjenige des ersten Gasstroms ist. Im Betrieb der Einrichtung vermischt sich der Gasstrom von der Leitung 30 mit dem Gasstrom von den Einlassen 44 in der Leitung 34 und der Mischgasstrom wird in dem Elektroabscheider 38 in einem zweiten Gasreinigungsvorgang gereinigt Das gereinigte Gas wird bei 46 in die Atmosphäre entlassen. Die Wirkung des Ejektors 37 besteht darin, eine höhere lineare Gasgeschwindigkeit in dem ihn passierenden Gas zu erzeugt.!, die nicht nur ein gründliches Vermischen der Gase fördert, sondern auch einen Teil der Energie des Gebläses 32 für das Erhöhen der Strömungsgeschwindigkeit des Mischgasstromes nutzbar macht Der von der Leitung 30 kommende Gasstrom ist mit Wasser von etwa 80° gesättigt und ergibt nach Vermischen mit dem im Raumtaupunkt befindlichen zweiten Gasstrom einen unterhalb der Sättigung liegenden Zustand im Mischgasstrom, allerdings bei zufriedenstellendem Wassergehalt für eine wirksame Elektroabscheidung selbst dann, wenn die Festkörperpartikel vorwiegend Blei oder Zink enthalten, die als schwierig abscheidbare Stoffe gelten.

Ein Einlaß 44 der zweiten Gasauffang- und -sammelvorrichtung 42 ist (F i g. 2) im wesentlichen oberhalb des Konverters 10 angeordnet und besteht aus einer horizontalen, langgestreckten öffnung 53 in dem Dachteil 36. die in eine entsprechend langgestreckte Verbindungsleitung 50 führt Die Verbindungsleitung 50 steht über eine vertikale schließbare Klappenjalousie 52 mit der Leitung 34 in Verbindung. Der andere Einlaß 44 hat ebenfalls eine langgestreckte horizontale öffnung 54, die in eine entsprechend langgestreckte Verbindungsleitung 56 führt. In diesem Fall tritt das Schmutzgas über eine in der öffnung 54 vorgesehene horizontale schließbare Klappenjalousie 58 in die Verbindungsleitung 56 ein. Die Klappenjalousie 52 oder 58 können geschlossen werden, wenn die Benutzung von nur einem der Einlasse 44 erwünscht ist Diese Art der Anordnung ist in solchen Fällen von besonderem Interesse, bei denen eine Mehrzahl von Konvertern 10 in einem einzigen Gebäude vorhanden ist, die unter Umständen nicht sämtlich zur selben Zeit in Betrieb sind.

Die Leitung 34 führt in eine horizontale Verbindungsleitung 62, die einen in horizontaler Richtung langgestreckten Einlaß für den Elektroabscheider 38 bildet Bei dem Gasreinigungsvorgang fließt das Mischgas im wesentlichen horizontal durch den Elektroabscheider 38 und wird über eine Mehrzahl von vertikal gerichteten Auslassen 64 von diesem in die Atmosphäre entlassen.

Der Abscheider 38 kann in bekannter Weise eine Mehrzahl von vertikalen, parallelen, planaren Sammelelektroden 70 (von denen nur eine dargestellt ist) und zwischen diesen eine Mehrzahl von Reihen vertikaler Entladungselektroden 72 (von denen ebenfalls nur eine dargestellt ist) aufweisen. Aufgrund der in dem Elektroabscheider 38 herrschenden relativ niedrigen Gasdrücke kann dessen Gehäuse aus einer Leichtmetallkonstruktion bestehen. Der Abstand zwischen jedem Paar benachbarter Sammelelektroden liegt nicht unter 400 mm und beträgt vorzugsweise 450 bis 700 mm. Die Spannung der Entladungselektroden liegt zwischen 80 und 100 Kilovolt. Es kann auch ein zwischen 250 und 350 mm liegender geringerer Abstand Verwendung finaen, in welchem Fall die Spannung 40 bis 50 Kilovolt beträgt. Da die dem Elektroabscheider 38 verlassenden Gase heiß, jedoch ungesättigt sind, tritt das Entstehen einer Dampffahne nicht ein. Der Elektroabscheider arbeitet mit einem Wirkungsgrad von 90 bis 98%.

Die Einrichtung kann in verschiedener Hinsicht

abgewandelt werden. So können z. B. die Venturidüse 23 durch einen einfachen Sprühturm mit gleichmäßigem Querschnitt und die Auslässe 64 durch eine zu einem Essenschaft führende Leitung ersetzt werden. Auch ist es möglich, eine Stickstoffdichtung zwischen der öffnung 18 und der Haube 16 vorzusehen, so daß das Schmutzgas von dem Konverter 10 nicht vollkommen verbrannt wird und z. B. einen Volumenanteil von bis zu 80% an Kohlenmonoxyd enthält. Die hohen Verdünnungsgrade im zweiten Gasstrom können den Kohlenmonoxydgehalt der unvollkommen verbrannten Schmutzgase auf ein Maß verringern, bei dem die Explosionsgefahr minimal ist. Bei unvollkommener Verbrennung wird das Verdünnungsverhältnis bezogen auf den Normalzustand der Gase erhöht.

In weiterer Abwandlung kann beispielsweise im Falle unvollkommener Gasverbrennung an dem Konverter 10 das Gas am Ejektor 37 verbrannt werden. Hierdurch wird die Temperatur des in den Elektroabscheider eintretenden MischgavUromes erhöht und damit die Feuchtigkeit reduziert. Die Temperatur des Mischgasstromes könnte dann beispielsweise zumindest 200°C betragen.

Eine andere Abwandlungsmöglichkeit für sowohl vollkommene wie auch unvollkommene Verbrennung besteht an dem Konverter 10 darin, daß ein Teil des Gases aus dem Konverter 10 über eine (in gestrichelten Linien in F i g. 1 dargestellte) Zweig- bzw. Umgehungs-Leitung 80 den Gaswäscher 22 umgeht und sich zwischen diesem und dem Ejektor 37 z. B. bei 82 wieder mit dem Hauptstrom vereinigt. Auf diese Weise können Temperatur und Feuchtigkeit des in den Elektroabscheider eintretenden Mischgasstromes durch Variieren des Umgehungsausmaßes gesteuert werden, das durch ein Ventil 83 vorgenommen werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zum Reinigen eines bei einem Arbeitsprozeß abströmenden, mit Schmutzpartikeln beladenen Sehmutzgases, bei dem Schmutzgas direkt am Ort seines Entstehens aufgefangen und zu einem ersten Gasstrom gesammelt, einem Gasreinigungsvorgang unterworfen und dann mit einem zweiten Gasstrom seinerseits mit Schmutzpartikeln beladenen Schmutzgases zu einem Mischgasstrom vereinigt wird, der anschließend einem Gasreinigungsvorgang unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gasstrom aus heißem Schmutzgas eines unter Wärmeentwicklung ablaufenden Arbeitsprozesses gebildet und vor seinem Vereinigen mit dem zweiten Gasstrom gekühlt wird, und daß aus dem Arbeitsprozeß in einen geschlossenen Umgebungsraum eines Gebäudes entweichendes heißes Schmutzgas nach konvektivem Aufsteigen in einen gegenüber dem Ort seines Entstehens höheren Bereich des Umgebungsraumes aus diesem zusammen mit Umgebungsluft entnommen und zu dem zweiten, durch die Umgebungsluft verdünnten Gasstrom gesammelt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gasstrom durch einen zugleich eine Vorreinigung und Konditionierung herbeiführenden Waschvorgang mit Wasser gekühlt wird.
3. 3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste, dem Ort des Entstehens heißer Schmutzgase unmittelbar zugeordnete, derartige Schmutzgase in an sich bekannter Weise direkt aus dem Arbeitsprozeß aufnehmende Gasauffang- und -sammelvorrichtung (14) für die Bildung des ersten Gasstromes sowie eine zweite Gasauffang- und -sammelvorrichtung (42) vorgesehen ist, die mit ihrem Einlaß im Dach- oder Deckenbereich des die Umgebung des Arbeitsprozesses abschließenden Raumes des Gebäudes angeordnet ist und für die Bildung des zweiten Gasstromes durch Umgebungsluft verdünntes Schmutzgas aufnimmt, der ersten Gasauffang- und -sammelvorrichtung eine von einem Gaswäscher (22) gebildete Kühlvorrichtung nachgeordnet ist, und in an sich bekannter Weise für die Reinigung des Mischgasstromes aus beiden Gasauffang- und -sammelvorrichtungen ein Elektroabscheider (38) vorgesehen ist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektroabscheider etwa in Höhe des Dach- oder Deckenbereiches des Gebäudes angeordnet ist.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, da lurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen benachbarten Sammelelektroden (70) des Elektroabscheider (38) 400 mm nicht unterschreitet.