DE2806095A1

DE2806095A1 - Verfahren zur behandlung fremd- bzw. schadstoffbeladener gasgemische, wie insbesonder luft

Info

Publication number: DE2806095A1
Application number: DE19782806095
Authority: DE
Inventors: Paul Dipl Ing Metz
Original assignee: Arbed SA
Current assignee: Arcelor Luxembourg SA
Priority date: 1977-12-30
Filing date: 1978-02-14
Publication date: 1979-07-05
Also published as: IT1109300B; ATA937478A; BE873258A; FR2413115B1; DE2806095C2; AT373505B; IT7852436A0; FR2413115A1; GB2011595A; NL7812585A; JPS54100166A; LU78800A1; CA1112427A; US4274863A; GB2011595B

Description

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betriät ein Verfahren zur Behandlung von mit Fremd- bzw. Schadstoffen beladenen Gasgemischen, wie
insbesondere Luft, welche innerhalb von Hütten- und Kokereibetrieben anfallen.

In jedem Hütten- und Kokereibetrieb fallen im Verlauf der verschiedenartigsten Arbeitsvorgänge verunreinigte Luft bzw. Abfallgase von wechselhafter Zusammensetzung an. Die Mehrzahl
dieser Abfallgase enthält Fremd- bzw. Schadstoffe, die teils
unbedingt restlos entfernt, teils wenigstens auf ein erträgliches Maß reduziert werden müssen, ehe das Gasgemisch an
die Umluft abgegeben werden kann.

Obwohl manche dieser umweltschädliohen festen oder gasförmigen Begleitstoffe an sich industrielle wiederverwertbare Produkte
darstellen, liegen letztere oft in zu geringen Konzentrationen vor, um eine wirtschaftlich vertretbare Wiederverwendung zu
erlauben.

So enthält beispielsweise das bei der Stahlherstellung anfallende Abgas neben Stickstoff, Kohlendioxyd und Sauerstoff brennbares Kohlenmonoxyd, dessen Konzentration jedoch während des Verlaufs des Frischprozesses wesentlich schwankt, so daß nur
Bruchteile des Abgases für eine Wiederverwendung in Frage kämen. Aus diesem Grunde geht, langfristig betrachtet, eine nicht unerhebliche Menge eines gasförmigen Brennstoffes verloren.

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Weiter kommt es in Hüttenbetrieben zur sporadischen Entwicklung von staub- und gasbeladener Luft, die keinerlei
wirtschaftlich verwertbare Komponenten, hingegen nur umweltfeindliche Verunreinigungen enthält. So entsteht bei der Aufarbeitung von Hochofenschlacke mit Wasser, Dampf und/oder Luft zu Schlackensand und/oder -wolle eine mit Schwefelwasserstoff und ggf. Wollestaub beladene Atmosphäre, die zu Geruchs- und Staubbelästigungen führt. Außerdem kommt es zur Bildung staubhaltiger Gasgemische beim Hochofenabstich, beim Flämmen von Stahlblech, beim Trockenbrennen neuzugestellter Pfannen, beim Behandeln von Roheisen oder Stahl in der Pfanne usw.

In Kokereibetrieben fällt hauptsächlich beim Füllen
des Ofens und beim Löschen des Kokses, mit Staub und Kokereigas verunreinigter Wasserdampf an, dessen Weiterverwendung nicht möglich und dessen Reinigung schwer ist.

Man ist demnach gezwungen, umweltgefährdende Luft oder Abfallgas einer den jeweiligen Gegebenheiten angepaßten Behandlung zu unterziehen, was zur Folge hat, daß in jedem
Großbetrieb der Hütten- und Kokereibranche eine Vielzahl unterschiedlich ausgelegter, technisch aufwendiger Reinigungssysteme angeschafft, betrieben und gewartet werden muß. Eine große Bedeutung kommt hier den Nachbrennersystemen zu, deren Aufgabe es ist, das in Stahlweifcsabgasen enthaltene Kohlenmonoxyd umzusetzen. Wo keine Reinigung durch Verbrennung stattfinden kann, müssen Trocken- und Naßfiltrationen vorgenommen,

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bzw. die Gasgemische durch komplizierte spezifische Wäscher geleitet werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demzufolge darin, ein Verfahren zu entwickeln, das eine einheitliche Behandlung der mit Fremd- bzw. Schadstoffen beladenen Gasgemische ermöglicht, sowie die anschließende risikolose Abfuhr der behandelten Gase an die Umluft erlaubt.

Das Verfahren, gemäß vorliegender Erfindung besteht nun darin, daß die zu behandelnden Gase von ihrem jeweiligen Entstehungsort aus einer zentralen Reinigung zugeführt werden, wo sie in wenigstens einem Strom zusammen mit Frischluft durch ein glühendes Haufwerk von Mineralstoffen geführt werden und daß das thermisch behandelte Gas einer zusätzlichen Abscheidung durch mindestens eine Filter- bzw. Waschanlage unterworfen wird.

Das glühende Haufwerk besteht vorzugsweise aus dem Sinterkuchen einer Erzsinteranlage, in welcher die Verbrennungsluft bzw. das reziklierte Gas teilweise durch das zu behandelnde Gas ersetzt wird und die gesamten Abgase durch die Reinigungsvorrichtung der Sinteranlage geschickt werden.

Die zur Herstellung von Erzsinter verwendeten Brennstoffe sind überwiegend Koksgrus und Magerkohle, die mit Hilfe von Luftsauerstoff verbrannt werden. Bei der Verbrennung dieser reaktionsträgen Brennstoffe überlagern sich innerhalb des Sinterbettes

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die Reaktion C + O₂—>C0₂ mit dem Gleichgewicht 2CO^C + CO₂, wobei sich mittels Regelung der Luft- und Brennstoffzufuhr eine möglichst geringe CO-Konzentration im entstehenden Abgas erreichen läßt. Dies ermöglicht den teilweisen Ersatz der zum Sinterbrennvorgang eingesetzten Frischluft durch fremdstoffbeladene Luft oder andere Gasgemische, die in der Hauptsache aus wechselnden Mengen CO₂, CJO, O₂ und N₂ bestehen.

Beim Durchtreten des fremstoffhaltigen Gemisches durch das glühende Bett, werden die gasförmigen Komponenten CO₂, CO und O- in dem Gesamtverbrennungsvorgang integriert und das CO auf ein Mindestmaß reduziert, wobei es zu einer gewissen Verbesserung der Energiebilanz beiträgt. Schadstoffe wie CH-, S oder H₂S werden oxydiert und die schädlichen Reaktionsprodukte in der dem Sinterbett nachgeschalteten Reinigungsanlage soweit wie notwendig aufgefangen. Verunreinigter Wasserdampf-rest wird nach Kondensation im Kontakt mit dem glühenden Sinterbett gereinigt und zum Teil zersetzt, während staubförmige Schadstoffe sich am Sintermaterial abschlagen.

Bei der Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es sinnvoll, die Gase, die den höchsten Heizwert aufweisen, in die nächste Umgebung der Zündhaube des Sinterbetts einzuführen. Diese selektive Art der Gaseinführung erlaubt eine optimale Ausnutzung der brennbaren Abgase und wirkt sich günstig auf die Energiebilanz des Sintervorgangs aus.

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Weiter ist es vorteilhaft, Gase,die einen bestimmten zu entfernenden Schadstoff enthalten, in diejenige Zone des Sinterbettes einzuführen, in der es unter normalen Sinterbedingungen zu einer Anreicherung und anschließenden Vernichtung desselben Schadstoffes kommt. Solche Zonen des Sinterbetts lassen sich auf empirische Weise ermitteln, beispielsweise diejenige, wo eine Anreicherung und anschließende Vernichtung von Schwefelverbindungen stattfindet. Die Kenntnis dieser lokalen Gegebenheiten erlaubt es, die gewünschten Reinigungsoperationen gezielt und mit gleichbleibendem Wirkungsgrad durchzuführen.

Je nach Art und Konzentration der Fremdstoffe in den erfindungsgemäß zu reinigenden Gasen empfiehlt es sich, der zentralen Reinigung eine Grobentstaubung vorzuschalten, weil eine zu starke Ablagerung von mineralischen Stäuben auf dem Sinterbett die Durchlässigkeit und damit die Leistung herabsetzen würde.

Wenn die zu reinigenden Gase der Reinigungsanlage auch meistens

in/ direkt zugeführt werden können, so ist es doch einzelnen Fällen vorteilhaft, die zu reinigenden Gase von ihrem Entstehungsort aus vorerst einer zentralen Sammelstelle, etwa einem Gasometer, zuzuführen. Auf diese Weise vermeidet man allzu große Schwankungen in der Zusammensetzung des zu reinigenden Gasgemisches, welche im Falle der Benutzung einer industriellen Sinteranlage ggf. den reibungslosen Ablauf des Sinter-

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Prozesses beeinträchtigen können. Die Zwischenschaltung eines Gasometers ist hauptsächlich dann zu empfehelen, wenn eine der zahlreichen Abgasquellen sich durch einen besonders hohen Ausstoß auszeichnet, so z. b. falls die Konverterabgase, deren Gehalte an CO, CO₂, Np und 0„ stark variieren, das Hauptvolumen der Gesamtabgasmenge darstellen.

Das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung bietet demnach den Vorteil, daß durch die Zentralbehandlung der an verschiedenen Orten anfallenden schadstoff haltigen Abfallgase individuelle Reinigungs- bzw. Vernichtungsanlagen überflüssig und vorhandene Anlagen besser ausgenutzt werden. Darüber hinaus ermöglicht das Verfahren die Nutzbarmachung brennbarer Verbindungen, die sonst unter energetischem Aufwand zerstört werden müßten.

In Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man auch noch vorsehen verunreinigtes Kondenswasser als Benetzer in der Misch- und RoIliertrommel der Sinteranlage zu verwenden.

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Claims

DR. KARL TH. HEGEL · D1PL.-ING. KLAUS DICKEL

2 HAMBURG 50 GROSSE BERGSTRASSB 223 8 MÜNCHEN 60 JULIUS-KREIS-STRASSB 33 POSTFACH 500662 TELEFON (O 40) 39 62 95 TELEFON (0 89) 88 5210

Γ ~1

Tplpgrnmra-Adpossi¹: IJoeUncrpntont München

Ihr Zeichen: Unser Zeichen: 8000 München, den

H 2825

Acieries Reunies de Burbach-Eich-Dudelange S.A.

ARBED

Avenue de la Liberte

Luxemburg

Verfahren zur Behandlung fremd- bzw. schadstoffbei adener Gasgemische, wie insbesondere Luft

Patentansprüche

\|l.J. Verfahren zur Behandlung fremd- bzw. schadstoffbeladener Gasgemische, wie insbesonder Luft, verschiedenen Ursprungs,

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Poetscheckkonto: Hamburg 291220-205 . Bank: Dresdner Bank AG. Hamburg, Kto.-Nr. 3813 897

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dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnden Gase von ihrem jeweiligen Entstehungsort einer zentralen Reinigung zugeführt werden, wo sie in wenigstens einem Strom zusammen mit Frischluft durch ein glühendes Haufwerk von Mineralstoffen geführt werden und daß das thermisch behandelte Gas einer zusätzlichen Abscheidung durch mindestens eine Filtrier- bzw. Waschanlage unterworfen wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

das glühende Haufwerk aus dem Sinterkuchen einer Erzsinteranlage besteht, in welcher die Verbrennungsluft bzw. das reziklierte Gas teilweise durch das zu behandelnde Gas ersetzt wird und die gesamten Abgase durch die Reinigungsvorrichtung der Sinteranlage geschickt werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den höchsten Heizwert aufweisenden Gase in die nächste Umgebung der Zündzone des aus einem Mineral-Brennstoff gemisches bestehenden Haufwerkes zugeführt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Gase, die einen bestimmten zu entfernenden Schadstoff enthalten, in diejenige Zone des Haufwerkes eingeführt werden, in der es unter normalen Betriebsbedingungen zu einer Anreicherung und anschließenden Vernichtung desselben Schadstoffes kommt.

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5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zu behandelnde Gasgemisch vorerst einer Grobentstaubung unterworfen wird.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zu reinigenden Gase von ihrem Entstehungsort aus vor der Reinigung einer zentralen Sammelstelle zugeführt werden.
7. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß verunreinigtes Kondenswasser als Benetzer in der Misch- und Rolliertrommel der Sinteranlage eingesetzt wird.

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