DE2806095C2

DE2806095C2 - Verfahren zur Behandlung fremd- und schadstoffbeladener Abgasgemische aus Hütten- und Kokereibetrieben

Info

Publication number: DE2806095C2
Application number: DE2806095A
Authority: DE
Inventors: Paul Dipl.-Ing. Luxembourg Metz
Original assignee: Arbed SA
Current assignee: Arcelor Luxembourg SA
Priority date: 1977-12-30
Filing date: 1978-02-14
Publication date: 1982-01-07
Also published as: ATA937478A; CA1112427A; JPS54100166A; NL7812585A; FR2413115B1; BE873258A; GB2011595B; LU78800A1; IT1109300B; US4274863A; IT7852436A0; FR2413115A1; AT373505B; GB2011595A; DE2806095A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung fremd- und schadstoffbeladener Abgasgemische aus Hütten- und Kokereibetrieben, bei welchem die Gase durch ein glühendes Haufwerk von Mineralstoffen geführt werden.

Aus der Zeitschrift »Umschau 75«, Heft 18,1975. Seite 580, ist ein Verfahren zur Veraschung von Müll bekannt, bei welchem das entstehende Rauchgas durch ein hochwarmfeste Filtermatte geleitet wird, auf deren Oberfläche sich eine Aschenschicht aufbaut. Die Abgasbehandlung ist hier jedoch relativ einfach, da das Rauchgas an einer zentralen Verbrennungsstelle entsteht und im wesentlichen die gleiche qualitative und quantitative Zusammensetzung besitzt.

Andererseits ist aus der Zeitschrift »Technische Mitteilungen«, Band 68, Heft 11, November 1975, Seite 435, bekannt, Feststoffbestandteile, die vor allem im Bereich der mit einer Sinteranlage verbundenen Transport-, Sieb- und Brechanlagen entstehen, abzusaugen und in einem zentralen Schlauchfilter auszuscheiden. Diese Maßnahme trägt jedoch nicht den vielfältigen Abgasquellen aus Hütten- und Kökereibetrieben mit ihren stark unterschiedlichen und In Qualität und Quantität schwankenden Bestandteilen Rechnungi Da* bei wird weder angedeutet, was mit den abgeschiedenen Feststoffbestandteilen geschehen soll, noch in welcher Weise im besonderen chemische Schadstoffe einer Behandlung unterzogen werden sollen.

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 umweltschädlichen 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 dc> Frischprozesses wesentlich schwankt, so daß nur Bruchteile des Abgases für eine Wiederverwendung in Frage kämen. Aus diesem Grunde geht, langfristig betrachtet, eine nicht une. hebliche Menge eines gasförmigen Brennstoffes verloren.

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 Staubbeläsiigungen 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 S cahlwerksabgasen enthaltene Kohlenmonoxyd umzusetzen. Wo keine Re^;nigung durch Verbrennung staltfinden kann, müssen Trocken- und Naßfiltrationen vorgenommen, 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.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß def Erfindung dadurch, daß man die Abgase aus den Verschiedenen Abgasquellen innerhalb der Hütten- und Kokereibetrie* be zusammenführt und als Teil der Verbrennungsluft in eine Erzsinteranlage einleitet, wobei das glühende Haufwerk aus dem Sinterkuchen besteht, und die so behandelten Abgase anschließend einer Filter· bzw.

Waschanlage zuführt.

Bezüglich bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die LJnteransprüche verwiesen.

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 die Reaktion C+ O₂-* CO₂ 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, CO, O₂ und N₂ bestehen.

Beim Durchtreten des fremdstoffhaltigen Gemisches durch das glühende Bett, werden die gasförmigen Komponenten CO₂, CO und O2 in dem Gesamtverbrennungsvorgang integriert und das CO auf ein Mindestmaß reduziert, wobei es zu einer gewissen Verbesserung der Energiebilanz beiträgt Schadstoffe wie CH4, S oder H₂S werden oxydiert und die schädlichen Reaktionsprodukte in der dem Sinterbett nachgeschalteten Reinigungsanlage soweit wie notwendig aufgefangen. Verunreinigter Wasserdampfrest wird nach Kondensation im Kontakt mit dem glühenden Sinterbett gereinigt und zum Teil zersetzt, während staubförmige Schadstoffe jich am Sintermaterial abschlagen.

Bei der Ausübu' 3 des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es sinnvoll, die Gase, die den höchsten Heizwert aufweisen, in die nächste Umgebung der Zündzone des Sinterkuchens einzuführen. Diese selektive Art der 3i Gaseinführung erlaubt eine optimale Ausnutzung der brennbaren Abgase und wirkt sich günstig auf die Energiebilanz des Sintervorgangs aus.

Weiter ist es vorteilhaft, Gase, die einen bestimmten zu entfernenden Schadstoff enthalten, in diejenige Zone des Sinterkuchens einzuführen, in der es unter normalen Sinterbedingungen zu einer Anreicherung und anschließenden Vernichtung desselben Schadstoffes kommt Solche Zonen des Sinterkuchens 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 Renigungsanlage auch meistens direkt zugeführt werden können, so ist es doch in 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, weiche im Falle der Benutzung einer industriellen Sinteranlage ggf. den reibungslosen Ablauf des Sinterprozesses beeinträchtigen können. Die Zwischenschaltung eines Gasometers ist hauptsächlich dann zu empfehlen, wenn eine der zahlreichen Abgasquellen sich durch einen besonders hohen Ausstoß auszeichnet, so z. B. falls die Konverterabgase, deren Gehalte an CO, CO₂, N₂ und O₂ 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 schadstoffhaltigen 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.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Behandlung fremd- und schadstoffbeladener Abgasgemische aus Hütten- und Kokereibetrieben, bei welchem die Gase durch ein glühendes Haufwerk von Mineralstoffen geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß man die Abgase aus den verschiedenen Abgasquellen innerhalb der Hütten- und Kokereibetriebe zusammenführt und als Teil der Verbrennungsluft in eine Erzsinteranlage einleitet, wobei das glühende Haufwerk aus dem Sinterkuchen besteht, und die so behandelten Abgase anschließend einer Filter- bzw. Waschanlage zuführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den höchsten Heizwert aufweisenden Gase in die nächste Umgebung der Zündzone des aus einem Mineral-Brennstoffgemisch bestehenden Sinterkuchens zugeführt werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Gase, die einen bestimmten zu entfernenden Schadstoff enthalten, in diejenige Zone des Sinterkuchens eingeführt werden, in der es unter normalen Betriebsbedingungen zu einer Anreicherung und anschließenden Vernichtung desselben Schadstoffes kommt.

4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß das zu behandelnde Gasgemisch vorerst einer Grobentstaubung unterworfen wird.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zu reinigenden Gase von ih em Entstehungsort aus vor der Reinigung einer zentralen Sammelstelle zugeführt werden.

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