DE3510723C2 - - Google Patents

Description

Verfahren zur Verhinderung von Staubablagerungen in Abgasabzugskanälen an staubhaltigen Abgasquellen, insbesondere an elektrothermischen Schmelzöfen, und entsprechend ausgerüstetem Abgasabzugskanal.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ver­ hinderung von Staubablagerungen in Abgasab­ zugskanälen an staubhaltigen Abgasquellen, insbesondere an elektrothermischen Schmelzöfen, und auf einen dementspre­ chend ausgerüsteten Abgasabzugskanal selbst.

Bei der Erzeugung von Eisenlegierungen, wie z. B. Ferrosilicium, in elektrothermischen Schmelzöfen enthält das Ofenabgas eine hohe Staubkonzentration. Ferrosilicium etwa wurde ursprünglich in soge­ nannten offenen Öfen hergestellt, bei denen Luft aus der Umgebung des Ofens in den offenen Raum zwischen dem Kopf der Ofenkammer und dem Rauchabzug eingesaugt wurde. Das Luftvolumen, welches auf die­ sem Wege in den Ofen gelangt, ist einige hundert Mal größer, als die Gasmenge, die sich im Ofen selbst entwickelt. Dadurch ergibt sich eine vollständige und sehr schnelle Verbrennung der brennba­ ren Anteile des Ofenabgases und desweiteren eine sehr schnelle Ab­ kühlung des Ofenabgases. Zusätzlich wird die Staubkonzentration des in die Ofenabzugskanäle eintretenden Abgases entsprechend dem angewachsenen Gasvolumen reduziert.

Aus Umweltgründen ebenso wie mit dem Ziel, das Abgasvolumen zu min­ dern, wurden die elektrothermischen Schmelzöfen in den zurücklie­ genden Jahren dann mehr und mehr geschlossen ausgeführt, und für einige Verfahren werden bereits vollständig geschlossene Öfen ver­ wendet.

Da die heutigen Öfen alle mehr oder weniger geschlossen sind, und demzufolge auch geringere Außenluftmengen in die Öfen eingesaugt werden, hat sich die Staubkonzentration in den Abgasen dementspre­ chend erhöht. Das hinwiederum hat zu Problemen der Ablagerung oder Aufwachsung von Staub beim Übertritt aus dem Dach oder Rauchabzug des Ofens in die Abgasableitungskanäle geführt. Diesen Ablagerungen ver­ suchte man nun durch eine für einen gleichmäßigen Abgasfluß möglichst stromlinienförmige Ausgestaltung der Abgasabzugskanäle und durch Aus­ wahl bestimmter Materialien für die Abgasabzugskanäle, die eine Staub­ absetzung vermeiden sollten, entgegenzusteuern. Eine zufriedenstel­ lende Lösung des Ablagerungsproblems brachten diese Maßnahmen je­ doch nicht. Nach dem Stand der Technik ist es noch immer erforder­ lich, Staubablagerungen zu entfernen und hierzu den Ofen ein- oder zweimal je Schicht außer Betrieb zu setzen. Dies führt zu einem unmittelbaren Produktionsverlust und im Zusammenhang mit der Außer­ betriebsetzung insoweit zusätzlich zu einer geringeren Ofenleistung.

Demgegenüber liegt die Aufgabe der Erfindung darin, ohne besondere Maßnahmen hinsichtlich des Wandmaterials und der Bauform von Abgas­ abzugskanälen treffen zu müssen, ein Gasdurchströmungsprinzip zu entwickeln und zur Anwendung zu bringen, das aufgrund der Dynamik der durch den Abgasabzugskanal gehenden Gasströmung Staubabschei­ dungen in diesem verhindert.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das tangentiale Einblasen eines zusätzlichen Gases in den Abgasabzugskanal im Bereich der staubablagerungsgefährdeten Stellen unter Ausbildung einer an der Innenwand des Abgasabzugskanals spiralartig aufsteigenden Gasströmung, die die staubhaltigen Abgase von der Innenwand getrennt hält, gelöst.

Als solches zusätzliches Gas kann vorzugsweise gekühltes zurückge­ führtes Ofenabgas oder Luft dienen. Bei vollkommen geschlossenen Öfen, bei denen das Ofenabgas unverbrannte explosive Gase enthält, wird als zusätzliches Gas gekühltes unverbranntes Ofenabgas verwen­ det. Bei offenen oder halboffenen Öfen, bei denen die in den Abzugs­ kanal eintretenden Gase keine brennbaren Gase mehr enthalten, dient Luft als zusätzliches Gas.

Die Temperatur des eingeblasenen zusätzlichen Gases sollte vorzugs­ weise unterhalb der Versintertemperatur des Staubes des Ofenab­ gases gehalten werden.

Das Verfahren gemäß der Erfindung und der dieses Verfahren ermög­ lichende Abgasabzugskanal werden anhand zweier Figuren, die ledig­ lich das Prinzip aufzeigen sollen, rein beispielhaft für eine Aus­ führungsform der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Teil eines Ofendaches eines elektrothermischen Schmelzofens und eines Abgasabzugskanals im Vertikalschnitt und

Fig. 2 den Horizontalschnitt entlang der Linie I-I in Fig. 1.

In Fig. 1 ist mit 1 das Ofendach und mit 2 der Abgasabzugskanal be­ zeichnet. Direkt über dem Ofendach 1 mündet ein Rohr 3 für das tangentiale Einblasen eines zusätzlichen Gases in den Abgasabzugska­ nal 2 in diesen ein, wobei hier das Rohr 3 hinsichtlich des Abzugs­ kanals 2 tangential angeordnet ist. Im Rohr 3 ist ein Ventil 4 zur Regulierung der Strömungsgeschwindigkeit des einzublasenden zu­ sätzlichen Gases angeordnet.

Zur Verhinderung von Staubablagerungen oder -aufwachsungen im Abgas­ abzugskanal 2 wird das zusätzliche Gas durch das Rohr 3 eingebla­ sen, fließt tangential in den Kanal 2 ein, steigt entlang der In­ nenwandung des Kanals 2 spiralartig auf und schiebt sich zwischen die Innenwand des Kanals 2 und das aufsteigende Ofenabgas, wie durch die Pfeile in Fig. 1 angedeutet ist.

Die Strömung, die sich einstellt, ist nahezu nichtturbulent, da das Abgas in eine Rotationsbewegung gelangt. Dabei wird das heiße, staubhaltige Ofenabgas an einem Kontakt mit der Innenwandung des Gasabzugskanals 2 gehindert, so daß sich kein Staub an dieser ab­ setzen kann. Im übrigen werden und würden zufolge der Strömungsge­ schwindigkeit des spiralartig an der Innenwand aufsteigenden Stromes des Zusatzgases Staubablagerungen oder -aufwachsungen ab- und weggetragen. Die Temperatur des eingeblasenen Zusatzgases soll­ te zur Vermeidung von Sintereffekten des aus dem Ofen gelangenden Staubes unterhalb der Versintertemperatur dieses Staubes liegen.

Wenngleich die Erfindung ihren Ausgangspunkt im Zusammenhang mit Staubabscheidungsproblemen bei Abgasabzugskanälen elektrothermischer Schmelzöfen genommen hat, ist die Lösung gemäß der Erfindung selbstverständlich auch bei anderen Gasentwicklungsquellen mit hoher Staubkonzentration, deren Abgase durch verstopfungsgefährde­ te Abzugskanäle abgeleitet werden, anwendbar, so daß der Gegenstand der Erfindung nicht auf Abgasabzugskanäle elektrothermischer Schmelz­ öfen begrenzt ist.

Claims (6)

1. Verfahren zur Verhinderung von Staubablagerungen in Abgasabzugskanälen an staubhaltigen Abgasquellen, insbesondere an elektrothermischen Schmelz­ öfen, gekennzeichnet durch das tangentiale Einblasen eines zusätzlichen Gases in den Abgasabzugskanal im Bereich der staubablagerungsgefährdeten Stellen unter Ausbildung einer an der Innenwand des Abgasabzugskanals spiralartig aufsteigenden Gasströmung, die die staubhaltigen Abgase von der Innenwand getrennt hält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Gas mit einer Strömungsgeschwindigkeit eingeblasen wird, die ausreicht, um den an der Innenwand des Abgasabzugskanals abgelagerten Staub abzutragen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, angewendet bei elektrothermischen Schmelzöfen, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliches Gas gekühltes, rückgeführtes Ofenabgas eingeblasen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als zu­ sätzliches Gas Luft eingeblasen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Gas auf einer Temperatur unterhalb der Versintertem­ peratur des Staubs gehalten wird.

6. Abgasabzugskanal an staubhaltigen Abgasquellen, insbesondere an elek­ trothermischen Schmelzöfen, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch wenigstens ein im Bereich der staubablagerungsgefährdeten Stellen tangential in den Abgasabzugs­ kanal einmündendes Rohr (3) mit Dosierventil (4).