DE3715188A1

DE3715188A1 - Vorrichtung zur energierueckgewinnung aus gichtgasen eines schachtofens

Info

Publication number: DE3715188A1
Application number: DE19873715188
Authority: DE
Inventors: Hisayoshi Kano; Seiji Ando
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1986-10-17
Filing date: 1987-05-07
Publication date: 1988-04-28
Also published as: CN1007178B; IT1206282B; IT8747916A0; DE3715188C2; JPH0645811B2; JPS63103009A; CN87104993A

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energierückge winnung aus Gichtgasen eines Schachtofens und insbesondere eine Energierückgewinnungsvorrichtung mit einer ersten Rohr leitung, die von einem Gichtgasausgang eines Schachtofens zu einem Gasreiniger über einen Grobteilchen-Staubabscheider, einen Trocken-Staubentferner, ein Absperrventil und eine Trocken-Gichtdruck-Rückgewinnungsturbine (dry type top pressure recovery turbine) führt, und mit einer zweiten Rohr leitung, die den Trocken-Staubentferner (dry dust remover) und den Gasreiniger verbindet.

Hintergrund der Erfindung

In einem herkömmlichen Energierückgewinnungssystem dieser Art weist der Schachtofen eine Wasserdampf- und/oder Wasserein spritzeinrichtung auf, die angrenzend an den Gichtgasauslaß im oberen Bereich des Schachtofens angeordnet ist. Die Einspritz einrichtung führt Wasserdampf und/oder Wasser in den Gichtgas strom im Zustand des Heißblasens (blowing up) nach dem Dämpfen (damping down) ein, um die Ofenwand im Bereich des Gichtgas auslasses zu schützen. Der Grobteilchen-Staubabscheider (coarse particle dust catcher) enthält eine Gichtgaskühlein richtung, mit der Kühlwasser in den Staubabscheider einge spritzt werden kann. Ein Sackfilter wird als Trockenstaubent ferner verwendet. Die zweite Rohrleitung ist mit einem Druck reduzierventil versehen.

Beim Betrieb einer solchen Energierückgewinnungseinrichtung wird das Gichtgas, in das Wasserdampf und/oder Wasser durch die Einspritzeinrichtung in Verbindung mit dem Heißblasen des Ofens eingeführt wurde, zum Grobteilchen-Staubabscheider und zum Sackfilter geleitet, wobei das Absperrventil geschlossen ist und das Reduzierventil der zweiten Rohrleitung zu einem gewünschten Öffnungsgrad geregelt ist, um den Spitzendruck des Ofens zu regeln. Wenn der Ofen nach dem Heißblasen in seinen normalen Betrieb übergeht, wird das Absperrventil geöffnet und das Ofengichtgas der Trocken-Gichtdruck-Rückgewinnungsturbine über den Grobteilchen-Staubabscheider und den Sackfilter zuge führt. Das Gichtgas wird von der Turbine zu dem Gasreiniger weitergeleitet.

Im Fall des Durchblasens (blow through) haben die Gichtgase vom Ofen höhere Temperaturen und ihr Volumen ist ungefähr 20% größer als während des Normalbetriebs. Wenn solche abnormalen Bedingungen festgestellt werden, wird die Gichtgaskühleinrich tung betätigt, um Kühlwasser in das Gichtgas einzuspritzen, so daß das Gichtgas gekühlt wird.

Gemäß der vorbeschriebenen Anordnung nach dem Stand der Tech nik ist es notwendig, daß eine Zunahme von etwa 20% des Gichtgasvolumens aus dem Ofen im Falle eines Durchblasens bei der Dimensionierung der Kapazitäten für den Grobteilchen- Staubabscheider, die Gichtgaskühleinrichtung und den Sackfil ter bei der Planung und Konstruktion für die Energierückge winnungsvorrichtung berücksichtigt werden muß. Dies bedeutet natürlich, daß die Vorrichtung groß in der Ausdehnung ist.

Eine andere Schwierigkeit bei der Anordnung gemäß dem Stand der Technik besteht darin, daß im Zustand des Heißblasens nach dem Dämpfen bzw. Abfahren, der Feuchtigkeitsinhalt des Gicht gases erhöht ist wegen der Zufuhr des Wasserdampfs und/oder Wassers in das Gas durch die Wasserdampf- und/oder Wasserein blaseinrichtung. Der erhöhte Feuchtigkeitsgehalt kann leicht im Sackfilter kondensieren, so daß der Filter verschlossen bzw. unwirksam wird oder die Standzeiten verkürzt werden.

Offenbarung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Energie rückgewinnung aus Gichtgasen eines Schachtofens so weiterzu bilden, daß sie kleiner in der Gestalt und Ausdehnung wird und daß sie so eine Anordnung aufweist, daß die Feuchte- bzw. Tau kondensation in einem Sackfilter im Zustand des Heißblasens nach dem Dämpfen (damping down) des Ofens verhindert wird, so daß der Filter weniger leicht einem Verschluß und einer Redu zierung der Standzeit unterworfen ist.

Um diese Aufgabe zu lösen, schlägt die Erfindung eine Vorrich tung zur Energierückgewinnung aus Gichtgasen eines Schacht ofens vor, die eine erste Rohrleitung enthält, die von einem Gichtgasausgang eines Schachtofens zu einem Gasreiniger über einen Grobteilchen-Staubabscheider, einen Trocken-Staubent ferner, ein Absperrventil und eine Trocken-Gichtdruck-Rückge winnungsturbine führt, und die eine zweite Rohrleitung ent hält, die den Staubentferner und den Gasreiniger verbindet, und die eine Bypassrohrleitung umfaßt, die geeignet ist, mit dem Gichtgasausstoß im Zustand des Heißblasens nach einem Dämpfen des Ofens und mit einem zusätzlichen Gichtgasausstoß im Falle eines Durchblasens zu verfahren, wobei diese Bypass rohrleitung diesen Gichtgasauslaß und diesen Gasreiniger ver bindet mit einem Naßreiniger (scrubber) dazwischen, wobei der Naßreiniger ein Durchflußregelventil enthält.

Nach dieser Anordnung wird das Gichtgas vom Ofen im Zustand des Heißblasens nach dem Dämpfen durch die Bypassrohrleitung geleitet, indem das Absperrventil geschlossen wird, so daß das Gichtgas durch den Naßreiniger behandelt wird, während der Ofendruck durch das Durchflußregelventil des Naßreinigers reguliert wird. Das so behandelte Gas wird dann dem Gasreini ger zugeführt. Wenn der Nach-Dampfzustand (post damping down stage) des Heißblasens vorbei ist, wird das Absperrventil ge öffnet und das Durchflußregelventil geschlossen, wobei die Vorrichtung in ihren Normalbetriebszustand übergeht, indem Gichtgas vom Ofen durch den Grobteilchen-Staubabscheider und anschließend durch die Trocken-Gichtdruckrückgewinnungsturbine zur Weiterleitung an den Gasreiniger geführt wird. Im Falle eines Durchblasens wird das Regelventil des Naßreinigers ge öffnet, um einem zusätzlichen Gichtgasausstoß den Durchgang durch die Bypassrohrleitung zu ermöglichen, so daß das Gas durch den Naßreiniger behandelt wird, wobei das Gas dann zum Gasreiniger geführt wird.

Daher beinhaltet der Betrieb der Vorrichtung keine Zuführung von irgendeinem Gichtgas zum Trocken-Staubentferner, das einen hohen Feuchtigkeitsgehalt wegen des eingespritzten Wasser dampfs und/oder Wassers während des Heißblasens nach dem Dämpfen enthält. Dies verhindert die Möglichkeiten des Zu setzens des Filters und der Reduzierung seiner Standzeit, der der Staubentferner andernfalls ausgesetzt sein würde. Weiter besteht keine Möglichkeit im Falle irgendeines Durchblasens für das Gichtgas in den Grobteilchen-Staubabscheider und den Trocken-Staubentferner mit einer höheren Durchflußrate als während des Normalbetriebs zu gelangen. Daher ist es nicht notwendig, die entsprechenden Kapazitäten des Grobteilchen- Staubabscheiders, der Gichtgas-Kühleinrichtung und des Trocken-Staubentferners auf der Basis der Durchflußrate des Gichtgases im Falle eines Durchblasens zu dimensionieren. Ent sprechend können der Staubabscheider, die Gichtgas-Kühlein richtung und der Staubentferner kleiner in ihrer Gestalt und Ausdehnung gemacht werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die einzige Fig. der Zeichnung stellt ein schematisches Block diagramm einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Energie rückgewinnung aus Gichtgasen eines Schachtofens gemäß der Er findung dar.

Ausführliche Beschreibung eines bevorzugten Ausführungs beispiels.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun im einzelnen mit Bezug auf die entsprechenden Zeichnungen beschrieben. Mit Be zugszeichen 1 ist ein Schachtofen bezeichnet mit einer Wasser dampf- und/oder Wassereinspritzvorrichtung 2, die im Zustand des Heißblasens nach einem Dämpfen Wasserdampf und/oder Wasser in die Gichtgase einspritzt, um die Ofenwand im Bereich des Gichtgasausgangs im oberen Bereich des Ofens zu schützen. Eine Gichtgasleitung 4 am Ofenausgang ist mit ihrem unteren Ende mit dem oberen Bereich des Ofens 1 (Gicht) verbunden. Am unte ren Ende der Leitung 4 ist ein Druckfühler 3 A zur Feststellung des Gichtgasdruckes und ein Temperaturfühler 3 B zur Fest stellung der Gastemperatur angebracht. Das Bezugszeichen 5 be zeichnet einen Grobteilchen-Staubabscheider, mit dem die Gichtgasleitung 4 mit ihrem Vorderende verbunden ist und der eine Gichtgas-Kühlvorrichtung 9 aufweist, die aus einem Tank 6, einer Wasserpumpe 7 und einer Wassereinspritzdüse 8 be steht. Diese Kühlvorrichtung 9 ist so ausgeführt, daß dann, wenn der Temperaturfühler 3 B einen Temperaturanstieg über einen bestimmten Punkt feststellt, die Einrichtung 9 Kühl wasser in das Gichtgas im Grobteilchen-Staubabscheider 5 sprüht, so daß das Gichtgas auf die bestimmte Temperatur abge kühlt wird, sowohl durch die Hitzeübertragung auf das Kühl wasser und durch die Verdampfungswärme. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet einen Sackfilter, der als Trocken-Staubentferner dient und an den eine Gasleitung 11 vom Staubabscheider 5 an geschlossen ist und der jeden Staub entfernt, der vom Staubab scheider 5 noch übriggelassen wurde. Eine Sackfilter-Gaslei tung 13 vom Sackfilter 10 ist an eine Trocken-Gichtdruck-Rück gewinnungsturbine 12 angeschlossen, die einen elektrischen Generator 14 antreibt. Die Sackfilter-Gasleitung 13 ist mit einem dazwischenliegenden, ersten Absperrventil 15, einem Not abschaltventil 16 und einem Druckregelventil 17 versehen. Das Bezugszeichen 18 bezeichnet einen Gasreiniger, an den eine Turbinengasleitung 19 von der Turbine 12 angeschlossen ist und der durch Auswaschen giftige Gase, wie z. B. Hydrogenchlorid, entfernt, die im Gichtgas enthalten sind. Der Gasreiniger 18 verringert ebenfalls die Temperatur des Gichtgases auf einen Temperaturbereich, den eine Leitung stromab des Reinigers 18 aushalten kann. Die Turbinengasleitung 19 ist dazwischenlie gend mit einem zweiten Absperrventil 20 versehen. Eine Tur binenbypassleitung 21, die als zweite Rohrleitung dient, ver bindet die stromauf liegende Seite des ersten Absperrventils 15 in der Sackfilter-Gasleitung 13 und die stromab liegende Seite des zweiten Absperrventils 20 der Turbinengasleitung 19. Die Turbinenbypassleitung 21 ist dazwischenliegend mit einem Membranventil 22 (septum valve) als Druckreduzierventil ver sehen. Das Gichtgas, das im Gasreiniger 18 gereinigt wurde, wird zu einem Gasbehälter 25 durch eine Gasbehälterführungs leitung 24 transportiert, die mit einem Wasserdichtventil 23 versehen ist.

Eine Gichtgasbypassleitung 31, die von der Gichtgasleitung 4 am Ofenausgang abzweigt, ist mit der Turbinengasleitung 19 zwischen der stromauf liegenden Seite des Gasreinigers 18 und der stromab liegenden Seite der Turbinenbypassleitung 21 ver bunden. Die Bypassleitung 31 ist dazwischenliegend mit einem Venturi-Naßreiniger 32 versehen, der mit Wasser grobe Teilchen aus dem Gichtgas auswäscht. Dieser Venturi-Naßreiniger 32 um faßt ein Drosselventil 33, das in der Lage ist, den Spitzen druck zu regeln, indem der Öffnungsgrad im Zustand des Heiß blasens nach einem Dämpfen eingestellt wird und der ebenfalls in der Lage ist, die Durchflußrate eines zusätzlichen Gicht gasausstoßes im Falle eines Durchblasens zu regeln. Mit dem Bezugszeichen 33 a ist ein Regler für das Drosselventil 33 ge zeigt.

Die Betriebsweise der Vorrichtung wird nun erklärt: Im Zustand des Heißblasens nach einem Dämpfen wird das Heißblasen durch den Druckfühler 3 A festgestellt und das Druckregelventil 17 und das Membranventil 22 werden in ihre vollständig ge schlossene Stellung gebracht. Weiter wird das Drosselventil 33 des Venturi-Naßreinigers 32 geregelt, um den Spitzendruck des Ofens 1 zu regulieren. Das Gichtgas, in das Wasserdampf und/ oder Wasser durch die Einspritzeinrichtung 2 eingespritzt wird, wird durch die Gichtgasleitung 4 am Ofenausgang und die Gichtgasbypassleitung 21 geleitet und zum Venturi-Naßreiniger 32 geführt, indem das Gichtgas einer Wasserberieselung zur Entfernung von Staub ausgesetzt ist. Das Gichtgas wird vom Naßreiniger 32 zum Gasreiniger 18 über die Turbinengasleitung 19 und dann zum Gasbehälter 25 weitergeleitet.

Wenn der Prozeß des Heißblasens soweit fortgeschritten ist, bis die Wasserdampf- und/oder Wassereinspritzung aus der Ein spritzvorrichtung 2 wesentlich reduziert oder gestoppt ist, wird das Druckregelventil 17 allmählich geöffnet und das Drosselventil 33 geschlossen. Dann wird das Gichtgas zum Grob teilchen-Staubabscheider 5, dem Sackfilter 10 und der Trocken- Gichtdruck-Rückgewinnungsturbine 12 geleitet und so geht die gesamte Einrichtung in ihre normale Betriebsweise über. Während des Betriebs der Einrichtung werden das Membranventil 22 und das Druckregelventil 17 zur Regelung des Spitzendrucks eingestellt.

lm Falle des Durchblasens steigt der Gichtgasausstoß um etwa 20% und die Temperatur des Gases steigt etwa auf 600 bis 800°C. Wenn der Temperaturfühler 3 B einen solchen Temperatur anstieg feststellt, wird das Drosselventil 33 des Venturi-Naß reinigers 32 geöffnet und der zusätzliche Gasausstoß wird über die Gichtgasbypassleitung 31 zum Venturi-Naßreiniger 32 für eine dortige Behandlung geleitet. Das dort behandelte Gas wird an den Gasreiniger 18 geleitet. Der Rest des Gichtgases wird durch Kühlwasser gekühlt, das durch die Gichtgas-Kühleinrich tung 9 im Grobteilchen-Staubabscheider 5 eingespritzt wurde, und wird dann zur Gichtdruck-Rückgewinnungsturbine 12 durch den Sackfilter 10 transportiert. Daher ist die Menge des Gichtgases zur Kühleinrichtung 9 und dem Sackfilter 10 nicht verschieden von der Menge im Falle eines Normalbetriebs, was eine beachtliche Verringerung der Gichtgasbeanspruchung be deutet, verglichen mit dem Fall, wo eine herkömmliche Vor richtung verwendet wird.

Claims

1. Vorrichtung zur Energierückgewinnung aus Gichtgasen eines Schachtofens (1),
dadurch gekennzeichnet,
daß eine erste Rohrleitung (4) von einem Gichtgasausgang des Schachtofens (1) zu einem Gasreiniger (18) über einen Grobteilchen-Staubabscheider (5) (coarse particle dust catcher), einen Trocken-Staubentferner (10) (dry type dust remover), ein Absperrventil (15) und eine Trocken- Gichtdruck-Rückgewinnungsturbine (12) (dry type top pressure recovery turbine) führt und
daß eine zweite Rohrleitung den Staubentferner (10) und den Gasreiniger (18) verbindet,
daß eine Bypassrohrleitung (31) vorgesehen ist, die ge eignet ist, mit einem Gichtgasausstoß im Zustand des Heiß blasens (blowing up) nach einem Dämpfen (damping down) des Ofens (1) zu verfahren und mit einem zusätzlichen Gichtgasausstoß im Falle eines Durchblasens (blow through) zu verfahren wobei diese Bypassrohrleitung (31) diesen Gichtgasauslaß und diesen Gasreiniger (18) mit einem da zwischenliegenden Naßreiniger (32) (scrubber) verbindet, wobei der Naßreiniger (32) ein Durchflußregelventil (33) enthält.