EP0135667A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Absenkung des Druckes in den Gichtbunkern eines Hochofens auf nahezu Atmosphärendruck bei gleichzeitiger Rückgewinnung des Gichtgases - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Absenkung des Druckes in den Gichtbunkern eines Hochofens auf nahezu Atmosphärendruck bei gleichzeitiger Rückgewinnung des Gichtgases Download PDF

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EP0135667A2 EP84105481A EP84105481A EP0135667A2 EP 0135667 A2 EP0135667 A2 EP 0135667A2 EP 84105481 A EP84105481 A EP 84105481A EP 84105481 A EP84105481 A EP 84105481A EP 0135667 A2 EP0135667 A2 EP 0135667A2
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Peter Dr.-Ing. Heinrich
Werner Dipl.-Ing. Rettweiler
Hans Dipl.-Ing. Krämer
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MAN Gutehoffnungshutte GmbH
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/007—Controlling or regulating of the top pressure

Definitions

  • the invention relates to a method for lowering the pressure in the top bunkers of blast furnaces to almost atmospheric pressure with residual relaxation via silencers into the atmosphere with simultaneous recovery of the top gas.
  • DE-PS 30 26 019 describes a method and a device in which the expansion of the top gas from the top bunker takes place automatically in a first step due to the prevailing pressure. In a second process step, the remaining amount of the gas is then sucked off with the aid of an ejector and fed to the clean gas network. The pressure in the gout bunkers can be reduced to atmospheric pressure.
  • a disadvantage of this process is that the gas released in the first process step is only roughly pre-cleaned, so that its dust content increases that of the clean gas.
  • the same also applies to the second process step, which is only made possible by the fact that clean gas with a high pressure level is available between the first gas cleaner and the top pressure control valve for operating the ejector.
  • This constellation does not exist in modern gas cleaning systems (e.g. type Bischoff).
  • the gem. DE-PS 30 26 019 proposed device with respect to lines and fittings very expensive and also requires complex measurement and control technology for switching from the first to the second process step.
  • the system also works with an ejector in accordance with USSR copyright certificate No. 761 567 from 1977.
  • the pressure is released in two steps and via two separate line systems.
  • the pressure in the gout bunker is reduced via an inclined line, which is equipped with water injection for gas purification purposes.
  • the system switches to the second pipeline system, which also consists of an inclined line with water injection, but is also connected to a vacuum tank.
  • This vacuum tank is brought to a pressure below atmospheric pressure by the continuous operation of a steam jet ejector and thus allows the pressure in the top bunkers to be reduced to atmospheric pressure if the vessel pressures and sizes are suitably matched.
  • a method and a device have also become known, in which the gas to be recovered from the top bunkers enters a U-shaped buffer container which is open to the atmosphere. On the way there, the gas is cleaned by water injection. After the expansion process has ended, the gas stored in the U-container is brought to the pressure of the clean gas network and supplied to it. It is advantageous in this embodiment that the pressure is reduced to atmospheric pressure without further mechanical devices. However, it is disadvantageous that ignitable gas / air mixtures can form as a result of free contact with the atmosphere, and that the gas must be brought back to clean gas network pressure.
  • the object of the present invention is to avoid the disadvantages of the above-described methods and devices and to strive for an uncomplicated, reliable system for recovering the gases from the gout bunkers.
  • the weight of the floating container is adjusted so that there is a pressure inside that is slightly above the pressure in the clean gas network.
  • the relaxed gases can be cleaned both in the pipe system in front of the swimming tank and in this itself by spraying water.
  • the separated dust is deposited in sludge form on the bottom part of the floating tank.
  • the swimming tank is monitored by a simple level control. This ensures that the supply of gas to the clean gas network is interrupted when the swimming tank is at its minimum level. On the other hand, if it is at its maximum level, the further gas supply to the swimming pool is interrupted and gas still present is released into the atmosphere in a conventional manner via silencers for relaxation.
  • the termination of the relaxation is detected either via the ⁇ p measurements 1a or 2a in the gout bunkers 1 or 2 or via time control.
  • valve 6 in the expansion line 3 closes.
  • the valve in the blow-off line 24 to the atmosphere opens for residual relaxation.
  • the valve 18 in the connecting line 17 opens from the swimming tank to the clean gas network, as a result of which gas is fed into the clean gas network.
  • the valve 18 closes as soon as the floating roof 8 of the floating container 7 has reached its minimum position and the minimum limit switch 12 gives a signal or a next relaxation process is initiated.
  • the maximum limit switch 11 reports that the maximum position of the floating roof has been reached.
  • the valve 6 in the expansion line 3 closes and opens the valve in the blow-off line 24 to the atmosphere.
  • the cleaning of the relaxed gases is carried out in the swimming tank 7.
  • a pump 14 is used via the pipeline 13 Water is sprayed in using the spray nozzles 15, which are arranged below the floating roof 8. The separated dust collects on the bottom part 9 of the floating container and is drawn off via the sludge discharge 16.
  • cleaning the gases in the swimming tank instead of cleaning the gases in the swimming tank, alternatively or additionally, cleaning the gases in the pipe system in front of the swimming tank, i.e. in the relaxation line.

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Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Absenkung des Druckes in den Gichtbunkern (1, 2) von Hochöfen auf nahezu Atmosphärendruck mit Restentspannung über Schalldämpfer in die Atmosphäre bei gleichzeitiger Rückgewinnung des Gichtgases, wobei die entspannte Gasmenge in einem Schwimmbehälter (7) zwischengespeichert und in diesem von Staub gereinigt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Absenkung des Druckes in den Gichtbunkern von Hochöfen auf nahezu atmosphärischen Druck mit Restentspannung über Schalldämpfer in die Atmosphäre bei gleichzeitiger Rückgewinnung des Gichtgases.
  • Moderne Hochöfen arbeiten mit Gasdrücken von 1,5 - 2,5 bar Überdruck an der Gicht. Das Einschleusen der Möllerstoffe geschieht über gasdichte Kammern, die sogenannten Gichtbunker. Nach dem Einfüllen der Möllerstoffe in die Gichtbunker muß der Gasdruck in diesen auf den Wert des Gasdruckes im Ofen erhöht werden, bevor durch Öffnen der unteren Verschlußmechanismen die Möllerstoffe in den Ofen eingefüllt werden können. Nach beendetem Einfüllvorgang werden üblicherweise die unteren Verschlußmechanismen wieder geschlossen und der Gasdruck in den Gichtbunkern durch Entspannen in die Atmosphäre auf Atmosphärendruck reduziert. Hierdurch geht nicht nur der Heizwert des Gichtgases verloren, sondern es entstehen auch erhebliche Staub- und Geräuschbelästigungen.
  • Verschiedene Erfinder haben sich deshalb in letzter Zeit bemüht, Verfahren und Vorrichtungen zu entwickeln, die neben einer Rückgewinnung dieses Gichtgases auch die Staub- und Geräuschentwicklungen in Grenzen halten.
  • In der DE-PS 30 26 019 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, bei denen die Entspannung des Gichtgases aus dem Gichtbunker in einem ersten Verfahrensschritt selbsttätig aufgrund des herrschenden Druckes erfolgt. In einem zweiten Verfahrensschritt wird dann die Restmenge des Gases mit Hilfe eines Ejektors abgesaugt und dem Reingasnetz zugeführt. Der Druck in den Gichtbunkern kann herbei bis auf Atmosphärendruck abgesenkt werden.
  • Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß das im ersten Verfahrensschritt entspannte Gas nur grob vorgereinigt wird, so daß sein Staubgehalt den des Reingases erhöht. Das gleiche gilt auch für den zweiten Verfahrensschritt, der nur dadurch ermöglicht wird, daß zum Betrieb des Ejektors Reingas mit hohem Druckniveau zwischen dem ersten Gasreiniger und dem Gichtdruckregelventil zur Verfügung steht. Diese Konstellation ist bei modernen Gasreinigungsanlagen (z.B. Typ Bischoff) nicht gegeben. Darüber hinaus ist die gem. DE-PS 30 26 019 vorgeschlagene Vorrichtung hinsichtlich Leitungen und Armaturen sehr aufwendig und erfordert auch für die Umschaltung vom ersten auf den zweiten Verfahrensschritt aufwendige Meß- und Regeltechnik.
  • Ebenfalls mit einem Ejektor arbeitet das System gemäß UdSSR-Urheberschein Nr. 761 567 von 1977. Auch hier erfolgt die Entspannung in zwei Teilschritten und über zwei separate Leitungssysteme. Zunächst wird der Druck im Gichtbunker über eine schrägliegende Leitung, die zu Zwecken der Gasreinigung mit einer Wassereindüsung ausgestattet ist, abgebaut. Nach Erreichen des Reingas-Netzdruckes in den Gichtbunkern wird auf das zweite Rohrleitungssystem umgeschaltet, das ebenfalls aus der schrägliegenden Leitung mit Wassereindüsung besteht, zusätzlich aber mit einem Unterdruckbehälter verbunden ist. Dieser Unterdruckbehälter wird durch kontinuierlichen Betrieb eines Dampfstrahlejektors auf einen Druck unterhalb Atmosphärendruck gebracht und ermöglicht so bei geeigneter Abstimmung der Gefäßdrücke und -größe den Abbau des Druckes in den Gichtbunkern auf Atmosphärendruck. Vorteilhaft im Vergleich zu der DE-PS 30 26 019 ist hier, daß eine weitgehende Reinigung des Gases aus den Gichtbunkern vorgesehen ist. Andererseits ist aber nachteilig, daß der Dampf zum Betrieb des Ejektors in das Reingas gelangt und dessen Heizwert vermindert. Zu berücksichtigen sind auch die Kosten für diesen Dampf. Schließlich ist auch diese Einrichtung von den Rohrleitungen, den Armaturen und der Meß- und Regeltechnik her aufwendig.
  • Es sind ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt geworden, bei denen das rückzugewinnende Gas aus den Gichtbunkern in einen U-förmigen, zur Atmosphäre hin offenen Puffer-Behälter gelangt. Auf dem Wege dorthin wird das Gas durch Wassereindüsung gereinigt. Nach Beendigung des Entspannungsvorgangs wird das im U-Behälter gespeicherte Gas auf den Druck des Reingasnetzes gebracht und diesem zugeführt. Vorteilhaft bei dieser Ausführungsart ist, daß der Druckabbau ohne weitere mechanische Einrichtungen bis auf Atmosphärendruck erfolgt. Nachteilig ist jedoch, daß sich hierbei durch den freien Kontakt zur Atmosphäre zündfähige Gas/Luftgemische bilden können, und daß das Gas wieder auf Reingasnetzdruck gebracht werden muß.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile der vorstehend geschilderten Verfahren und Vorrichtungen zu vermeiden und ein unkompliziertes, betriebssicheres System zur Rückgewinnung der Gase aus den Gichtbunkern anzustreben.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die entspannte Gasmenge aus den Gichtbunkern in einem Schwimmbehälter zwischengespeichert und in diesem von Staub gereinigt wird. Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Gewichtsbelastung des Schwimmbehälters wird so eingestellt, daß im Inneren ein Druck herrscht, der geringfügig.über dem Druck im Reingasnetz liegt. Die Reinigung der entspannten Gase kann sowohl im Leitungssystem vor dem Schwimmbehälter wie auch in diesem selbst durch Sprühen von Wasser erfolgen. Der abgeschiedene Staub wird in Schlammform am Bodenteil des Schwimmbehälters abgeschieden. Die Überwachung des Schwimmbehälters erfolgt durch eine einfache Niveaukontrolle. Diese sorgt dafür, daß die Abgabe von Gas ins Reingasnetz unterbrochen wird, wenn der Schwimmbehälter sich auf seinem Minimum-Niveau befindet. Befindet er sich andererseits auf seinem Maximum-Niveau, wird die weitere Gaszufuhr zum Schwimmbecken unterbrochen und zur Entspannung noch anstehendes Gas in konventioneller Weise über Schalldämpfer in die Atmosphäre abgelassen.
  • Die Vorteile der beschriebenen Erfindung liegen im folgenden:
    • a) einfache Rohrleitungsführung, wenig Armaturen, einfache Meß- und Regeltechnik;
    • b) Entspannung nahezu bis auf Atmosphärendruck möglich, Verzicht auf eine komplizierte Einrichtung für die Restentspannung (Die Restentspannung erfolgt konventionell über Schalldämpfer);
    • c) Reinigung des Gases vor oder im Schwimmbehälter möglich; da im Gasbehälter nur sehr niedrige Gasgeschwindigkeiten während der Entleerung auftreten, ist letztere Möglichkeit besonders günstig;
    • d) keine Bildung zündfähiger Gas/Luftgemische, keine Nachkompression erforderlich.
  • Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel und anhand der Zeichnung näher erläutert.
  • Die Bezugsziffern der Zeichnung haben folgende Bedeutung:
    • 1 Gichtbunker
    • 2 Gichtbunker
    • 1a Δ p-Messung im Gichtbunker 1
    • 2a ß p-Messung im Gichtbunker 2
    • 3 Entspannungsleitung zwischen Gichtbunkern und Schwimmbehälter
    • 4 - 6 Ventile in der Entspannungsleitung 3
    • 7 Schwimmbehälter
    • 8 Schwimmdach
    • 9 Bodenteil des Schwimmbehälters
    • 10 Führungsrollen für Schwimmdach
    • 11 Maximum-Grenzschalter am Schwimmbehälter
    • 12 Minimum-Grenzschalter am Schwimmbehälter
    • 13 Waschleitung im Schwimmbehälter
    • 14 Pumpe
    • 15 Waschdüsen
    • 16 Schlammabzug am Bodenteil des Schwimmbehälters
    • 17 Verbindungsleitung Schwimmbehälter zum Reingasnetz
    • 18 Ventil in der Verbindungsleitung 17
    • 19 Gaswäscher
    • 20 Staubsack
    • 20a Rohgas vom Hochofen
    • 21 Fülleitung vom Gaswäscher zu den Gichtbunkern
    • 21a, b Ventile in der Fülleitung 21
    • 22 Ventil in Fülleitung
    • 23 Stickstoffzugabe in die Fülleitung
    • 24 Abblaseleitung aus der Entspannungsleitung zur Atmosphäre
    • 25 Wasserspiegel im Schwimmbehälter 7
  • Die Strömungsrichtung in den Leitungen ist durch Pfeile gekennzeichnet.
  • Die Gichtgasentspannung geht wie folgt vonstatten:
    • Ventile 21a und 21b in der Fülleitung 21 zu den Gichtbunkern 1 und 2 sind geschlossen. Die Ventile 4 oder 5 und 6 in der Entspannungsleitung 3 hinter den Gichtbunkern werden geöffnet. Das Schwimmdach 8 des Schwimmbehälters 7 schwimmt in den Führungsrollen 10 aufwärts.
  • Die Beendigung der Entspannung wird entweder über die Δ p-Messungen 1a oder 2a in den Gichtbunkern 1 oder 2 bzw. über Zeitsteuerung erfaßt.
  • Nach Ende der Entspannung schließt das Ventil 6 in der Entspannungsleitung 3. Das Ventil in der Abblaseleitung 24 zur Atmosphäre öffnet zur Restentspannung. Gleichzeitig öffnet das Ventil 18 in der Verbindungsleitung 17 vom Schwimmbehälter zum Reingasnetz, wodurch Gas in das Reingasnetz eingespeist wird.
  • Das Ventil 18 schließt, sobald das Schwimmdach 8 des Schwimmbehälters 7 seine Minimumposition erreicht hat und der Minimum-Grenzschalter 12 ein Signal gibt oder ein nächster Entspannungsvorgang eingeleitet wird.
  • Um eine Überfüllung des Schwimmbehälters 7, die auftreten könnte, wenn viele Entspannungsvorgänge kurz hintereinander gefahren werden müssen, zu vermeiden, wird das Erreichen der Maximumposition des Schwimmdaches durch den Maximum-Grenzschalter 11 gemeldet. In diesem Fall schließt das Ventil 6 in der Entspannungsleitung 3 und öffnet das Ventil in der Abblaseleitung 24 zur Atmosphäre.
  • Im Ausführungsbeispiel wird die Reinigung der entspannten Gase im Schwimmbehälter 7 durchgeführt. Zu diesem Zweck wird mittels einer Pumpe 14 über die Rohrleitung 13 Wasser mit Hilfe der Sprühdüsen 15, die unterhalb des Schwimmdaches 8 angeordnet sind, eingesprüht. Der abgeschiedene Staub sammelt sich am Bodenteil 9 des Schwimmbehälters und wird über den Schlammabzug 16 abgezogen.
  • Anstelle der Reinigung der Gase im Schwimmbehälter kann auch alternativ oder zusätzlich eine Reinigung der Gase im Leitungssystem vor dem Schwimmbehälter, d.h. in der Entspannungsleitung, erfolgen.
  • Während die Entspannungsleitung 3 und die Verbindungsleitung Schwimmbehälter zum Reingasnetz im Ausführungsbeispiel durch den offenen Boden des Schwimmdaches 8 in den Schwimmbehälter 7 einmünden und oberhalb des Wasserspiegels 25 enden, können alternativ (nicht dargestellt) diese Zu- und Abführleitungen auch von oben durch das Schwimmdach einmünden. In diesem Fall sind für die Hindurchführung der Zu- und Abführleitungen Gleitdichtungen am Schwimmdach angeordnet.

Claims (8)

1. Verfahren zur Absenkung des Druckes in den Gichtbunkern von Hochöfen auf nahezu atmosphärischen Druck mit Restentspannung über Schalldämpfer in die Atmosphäre bei gleichzeitiger Rückgewinnung des Gichtgases,
dadurch gekennzeichnet,
daß die entspannte Gasmenge in einem Schwimmbehälter (7) zwischengespeichert und in diesem von Staub gereinigt wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Gasentspannung und Gasreinigung ein Schwimmbehälter (7) vorgesehen ist, und Gewicht sowie Querschnitt des Schwimmdaches (8) des Schwimmbehälters (7) so bemessen sind, daß der Gasdruck im Schwimmbehälter (7) geringfügig über dem Druck im Reingasnetz liegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Volumen des'Schwimmbehälters (7) zur Aufnahme der entspannten Gasmenge auf mindestens zwei Gichtbunker-Entspannungen ausgelegt ist.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Position des Schwimmdaches (8) durch Grenzschalter (11, 12) überwacht wird.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Schwimmbehälter (7) und/oder in der Entspannungsleitung (3) zum Schwimmbehälter (7) das entspannte Gas durch Wassereindüsung gereinigt wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der abgeschiedene Staub vom Bodenteil (9) des Schwimmbehälters (7) über Schlammpumpen abgezogen wird.
7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Entspannungsleitung (3) und die Verbindungsleitung (17) zum Reingasnetz durch den offenen Boden des Schwimmdaches (8) in den Schwimmbehälter (7) einmünden und oberhalb des Wasserspiegels (25) enden.
8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Zuführung der Entspannungsleitung (3) und Abführung der Verbindungsleitung (17) von oben durch das Schwimmdach (8) in den Schwimmbehälter (7) zur Hindurchführung dieser Leitungen Gleitdichtungen vorgesehen sind.
EP84105481A 1983-09-28 1984-05-15 Verfahren und Vorrichtung zur Absenkung des Druckes in den Gichtbunkern eines Hochofens auf nahezu Atmosphärendruck bei gleichzeitiger Rückgewinnung des Gichtgases Expired EP0135667B1 (de)

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ATE35557T1 (de) 1988-07-15
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