NO121215B

NO121215B -

Info

Publication number: NO121215B
Application number: NO166055A
Authority: NO
Inventors: F Woodhead
Original assignee: Carves Simon Ltd
Priority date: 1965-12-22
Filing date: 1966-12-19
Publication date: 1971-02-01
Also published as: FR1505947A; GB1161489A; CH467864A; BE691656A; US3428117A; SE305663B

Description

Apparat for kjøling av hete avgasser.

Foreliggende oppfinnelse vedrører et apparat for kjøling av hete avgasser.

Ved f. eks. omdanning av råjern til stål oksyderes visse ele-menter inkludert karbon, fosfor, silicium og mangan ved at det blåses oksygen gjennom materialet i en konverter, og oksydasjonsproduktene fjernes som slagg eller avgasser. De hete avgasser inneholder karbon-monoksyd og suspendert støv med jernoksyd, kalsiumoksyd og alagg, og konsentrasjonen av suspendert støv reduseres ved at gassen føres gjennom en elektroutfeller. For å få en økonomisk elektroutfelling er det nødvendig å kjøle gassene først.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en innretning beregnet for bruk ved kjøling av hete avgasser ved stålfremstilling.

Det er kjent innretninger for kjøling av hete avgasser fra stålkonvertere eller lignende, hvilke innretninger er forsynt med t?o innbyrdes forbundne varmevekslere, idet det er anordnet organ som forbinder de to varmevekslere slik at varmevekslermediet kan gå fra den første til den andre varmeveksler og tilbake.

Fra britisk patentskrift nr. 995.631 er det eksempelvis kjent et system hvor varmen i kjølemidlet utnyttes i en sentralfyring eller lignende systemer, og hvor det forefinnes en varmeakkumulator mellom den varmeabsorberende krets og den varmeavgivende krets.

Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å tilveiebringe et for-enklet anlegg, og dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at den andre varmeveksler utføres luftkjølt, hvorved man minimaliserer behovet for styre- og kontrollutstyr.

Ifølge oppfinnelsen er det således tilveiebragt en innretning for kjøling av hete avgasser fra stålkonvertere eller lignende, med to innbyrdes forbundne varmevekslere, idet det er anordnet rørledninger som forbinder de to varmevekslere slik at varmevekslermediet kan gå fra den første til den andre varmeveksler og tilbake, hvor den første varmeveksler som er innrettet for utveksling av varme mellom de hete gasser og et kaldere vandig fluidum, består av et mantellegeme hvorigjennom de hete gasser kan føres, og flere rør montert i mantellegemet langs mantelens innervegg, hvilken innretning er kjennetegnet ved at den andre varmeveksler som er innrettet for utveksling av varme mellom det vandige fluidum og en luftstrøm, med avlevering av luftstrømmen til atmosfæren, består av et hus med en åpen nedre ende og en åpen øvre ende, og med flere rør montert ved husets nedre ende.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil gå frem av kravene. Oppfinnelsen skal forKlares nærmere under henvisning til to

foretrukne utførelseseksempler under henvisning til tegningene.

Fig. 1 viser et oppriss av et stålfremstillingsanlegg med utstyr ifølge oppfinnelsen.

Fig. 2 viser et snitt etter linjen II - II i fig. 1.

Fig. 3 viser et oppriss av et annet stålfremstillingsanlegg

med utstyr ifølge oppfinnelsen.

Det første anlegg (fig. 1 og 2) omfatter en konverter 10 med oksygeninnblåsning for fremstilling av stål fra råjern og et apparat for kjøling av de hete avgasser fra konverteren 10 uten gjenvinnelse av varmen. Apparatet består av et rammestativ 11 som bærer en første varmeveksler 12 beregnet for varmeutveksling mellom hetgassen fra konverteren 10 og kaldere vann. Over varmeveksleren 12 forefinnes det nok en varmeveksler 14 beregnet for kjøling av vannet fra varmeveksleren 12, og ledninger 16 forbinder disse to varmevekslere 12, 14 innbyrdes. Under drift av apparatet tilveiebringes det således en lukket høytrykksvannkrets, og vann som kjøles i varmeveksleren 14 returneres gjennom ledningen 16 til varmeveksleren 12 for gjentatt varmeutveksling med hetgassen.

Varmeveksleren 12 består av en vertikal mantel 18 med sirku-lært tverrsnitt, hvilken mantel strekker seg oppover fra et nivå rett over konverterens 10 åpning 20, og mantelen er åpen nederst. I mantelen 18 er det montert flere langsgående rør 22 langs mantelens indre vegg 24. De nedre endedelene til rørene 22 fører til et samlerør 26, og de øvre endedeler fører til et samlerør 28. Under drift av apparatet vil avkjølt vann fra varmeveksleren 14 strømme oppover gjennom rørene 22 og oppta varme fra avgassene som går fra åpningen 20 og oppover gjennom mantelen 18. Gassene som forlater åpningen 20 inneholder karbon-monoksyd, og denne brennes av i mantelen 18, idet luft for forbrenningen går inn ved mantelens 18 nedre ende. Den maksimale temperatur på gassen etter brenningen er f. eks. ca. l650°C. Fra mantelen 18 går den avkjølte gass inn i en ledning 30 som fører til en sprøytekjøler for videre kjøling av gassen, og deretter går gassen til en ikke vist elektroutfeller som er anordnet for fjerning av støv og lignende fra gassene før de går ut i atmosfæren. Når gassen går inn i ledningen 30, er dens temperatur f. eks. et sted mellom 150 og 250°C. I et nødstilfelle kan gassen slippes rett ut i atmosfæren gj.en-nom ledningen 32 som kontrolleres, av klaff ventilen 34.

Varmeveksleren 14 består av et hus 36 med en lav nedre del 38, en oppover konvergerende del 40 og en smalere avlang øvre del 42. Huset 36 er åpent i den nedre ende og i den øvre ende. I den nedre lave del 38 er det montert flere horisontale rør 44, og i delen 42 er det montert en vifte 47. Til venstre (fig. 1) går rørene 44 inn i et samlerør 46, og til høyre går rørene 44 inn i et samlerør 48. Under drift av apparatet vil vann fra beholderen 56 strømme gjennom rørene 44, fra manifolden 46 til manifolden 48 og kjøles ved at luft suges forbi rørene ved hjelp av viften 47.

Ledningssystemet 16 omfatter en ledning 50 som fører fra samlerøret 48 til samlerøret 26 via en pumpe 52, og videre finnes det en ledning 54 som går fra samlerøret 28 til samlerøret 46 via en ek-spansjonstank 56. I de tilfelle hvor den naturlige vannsirkulasjon

er tilstrekkelig, kan man eventuelt gi avkall på pumpen 52.

Det andre anlegg, som er vist i fig. 3, tilsvarer for en stor del anlegget i fig. 1, og skal her bare forklares i den utstrekning det adskiller seg fra dette.

Kjøleutstyret ved dette anlegg omfatter en varmeveksler 112,

en varmeveksler 114, et ledningssystém 116, en pumpe 152 og en ekspansjonsbeholder 156 som korresponderer med de respektive innretninger 12, 14, 16, 52 og 56 i fig. 1. Varmeveksleren 112 har rør 122 som tilsvarer rørene 22, men under drift av dette anlegg tilveiebringes det damp i rørene 122' og en damp-vannblanding går fra rørene 122 til beholderen 156 hvor damp og vann adskilles. Beholderen 156 virker altså ved dette anlegg som en faseseparator. Fra beholderen 156 går mettet damp til varmeveksleren 114 hvor den kondenseres og returneres til beholderen 156.

Varmeveksleren 114 har flere rør 144 tilsvarende rørene 44 i fig. 1, og disse rør strekker seg mellom samlerørene 146 og 148 som tilsvarer de førnevnte samlerør 46, 48. Beholderen 156 er anordnet under samlerøret 148, og rørene 144 skrår nedover mot venstre (fig. 3) fra samlerøret 146 til samlerøret 148, dvs. i retning mot beholderen 156.

Under drift av apparatet går mettet damp inn i samlerøret

146 og vann kondenseres i rørene' 144 og strømmer av seg selv ned i beholderen 156 under vannivået i denne.

Ledningssystemet 116 omfatter en ledning 158 som går fra toppen av beholderen 156 til samlerøret 146, og en ledning l60 som via en styreventil 162 går fra samlerøret 148 til beholderen 156.

Styreventilen 162 tjener til regulering av damptrykket. Åpning av ventilen 162 foretas i samsvar med trykkforskjellen mellom dampen i beholderen 156 og i samlerøret 146, dvs. at hvis f. eks. trykkfallet øker over en bestemt verdi vil en åpning av ventilen 162 tillate en større fluidumstrøm gjennom rørene 144 hvorved kjøleeffek-ten til varmeveksleren 114 økes slik at trykkfallet går tilbake til den krevede verdi.

Også ved dette anlegg kan man dersom forholdene ellers ligger til rette, gi avkall på pumpen 152.

Claims

1. Innretning for kjøling av hete avgasser fra stålkonvertere eller lignende, med to innbyrdes forbundne varmevekslere, idet det er

anordnet rørledninger som forbinder de to varmevekslere slik at varmevekslermediet kan gå fra den første til den andre varmeveksler og tilbake, hvor den første varmeveksler (12) som er innrettet for utveksling av varme mellom de hete gasser og et kaldere vandig fluidum, består av et mantellegeme (18) hvorigjennom de hete gasser kan føres, og flere rør (22) montert i mantellegemet langs mantelens innervegg, karakterisert ved at den andre varmeveksler (14) som er innrettet for utveksling av varme mellom det vandige fluidum og en luftstrøm, med avlevering av luftstrømmen til atmosfæren, består av et hus (36) med en åpen nedre ende og en åpen øvre ende, og med flere rør (44) montert ved husets (36) nedre ende.

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at den andre varmeveksler (14) er forsynt med en vifte (47) inne i huset (36) nær husets øvre ende, for tilveiebringelse av luftstrømmen gjennom den andre varmeveksler og utblåsing av luften til atmosfæren.

3. Innretning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at forbindelsesrørledningene (16) innbefatter en ekspansjonsbeholder (56) og en pumpe (52).

4. Innretning ifølge et av kravene 1 - 3 og av den type hvor den andre varmeveksler (114) er beregnet for kondensering av damp som dan-nes i den første varmeveksler (112), karakterisert ved at det mellom de to varmevekslere er anordnet en faseskiller i form av en ekspansjonsbeholder (156), ledninger som forbinder den første varmeveksler (112) med ekspansjonsbeholderen (156) og forbinder ekspansjonsbeholderen (156) med den andre varmeveksler (114), for føring av det vandige fluidum mellom disse, ved at varmevekslerrørene (144) i den andre varmeveksler (114) er skråttstilt relativt horisontalen og i de øvre ender er samlet i et samlerør (146) som mottar damp fra ekspan-sj onsbeholderen (156) gjennom en ledning (158) som forbinder den øvre del av ekspansjonsbeholderen (156) med samlerøret (146) ved varmeveks-lerrørenes (144) øvre ender, idet en ledning (l60) forbinder den nedre del av ekspansjonsbeholderen (156) med de nedre ender av de skråttstilte varmevekslerrør (144), for føring av kondensert damp, og ved at det er anordnet en styreventil (162) i den sistnevnte ledning (160), for regulering av strømmen av kondensert damp fra de skråttstilte varme-vekslerrør (144), hvilken ventil reagerer på et trykkfall mellom dampen i ekspansjonsbeholderen og dampen i samlerøret (146).

5. Innretning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at mantellegemet i den første varmeveksler (12; 112) er forsynt med en utløpsledning (30) for opptak av den nedkjølte gass fra varmeveksleren. Anførte publikasjoner: Britisk patent nr. 629.298, 664.098, 707.291, 890.869, 995.631