NO166055B

NO166055B - Shooting range.

Info

Publication number: NO166055B
Application number: NO891730A
Authority: NO
Inventors: Eino Eelis Satokangas
Original assignee: Eino Eelis Satokangas
Priority date: 1988-04-28
Filing date: 1989-04-26
Publication date: 1991-02-11
Also published as: SE8901541D0; FI881992A; FI80520B; NO166055C; DE3914168A1; NO891730D0; FI881992A0; SE8901541L; FI80520C; NO891730L

Description

Apparat for kjøling av hete avgasser. Apparatus for cooling hot exhaust gases.

Foreliggende oppfinnelse vedrører et apparat for kjøling av hete avgasser. The present invention relates to an apparatus for cooling hot exhaust gases.

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. By e.g. converting pig iron into steel, certain elements including carbon, phosphorus, silicon and manganese are oxidized by blowing oxygen through the material in a converter, and the oxidation products are removed as slag or off-gases. The hot exhaust gases contain carbon monoxide and suspended dust with iron oxide, calcium oxide and scale, and the concentration of suspended dust is reduced by passing the gas through an electroprecipitator. To obtain an economical electrodeposition, it is necessary to cool the gases first.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en innretning beregnet for bruk ved kjøling av hete avgasser ved stålfremstilling. The purpose of the invention is to provide a device intended for use in cooling hot exhaust gases during steelmaking.

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. There are known devices for cooling hot exhaust gases from steel converters or the like, which devices are equipped with two interconnected heat exchangers, with a device connecting the two heat exchangers so that the heat exchanger medium can pass from the first to the second heat exchanger and back .

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. From British patent document no. 995,631, for example, a system is known where the heat in the coolant is utilized in a central heating or similar systems, and where there is a heat accumulator between the heat absorbing circuit and the heat emitting circuit.

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. The present invention aims to provide a simplified plant, and this is achieved according to the invention by the second heat exchanger being air-cooled, thereby minimizing the need for control and control equipment.

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. According to the invention, a device is thus provided for cooling hot exhaust gases from steel converters or the like, with two interconnected heat exchangers, pipelines connecting the two heat exchangers are arranged so that the heat exchanger medium can go from the first to the second heat exchanger and back, where the first heat exchanger, which is arranged for the exchange of heat between the hot gases and a colder aqueous fluid, consists of a mantle body through which the hot gases can be passed, and several pipes mounted in the mantle body along the inner wall of the mantle, which arrangement is characterized by the fact that the second heat exchanger which is arranged for the exchange of heat between the aqueous fluid and an air stream, with the delivery of the air stream to the atmosphere, consists of a housing with an open lower end and an open upper end, and with several pipes mounted at the lower end of the housing.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil gå frem av kravene. Oppfinnelsen skal forKlares nærmere under henvisning til to Further features of the invention will be apparent from the claims. The invention shall be explained in more detail with reference to two

foretrukne utførelseseksempler under henvisning til tegningene. preferred embodiments with reference to the drawings.

Fig. 1 viser et oppriss av et stålfremstillingsanlegg med utstyr ifølge oppfinnelsen. Fig. 1 shows an elevation of a steel manufacturing plant with equipment according to the invention.

Fig. 2 viser et snitt etter linjen II - II i fig. 1. Fig. 2 shows a section along the line II - II in fig. 1.

Fig. 3 viser et oppriss av et annet stålfremstillingsanlegg Fig. 3 shows an elevation of another steel manufacturing plant

med utstyr ifølge oppfinnelsen. with equipment according to the invention.

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. The first plant (fig. 1 and 2) comprises a converter 10 with oxygen injection for the production of steel from pig iron and an apparatus for cooling the hot exhaust gases from the converter 10 without recovery of the heat. The apparatus consists of a frame stand 11 which carries a first heat exchanger 12 intended for heat exchange between the hot gas from the converter 10 and colder water. Above the heat exchanger 12, there is another heat exchanger 14 intended for cooling the water from the heat exchanger 12, and lines 16 connect these two heat exchangers 12, 14 to each other. During operation of the device, a closed high-pressure water circuit is thus provided, and water that is cooled in the heat exchanger 14 is returned through the line 16 to the heat exchanger 12 for repeated heat exchange with the hot gas.

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. The heat exchanger 12 consists of a vertical casing 18 with a circular cross-section, which casing extends upwards from a level directly above the opening 20 of the converter 10, and the casing is open at the bottom. In the casing 18, several longitudinal pipes 22 are mounted along the inner wall 24 of the casing. The lower end parts of the pipes 22 lead to a collecting pipe 26, and the upper end parts lead to a collecting pipe 28. During operation of the apparatus, cooled water from the heat exchanger 14 will flow upwards through the pipes 22 and absorb heat from the exhaust gases that go from the opening 20 upwards through the mantle 18. The gases leaving the opening 20 contain carbon monoxide, and this is burned off in the mantle 18, as air for combustion enters at the lower end of the mantle 18. The maximum temperature of the gas after burning is e.g. about. l650°C. From the mantle 18, the cooled gas enters a line 30 which leads to a spray cooler for further cooling of the gas, and then the gas goes to an electroprecipitator, not shown, which is arranged to remove dust and the like from the gases before they exit into the atmosphere. When the gas enters the line 30, its temperature is e.g. somewhere between 150 and 250°C. In an emergency, the gas can be released directly into the atmosphere through the line 32 which is controlled by the flap valve 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. The heat exchanger 14 consists of a housing 36 with a low lower part 38, an upwardly converging part 40 and a narrower oblong upper part 42. The housing 36 is open at the lower end and at the upper end. In the lower, low part 38, several horizontal pipes 44 are mounted, and in part 42 a fan 47 is mounted. On the left (fig. 1), the pipes 44 go into a collecting pipe 46, and on the right, the pipes 44 go into a collecting pipe 48. During operation of the device, water from the container 56 will flow through the pipes 44, from the manifold 46 to the manifold 48 and be cooled by air being sucked past the pipes by means of the fan 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 The piping system 16 comprises a line 50 which leads from the collecting pipe 48 to the collecting pipe 26 via a pump 52, and further there is a line 54 which runs from the collecting pipe 28 to the collecting pipe 46 via an expansion tank 56. In those cases where the natural water circulation

er tilstrekkelig, kan man eventuelt gi avkall på pumpen 52. is sufficient, the pump 52 can possibly be dispensed with.

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. The second plant, which is shown in fig. 3, corresponds to a large extent to the plant in fig. 1, and shall only be explained here to the extent that it differs from this.

Kjøleutstyret ved dette anlegg omfatter en varmeveksler 112, The cooling equipment at this plant includes a heat exchanger 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. a heat exchanger 114, a piping system 116, a pump 152 and an expansion tank 156 which correspond to the respective devices 12, 14, 16, 52 and 56 in fig. 1. The heat exchanger 112 has pipes 122 which correspond to the pipes 22, but during operation of this plant steam is provided in the pipes 122' and a steam-water mixture goes from the pipes 122 to the container 156 where steam and water are separated. The container 156 thus acts in this installation as a phase separator. From the container 156, saturated steam goes to the heat exchanger 114 where it is condensed and returned to the container 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. The heat exchanger 114 has several pipes 144 corresponding to the pipes 44 in fig. 1, and these pipes extend between the collector pipes 146 and 148 which correspond to the aforementioned collector pipes 46, 48. The container 156 is arranged below the collector pipe 148, and the pipes 144 slope downwards to the left (fig. 3) from the collector pipe 146 to the collector pipe 148, i.e. in the direction of the container 156.

Under drift av apparatet går mettet damp inn i samlerøret During operation of the device, saturated steam enters the collector pipe

146 og vann kondenseres i rørene' 144 og strømmer av seg selv ned i beholderen 156 under vannivået i denne. 146 and water is condensed in the pipes' 144 and flows by itself down into the container 156 below the water level in it.

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. The line system 116 comprises a line 158 which runs from the top of the container 156 to the collector pipe 146, and a line l60 which via a control valve 162 goes from the collector pipe 148 to the container 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. The control valve 162 serves to regulate the steam pressure. Opening of the valve 162 is carried out in accordance with the pressure difference between the steam in the container 156 and in the collecting pipe 146, i.e. that if, for example the pressure drop increases above a certain value, an opening of the valve 162 will allow a greater flow of fluid through the pipes 144 whereby the cooling effect of the heat exchanger 114 is increased so that the pressure drop returns to the required value.

Også ved dette anlegg kan man dersom forholdene ellers ligger til rette, gi avkall på pumpen 152. With this facility too, if the conditions are otherwise suitable, pump 152 can be dispensed with.

Claims

1. Device for cooling hot exhaust gases from steel converters or similar, with two interconnected heat exchangers, as it is

arranged pipelines that connect the two heat exchangers so that the heat exchanger medium can go from the first to the second heat exchanger and back, where the first heat exchanger (12) which is arranged for the exchange of heat between the hot gases and a colder aqueous fluid, consists of a mantle body (18) through which the hot gases can be passed, and several pipes (22) mounted in the mantle body along the inner wall of the mantle, characterized in that the second heat exchanger (14) which is arranged for the exchange of heat between the aqueous fluid and an air stream, with delivery of the air flow to the atmosphere, consists of a housing (36) with an open lower end and an open upper end, and with several tubes (44) mounted at the lower end of the housing (36).

2. Device according to claim 1, characterized in that the second heat exchanger (14) is provided with a fan (47) inside the housing (36) near the upper end of the housing, for providing the air flow through the second heat exchanger and blowing out the air to the atmosphere.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the connecting pipelines (16) include an expansion container (56) and a pump (52).

4. Device according to one of the claims 1 - 3 and of the type where the second heat exchanger (114) is intended for condensation of steam that is formed in the first heat exchanger (112), characterized in that between the two heat exchangers there is arranged a phase separator in the form of an expansion vessel (156), lines connecting the first heat exchanger (112) with the expansion vessel (156) and connecting the expansion vessel (156) with the second heat exchanger (114), for guiding the aqueous fluid between them, by the heat exchanger tubes (144) in the second heat exchanger (114) is inclined relative to the horizontal and at the upper ends are collected in a collecting pipe (146) which receives steam from the expansion vessel (156) through a line (158) which connects the upper part of the expansion vessel (156) with the collector tube (146) at the upper ends of the heat exchanger tubes (144), with a line (160) connecting the lower part of the expansion vessel (156) with the lower ends of the inclined heat exchanger tubes (144), for guiding the condensed steam, and in that a control valve (162) is arranged in the latter line (160), for regulating the flow of condensed steam from the inclined heat exchanger tubes (144), which valve reacts to a pressure drop between the steam in the expansion vessel and the steam in the collector tube (146).

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the casing body in the first heat exchanger (12; 112) is provided with an outlet line (30) for absorbing the cooled gas from the heat exchanger. Publications cited: British Patent Nos. 629,298, 664,098, 707,291, 890,869, 995,631