SE462630B - Foerfarande och anordning foer aatervinning av energi vid metallurgiska processer - Google Patents

Description

462 650 Det är sedan lång tid vanligt att använda regenerativa värmeväxlare för överföring av energi från avgående förorenad gas till inkommande gas.

Rekuperativa värmeväxlare, där värme transporteras genom skiljevägg, blir väsentligt dyrare och kräver mer underhåll. De ger dessutom ofta lägre energibesparing.

De regenerativa värmeväxlarna kan vara fasta eller rörliga. I det första fallet växlas gasflödets riktning periodiskt så att en och samma värme- vâxlare växelvis genomströmmas av inkommande och utgående gas. I det senare fallet flyttas värmeväxlarmaterialet mellan kanalerna för inkom- mande och utgående gas genom exempelvis en roterande rörelse.

Regenerativ värmeväxling pâ detta sätt är användbar även vid andra processer där exempelvis termisk oxidation (förbränning) ingår. Ett exempel är US 3,895,918, Principiellt intresse har också bl a US 2,121,733 och 3,870,474.

Kylning av avgående processgaser från exempelvis elektrostâlugnar med det järnskrot som utgör en del av nästa sats i ugnen beskrivs bl a i US 4,666,402.

Vid uppvärmning av skrot med heta gaser avgår vanligtvis avsevärda mängder föroreningar. Ofta innehåller skrotet detaljer som är inoljade, lackerade eller pâ annat sätt förorenade med ämnen som förångas vid upphettning. De gaser som lämnar skrotförvärmningen kan därför vara en väsentlig miljöbelastning.

Många metoder är kända för att rena gaser. Den vanligen mest lämpade för destruktion av exempelvis kolväten är termisk förbränning, vilket innebär att den förorenade gasen värms till en så hög temperatur att rester av olja och lack förbränns och i huvudsak lämnar harmlösa âterstoder, koldioxid och vatten. Ett exempel ges i EP-A-82304463.1 med publikations- nummer 74214.

För att återvinna energi och därmed reducera kostnaden för destruktion av brännbara föroreningar används allmänt värmeväxling mellan till bränn- kammaren ingående gas och från brännkammaren utgående gas. Exempel på detta ges i tidigare citerade US 3,895,918, US 2,121,733 och US 3,870,474. 462 650 REDOGÖRELSE FÖR FÖRELIGGANDE UPPFINNING TEKNISKT PROBLEM Värmeväxlare, såväl rekuperativa som regenerativa, innehåller relativt trånga kanaler genom vilka exempelvis en gas strömmar. Om gasen är förorenad avlagras föroreningar i dessa kanaler som succesivt täpps igen.

I rekuperativa värmeväxlare ger detta snabbt försämrade prestanda.

Regenerativa värmeväxlare är inte riktigt lika känsliga, men även i dessa försämras värmeövergângen och ökar strömningsmotstàndet med tilltagande försmutsning.

I de tidigare angivna US 2,l21,733 och US 3,870,474 anvisas därför medel att ur värmeväxlarna kontinuerligt bortföra förorenat material och till dessa föra nytt eller renat material. Om de bortförda föroreningarna är användbara i den process från vilken de bortförts kan de vanligtvis inte återvinnas utan besvärliga tvätt- och reningsanordningar. Om förorening- arna har god vidhäftning vid värmeväxlarkropparna eller t o m ingår i kemisk förening med ämnen i dessa kroppar är kanske rening omöjlig eller så kostsam att deponering föredras. Detta leder till slöseri med natur- resurser och bör givetvis undvikas.

LÖSNING För att med förbättrad driftsekonomi och reducerade igensättningsoroblem återvinna energi frän varma processgaser och överföra denna till kalla gaser som tillföres i samma process föreslås enligt föreliggande uppfin- ning ett förfarande med regenerativ värmeväxling.

Vid detta förfarande leds varma och kalla gaser växelvis genom tvâ eller flera bäddar med fyllkroppar. Fyllkropparna utgöres av material som tillförs vid chargering i den process, från vilken de varma gaserna kommer eller i närliggande lämplig process. När värmeväxlarna försmutsats så att funktionen ej längre är tillfredsställande uttages fyllkropparna och chargeras i processen och nya fyllkroppar tillföres värmeväxlarna.

Det är givetvis inte nödvändigt att båda värmeväxlarna töms samtidigt och eventuellt töms de inte fullständigt varje gång. 462 650 KORTFATTAD FIGURBESKRIVNING Figur 1 visar flödesschemat för en anläggning lämplig för utförande av förfarandet enligt uppfinningen.

Figur 2 visar ett exempel på en utföringsform av den kânnetecknande delen av uppfinningen.

BESKRIVNING AV FÖRESLAGEN UTFÖRINGSFORM Uppfinningen skall nu närmare beskrivas med hänvisning till bifogade figurer.

I en ljusbågsugn 1 alstrade heta gaser leds via en kanal 2 med ett reglerspjäll 3 till en brännkammare 4 där nämnda gaser blandas med via en kanal 13 tillförda, från skrotförvärmningen kommande, med brännbara föroreningar bemängda gaser. I brännkammaren förbränns dessa föroreningar och erhållna avgaser leds delvis via en kanal 5 till skrotförvärmningen och delvis via en kanal 14 för kylning och rening före utsläpp till atmosfären.

Den del av gaserna som leds via kanalen 5 genomströmmar en första skrot- korg 6, en kanal 7 och en andra skrotkorg 8, och lämnar skrotförvärm- ningen, bemängd med brännbara föroreningar via en kanal 9, en fläkt 10 och en kanal 11. Givetvis kan om så önskas omkoppling ske så att endast en av skrotkorgarna 6 och 8 genomströmmas av gaserna.

De kylda och förorenade gaserna leds via en kanal 11 till en första ytterligare skrotkorg 12 med tidigare uppvärmd fyllning så att gaserna värms. Via en kanal 13 leds dessa gaser till brännkammaren 4 där de blandas med de heta gaserna från ljusbågsugnen varvid de vid skrotförvärm- ningen upptagna föroreningarna till största delen förbränns. Syre eller luft, och vid behov ytterligare bränsle tillföres brännkammaren 4 via icke visade medel.

Den del av gaserna som leds från brännkammaren 4 via en kanal 14 genom- strömmar en andra ytterligare skrotkorg 15 med tidigare avkyld fyllning som värmes av gaserna och leds därefter via en kanal 16, en gaskylare 17, en kanal 18, ett stoftfilter 19, en fläkt 20 och en kanal 21 ut i atmos- fären. 'a 462 630 Andelen gas som leds via skrotkorgarna 6 och 8 regleras efter behov med fläkten 10. Om en av dessa skrotkorgar tömmes under drift leds gasen enbart genom den andra.

När den första ytterligare skrotkorgens 12 innehåll kylts till en förut- bestämd temperatur och/eller den andra ytterligare skrotkorgens 15 innehåll värmts till en annan förutbestämd temperatur växlas funktionen mellan dessa båda ytterligare skrotkorgar så att gaserna från kanalen 11 leds till skrotkorgen 15. Gasen från kanalen 14 leds då i stället till skrotkorgen 12.

I det först beskrivna driftsfallen är således ventilerna lla, 13a, 14b och 16b öppna, medan ventilerna llb, 13b, 14a och 16a är stängda. I det senare driftfallet gäller motsatsen.

Under drift ökar tryckfallet succesivt i de ytterligare skrotkorgarna 12, pga avlagring av stoft och eventuellt kondenserade föroreningar samt pga oxidation av fyllnadsmaterialet. Då detta bedöms lämpligt byts korgarna, och/eller deras fyllning ut och den använda fyllningen chargeras i ljusbâgsugnen 1.

Med hjälp av ventiler 31-42 kan vid behov omkopplingar ske, exempelvis byte av relation mellan skrotkorgarna 6 och 8 eller förbikoppling av en eller flera av skrotkorgarna 6, 8, 12 och 15 då så är motiverat¿ I Fig 2 visas något mer detaljerat de ytterligare skrotkorgarna 12 och 15 med tillhörande kanalsystem. Ett lyftbart lock 22 ligger ovanpå skrot- korgen 12 som i sin tur står på en suglâda 24 och en vagn 23. Ventilernas läge motsvarar det senare funktionsläget enligt ovan då skrotkorgen 15 ligger uppströms brännkammare 4 och skrotkorgen 12 nedströms densamma.

Uppfinningen är givetvis inte begränsad av ovanstående som exempel gjorda beskrivning utan kan varieras på många sätt inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (4)

462 650 _6_ Patentkrav

1. Förfarande för återvinning av energi vid termisk destruktion av föroreningar i en gas som avgàr frán en skrotförvärmningsanordning vid en elektrostálugn eller annan liknande process, vid vilken avges en, med brännbara föroreningar bemängd, gas, varvid denna gas leds genom regenerativa värmeväxlare, före och efter passage genom en brännkammare, i vilken de brännbara föroreningarna förbränns, för värmeväxling mellan den till brânnkammaren inkommande och den från brännkammaren utgående, upphettade och frän brännbara förore- ningar renade, gasen, k ä n n e t e c k n a t av att de regenera- tiva värmeväxlarna fylls med fyllkroppar av material lämpligt att chargera i den ugn som genererar den gas som används vid skrotför- värmningen, eller i annan närbelägen ugn, och att dessa fyllkroppar uttages, helt eller delvis, dä oxidation eller igensättning med stoft försämrat värmeväxlarnas prestanda, och att nya fyllkroppar tillförs aktuell värmeväxlare samt att uttagna fyllkroppar chargeras i någon av nämnda ugnar.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att de regenerativa värmeväxlarna fylls med skrot, företrädesvis järnskrot.

3. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att de regenerativa värmeväxlarna fylls med kalk, kalksten, dolomit eller liknande.

4. Förfarande enligt patentkrav 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a t av att de regenerativa värmeväxlarna fylls med en blandning av järnskrot och kalksten eller dolomit. "l" 462 eso Anordning för återvinning av energi vid termisk destruktion av föroreningar i en gas som avgår fràn en skrotförvärmningsanordning (6, 8) vid en elektrostàlugn (1), varvid elektrostålugnens utlopp är anslutet till inioppet för en eller fiera skrotkorgar (6, 8) och skrotkorgarnas utlopp via en, av tvâ eller flera växelvis inkoppiings- bara regenerativa värmeväxiare (15, 12) är ansiutbara tili en brännkammare (4) vars utlopp i sin tur är ansiutbart, via en annan av nämnda regenerativa värmeväxlare (12, 15) och ett eventuellt gasreningssystem (17, 19) tili medel (21) för utsläpp till atmosfären, k ä n n e t e c k n a d av att de regenerativa värmeväxiarnas värmeupptagande fyllning är skrotkorgar (12, 15) och att dessa står pà sugiàdor (24) eller korgställ samt är försedda med aviyftbara lock (22). Anordning enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a d av att skrotkorgarna med understäilda sugiàdor (24) är placerade pá rörliga anordningar, företrädesvis vagnar (23).