DE1433469B

DE1433469B - Device for extracting exhaust gases from a steelworks converter

Info

Publication number: DE1433469B
Authority: DE
Inventors: Daniel Edward Emerson N.J. Pike (V.St.A.)
Original assignee: Chemical Construction Corp
Current assignee: Chemical Construction Corp

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gewinnen von unverdünntem und von mitgerissenen Festteilchen freiem Abgas durch selektives Absaugen sowie Waschen eines Teils der Abgase eines Stahlwerkkonverters, der mit einer um den Konvertermund, jedoch mit Abstand vom Außenmantel angeordneten Abgashaube zum Abfuhren des Abgas-Luft-Gemisches ausgerüstet ist.The invention relates to a device for recovering undiluted and entrained Solid particles of free exhaust gas through selective suction and washing of part of the exhaust gases from a steelworks converter, the one arranged around the converter mouth, but at a distance from the outer jacket The exhaust hood is equipped to remove the exhaust-air mixture.

Das übliche Sauerstoffblasverfahren bei Konvertern und ähnlichen Stahlöfen besteht darin, Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherte Luft durch eine Sauerstofflanze in den Ofen einzublasen. Das entstehende Ofenabgas, das vorwiegend aus Kohlenmonoxyd und mitgerissenen Feststoffpartikeln, z. B. Eisenoxyd, besteht, wird oberhalb des Konvertermundes in einer Gashaube gesammelt. Zwischen Haube und Konvertermund ist gewöhnlich ein Spalt vorgesehen, der das Eindringen von Luft in die Haube gestattet. Der in der Luft vorhandene Sauerstoffanteil reagiert sofort mit dem Kohlenmonoxyd. In der Haube wird ein Abgas gewonnen, das aus Kohlenmonoxyd, Kohlendioxyd, Stickstoff und mitgerissenen Feststoffpartikeln besteht.The usual oxygen blowing process for converters and similar steel furnaces is to use oxygen or blowing oxygen-enriched air into the furnace through an oxygen lance. The resulting furnace exhaust gas, which consists mainly of carbon monoxide and entrained solid particles, e.g. B. Iron oxide is collected in a gas hood above the converter mouth. Between A gap is usually provided in the hood and converter mouth to prevent air from penetrating into the Hood permitted. The oxygen present in the air reacts immediately with the carbon monoxide. In the hood, an exhaust gas is obtained, which is made up of carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen and entrained Consists of solid particles.

Das Abgas kann aus Gründen der Reinerhaltung der Luft nicht ohne weiteres in die Atmosphäre entlassen werden. Der Abgasstrom muß daher gewaschen oder auf andere Weise zur Beseitigung der Feststoffpartikel behandelt werden. Auf Grund der obenerwähnten Verdünnung durch Luft ist gewöhnlich eine große Leistung erforderlich, um die Abgase bei einem statischen Druck zu behandeln, der hoch genug liegt, um eine zufriedenstellende Gasreinigung zu erhalten, wenn die Reinigung beispielsweise durch ein Verfahren und eine Vorrichtung nach der USA.-Patentschrift 2 604 185 od. dgl. durchgeführt wird. Hinzu kommt, daß der gereinigte Gasstrom für gewöhnlich ausgestoßen wird, da sein Heizwert auf Grund der Verdünnung mit Luft sehr gering ist. Es ist jedoch üblicherweise notwendig, eine gewisse Luftmenge in die Gashaube zur Belüftung und aus verbrennungstechnischen Gründen einzuführen, da anderenfalls Teile des Abgases in die Atmosphäre um den Ofen herum entweichen können. Man arbeitet gewöhnlich mit Luftüberschuß, und das gesamte Kohlenmonoxyd wird innerhalb der Haube verbrannt. Mit Rücksicht auf den Hauptprozeß ist die Anordnung einer gasdichten Dichtung zwischen Haube und Konvertermund nicht möglich, da der Ofen nach dem Sauerstoffreinigungsverfahren gekippt werden muß. Typische Ausführungsformen von Haubenanordnungen und Auslegungen der Gesamtvorrichtung sind in den USA.-Patentschriften 3 002 739, 2 908 737. 2 862 701, 2 847 206 und 2 803 450 beschrieben.To keep the air clean, the exhaust gas cannot easily be released into the atmosphere will. The exhaust gas flow must therefore be washed or in some other way to remove the Solid particles are treated. Due to the above-mentioned air dilution, it is common a great deal of power is required to treat the exhaust gases at a static pressure that is high is enough to obtain a satisfactory gas cleaning, for example when cleaning by a method and an apparatus according to US Pat. No. 2,604,185 or the like is carried out. In addition, the cleaned gas stream is usually expelled because of its calorific value The reason for the dilution with air is very low. However, it is usually necessary to have a certain amount of air to be introduced into the gas hood for ventilation and for combustion reasons, otherwise Parts of the exhaust gas can escape into the atmosphere around the furnace. One works usually with excess air and all of the carbon monoxide is burned within the hood. With regard to the main process is the arrangement of a gas-tight seal between the hood and Converter mouth not possible because the furnace has to be tilted after the oxygen cleaning process. Typical embodiments of hood arrangements and designs of the overall device are shown in FIG U.S. Patents 3,002,739, 2,908,737, 2,862,701, 2,847,206, and 2,803,450.

Aus der deutschen Patentschrift 658 726 ist es bekannt, selektiv einen Teil des Abgases eines Industrieofens, z. B. eines Schmelzofens, vom Mittelteil der Ofenhaube durch getrennte Leitungen abzusaugen. Diese Patentschrift schlägt vor, zwei übereinanderliegende Hauben zu verwenden, wobei die innere Haube das stark staubhaltige Abgas aufnimmt, während das von der äußeren Haube aufgenommene Abgas nahezu staubfrei ist. Das von der äußeren Haube aufgenommene Abgas wird unmittelbar, das von der inneren nach Durchlauf durch einen Entstauber in die Atmosphäre entlassen. Eine Rückgewinnung des Abgases ist nicht vorgesehen.From the German patent specification 658 726 it is known to selectively part of the exhaust gas of an industrial furnace, z. B. a melting furnace, suction from the central part of the furnace hood through separate lines. This patent suggests the use of two superimposed hoods, the inner one Hood absorbs the highly dusty exhaust gas, while the exhaust gas absorbed by the outer hood is almost dust-free. The exhaust gas absorbed by the outer hood is immediately that of the inside released into the atmosphere after passing through a dust extractor. A recovery of the exhaust gas is not scheduled.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu bilden, die die Rückgewinnung eines hochwertigen, gut gereinigten Abgases aus einem Konverter gestattet.The invention has for its object to provide a device that the recovery of a high-quality, well-cleaned exhaust gas from a converter is permitted.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch ein in die Mitte des in die Abgashaube eintretenden Abgasstromes hineinragendes Absaugrohr aus. Besonders vorteilhaft ist es, das Absaugrohr in seinem Inneren am vorderen Ende mit Einrichtungen zum Einspritzen von Waschflüssigkeit quer zu dem es durchströmenden Abgasstrom zu versehen. Das Absaugrohr kann einen von einem Kühlmedium durchströmten Mantel aufweisen. Die Einrichtungen zum Einspritzen der Waschflüssigkeit können aus einer Vielzahl von Durchbohrungen des inneren Kühlmantelrohres bestehen.The device according to the invention is characterized by a in the middle of the entering the exhaust hood Exhaust gas flow protruding from the suction pipe. It is particularly advantageous to insert the suction tube in its interior at the front end with means for injecting washing liquid across it to provide flowing exhaust gas stream. A cooling medium can flow through the suction pipe Have coat. The means for injecting the washing liquid can consist of a There are multitudes of through-holes in the inner cooling jacket tube.

Das Verfahren hat folgende bemerkenswerte Vorteile: der Abgasanteil, der durch das Rohr abgezogen wird, wird im unverbrannten, unverdünnten Zustand gesammelt und ist daher zur Verwendung als Brenngas geeignet. Auf Grund des Abziehens von Abgas wird das Rohgasvolumen, das von der Leitung zur Hauptgasreinigungsanlage geführt wird, vermindert. Der mittlere Staubgehalt im Rohgasstrom wird verringert, so daß die Hauptgasanlage bei geringerem / g statischen Druck arbeiten kann, da eine niedrigere Leistung zur Beseitigung des Staubes erforderlich ist. Die Verringerung des Staubgehaltes wird erreicht, weil der Abgasteil, der durch das Rohr abgezogen und so vom Hauptgasstrom getrennt wird, an der Steile des höchsten Staubgehaltes entnommen ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist sowohl für bereits bestehende als auch für neue Anlagen verwendbar.The process has the following notable advantages: the exhaust gas that is drawn off through the pipe is collected in the unburned, undiluted state and is therefore suitable for use as fuel gas. Due to the removal of exhaust gas, the volume of raw gas that is led from the line to the main gas cleaning system is reduced. The mean dust content in the raw gas flow is reduced so that the main gas system can operate at a lower / g static pressure, since a lower power is required to remove the dust. The reduction in the dust content is achieved because the exhaust part, which is drawn off through the pipe and thus separated from the main gas flow, is taken from the part of the highest dust content. The device according to the invention can be used for both existing and new systems.

Im folgenden werden beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert.In the following, for example, embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing explained.

Fig. 1 zeigt die Gesamtanordnung der Vorrichtung; Fig. 1 shows the overall arrangement of the device;

Fig. 2 ist eine Detailansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Absaugrohres.Fig. 2 is a detailed view of a preferred one Embodiment of the suction tube.

In Fig. 1 ist der obere Teil eines Stahlofens 1 gezeigt, der mit einer feuerfesten Auskleidung 2 versehen ist. Der Ofen 1 besitzt eine obere Mundöffnung, die bei Sauerstoffkonvertern als Gasauslaß sowie als Schmelzbeschickungseinlaß und Gießöffnung beim Kippen des Ofens dient. Wird der Ofen 1 als Sauer- ₍ ^1 shows the upper part of a steel furnace 1 which is provided with a refractory lining 2. The furnace 1 has an upper mouth opening which, in the case of oxygen converters, serves as a gas outlet and as a melt charge inlet and pouring opening when the furnace is tilted. If the furnace 1 is called Sauer- ₍ ^

Stoffkonverter betrieben, so wird durch den Ofen- V™ mund auch die Sauerstofflanze 3 eingeführt. Die Lanze 3 dient dazu, Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherte Luft in die sich im Ofen 1 befindende Schmelze einzublasen.Substance converter operated, so is the furnace V ™ mouth also the oxygen lance 3 introduced. The lance 3 is used to oxygen or with oxygen to blow enriched air into the melt in furnace 1.

Eine Haube 4 ist um den Ofenmund 1 herum angeordnet und dient dazu, den Ofenabgasstrom 5 zu erfassen. Die Haube 4 besitzt einen Abstand zur Wand des Ofens 1, so daß ein Belüftungsstrom 6 in die Haube eingesaugt werden kann. Der Luftstrom 6 verhindert ein Entweichen des Abgases in die Atmosphäre. Dies ist eine wichtige Funktion, da der Abgasstrom 5 eine sehr hohe Temperatur besitzt und hauptsächlich aus Kohlenmonoxyd besteht, das sehr giftig ist und nicht in die Umgebungsluft entweichen darf. Ferner ist der Strom 5 stark mit Staub, vorwiegend bestehend aus Eisenoxyd, beladen.A hood 4 is arranged around the furnace mouth 1 and serves to close the furnace exhaust gas flow 5 capture. The hood 4 is at a distance from the wall of the furnace 1, so that a ventilation flow 6 in the hood can be sucked in. The air flow 6 prevents the exhaust gas from escaping into the atmosphere. This is an important function since the exhaust gas stream 5 has a very high temperature and consists mainly of carbon monoxide, which is very toxic and does not escape into the surrounding air may. Furthermore, the stream 5 is heavily loaded with dust, mainly consisting of iron oxide.

Weiterhin dient der Luftstrom 6 dazu, die Innenfläche der Haube 4 zu kühlen. Die Haube 4 wird weiterhin durch einen Wassermantel 7 gekühlt.Furthermore, the air flow 6 serves to cool the inner surface of the hood 4. The hood 4 will further cooled by a water jacket 7.

Da der Luftstrom 6 innerhalb der Haube 4 aufsteigt, findet eine Berührung zwischen Luft und Abgasstrom 5 statt. Dies führt zur Verbrennung im oberen Teil der Haube 4, wodurch der SauerstoffgehaltSince the air flow 6 rises inside the hood 4, there is contact between the air and the exhaust gas flow 5 instead. This leads to combustion in the upper part of the hood 4, reducing the oxygen content

des Stromes 6 verbraucht wird. Schließlich wird ein Gasstrom 8 von der Haube 4 abgezogen, der aus Kohlenmonoxyd, Kohlendioxyd und Stickstoff sowie mitgerissenen Feststoffpartikeln besteht. Der Strom 8 wird dann behandelt, indem er gewaschen oder durch nicht gezeigte Filter zur Entfernung der Feststoffe geschickt wird. Der saubere Gasstrom wird dann in die Atmosphäre entlassen, da er einen sehr niedrigen Heizwert auf Grund der Verdünnung mit dem Luftstrom 6 besitzt. ίοof the stream 6 is consumed. Finally, a gas stream 8 is withdrawn from the hood 4, which consists of Carbon monoxide, carbon dioxide and nitrogen as well as entrained solid particles. The stream 8 is then treated by washing or passing through filters, not shown, to remove the solids is sent. The clean gas stream is then released into the atmosphere as it is very low Has calorific value due to the dilution with the air stream 6. ίο

Im unteren Bereich der Haube 4 wird ein Gasrohr 9 durch die Wand der Haube 4 eingeführt, wobei der Einlaß des Rohres 9 im Mittelbereich der Haube 4 liegt, wo die Gaszusammensetzung praktisch gleich dem Abgasstrom 5 ist. Ein Teil des Abgasstromes 5 wird in das Ansaugrohr 9 gesaugt. Dieser Gasanteil wird sofort auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt, besprüht und gereinigt, indem Waschflüssigkeit quer eingesprüht wird. Der Staubgehalt des Gasstromes wird so in der flüssigen Phase beseitigt, der entstehende Gasstrom 10 sowie die mitgerissene Flüssigkeit wird durch das Rohr 9 nach oben gesaugt. Der Mischstrom v/ird nun vorzugsweise durch einen Zyklon 11 zur Beseitigung von mitgerissenen Flüssigkeitströpfchen und -nebeln geführt. Die angesammelte Flüssigkeit sowie die aus dem Gasstrom ausgewaschenen Festteilchen werden vom Zyklon 11 über 12 abgeführt. Die Einheit 11 kann aber auch aus einer Trennvorrichtung für die mitgerissenen Teilchen, wie sie in der USA.-Patentschrift 2 998 100 beschrieben ist, oder aus einer anderen Vorrichtung bestehen.In the lower area of the hood 4, a gas pipe 9 is inserted through the wall of the hood 4, wherein the inlet of the pipe 9 lies in the central region of the hood 4, where the gas composition is practically is equal to the exhaust gas flow 5. Part of the exhaust gas flow 5 is sucked into the intake pipe 9. This Gas portion is instantly accelerated to a high speed, sprayed and cleaned by Washing liquid is sprayed in crosswise. The dust content of the gas flow is in the liquid phase eliminated, the resulting gas flow 10 and the entrained liquid is through the pipe 9 after sucked up. The mixed flow is now preferably through a cyclone 11 to remove entrained Liquid droplets and mists guided. The accumulated fluid as well as that from the Solid particles washed out in the gas stream are discharged from the cyclone 11 via 12. The unit 11 can but also from a separating device for the entrained particles, as described in the USA patent 2 998 100, or consist of another device.

Der Gasstrom wird aus der Trennvorrichtung 11 und durch die Leitung 13 durch ein Kreiselgebläse 14 abgezogen. Andere geeignete Gebläsearten oder GaGförderer können zu diesem Zweck eingesetzt werden. Der sich ergebende Gasstrom 15 wird aus dieser Vorrichtung nun über die Leitung 16 ausgetragen. Der Strom 15 ist ein sauberes Gas, das hauptsächlich aus Kohlenmonoxyd besteht und zur Verwendimg als Heizbrenngas oder für andere Zwecke geeignet ist.The gas flow is released from the separator 11 and through line 13 by a centrifugal fan 14 deducted. Other suitable types of blowers or GaG conveyors can be used for this purpose. The resulting gas stream 15 is then discharged from this device via line 16. The stream 15 is a clean gas, which consists mainly of carbon monoxide and is used as a Fuel gas or for other purposes.

In der Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Absaugrohres 9 genauer gezeigt. Das Rohr 9 besteht aus einem Innenrohr 17 und einem Außenrohr 18. Der Abgasstrom 5 wird in das Innenrohr 17 gesaugt und auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt, während die Waschflüssigkeit 19 durch die Leitung 20 in den Ringraum zwischen Innenrohr 17 und Außenrohr 18 eingelassen wird. Der Strom 19 bewegt sich durch diesen Ringraum und tritt durch die Öffnungen 21 in den Gasstrom in Form von Flüssigkeitsstrahlen aus. Diese Flüssigkeitsstrahlen werden in den Hochgeschwindigkeitsgasstrom in einer Richtung im wesentlichen quer zum Gasstrom eingespritzt. Es erfolgt eine Abkühlungsreinigung der Art, wie in der USA.-Patentschrift 2 604185 beschrieben ist. Der entstehende gekühlte und gereinigte Gasstrom 10 strömt dann zusammen mit den mitgerissenen Flüssigkeitspartikeln durch das Innenrohr 17 und wird sodann der oben beschriebenen weiteren Behandlung ausgesetzt.In Fig. 2, a preferred embodiment of the suction tube 9 is shown in more detail. The pipe 9 consists of an inner pipe 17 and an outer pipe 18. The exhaust gas flow 5 is into the inner pipe 17 sucked and accelerated to a high speed while the washing liquid 19 through the line 20 is let into the annular space between inner tube 17 and outer tube 18. The stream 19 moves passes through this annular space and passes through the openings 21 into the gas flow in the form of jets of liquid out. These jets of liquid are unidirectional in the high velocity gas stream injected essentially transversely to the gas flow. There is a cool-down cleaning of the kind shown in U.S. Patent 2,604,185. The resulting cooled and purified gas stream 10 then flows together with the entrained liquid particles through the inner tube 17 and becomes then subjected to the further treatment described above.

Der Flüssigkeitsstrom 19 übt eine zusätzliche Wirkung aus, bevor er in den Gasstrom durch Öffnungen 21 geblasen wird. Beim Durchfluß durch den Ringraum zwischen Innenrohr 17 und Außenrohr 18 dient der Flüssigkeitsstrom 19 als Kühl- und Isoliermittel, wodurch eine Überhitzung des Außenrohres 18 sowie eine Wiedererwärmung des gekühlten Gasstromes 10 vermieden wird. Der Flüssigkeitsstrom 19 besteht vorteilhaft aus Wasser. Hierbei sollte eine Dampfauslaßleitung 22 und ein Abzug 23 vorgesehen sein, um möglichen Dampf, der im Ringraum zwischen den Rohren entstehen kann, abzuleiten.The liquid flow 19 exerts an additional effect before it enters the gas flow through openings 21 is blown. When flowing through the annular space between inner tube 17 and outer tube 18 is used the liquid flow 19 as a cooling and insulating means, whereby an overheating of the outer tube 18 as well reheating of the cooled gas stream 10 is avoided. The liquid flow 19 consists advantageous from water. A steam outlet line 22 and a vent 23 should be provided here, to remove any steam that may arise in the annulus between the pipes.

Es ist auch möglich, als Kühlmittel an Stelle von Wasser ein Kohlenwasserstofföl zu verwenden. Hierbei besteht der Vorteil darin, daß ein Gasstrom 10 mit einem vernachlässigbaren Wasserdampf gehalt geliefert wird. Wenn ein erheblicher Anteil an Heizgas erzeugt werden soll, kann der Flüssigkeitsstrom 19 aus einer leichten Kohlenwasserstoff-Fraktion bestehen. Hierbei würde eine teilweise Grackung und Gasbildung des Kohlenwasserstofföls erreicht.It is also possible to use a hydrocarbon oil instead of water as the coolant. Here there is the advantage that a gas stream 10 contains negligible water vapor is delivered. If a significant proportion of heating gas is to be generated, the liquid flow can 19 consist of a light hydrocarbon fraction. This would result in partial gracking and Gas formation of the hydrocarbon oil reached.

Eine Kühlung des Absaugrohres 9, z. B. durch den Flüssigkeitsstrom zwischen dem Innenrohr 17 und dem Außenrohr 18, oder eine andere geeignete Kühlung ist vorteilhaft, um die Lebensdauer durch Verhinderung einer Überhitzung zu erhöhen. Das Absaugrohr kann auch mit innerer Wärmeisolation oder mit andersartigen Kühlmitteln oder sogar ohne Kühlung betrieben werden. Im letzteren Falle würde man ein einziges Rohr verwenden. Eine Vielzahl von Düsen müßten am Leitungseintritt angebracht werden, und die Kühlremigungsflüssigkeit muß zu den Düsen über ein geeignetes Zuführungsrohr geleitet werden. Auf jeden Fall ist es notwendig, daß der Abgasstrom 5 in das Absaugrohr von der Mittelzone aus vor der Verdünnung mit Luft abgezogen wird. Das Absaugrohr muß einen relativ geringen Querschnitt haben, damit das Gas unmittelbar auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt werden kann.A cooling of the suction pipe 9, for. B. by the liquid flow between the inner tube 17 and the outer tube 18, or some other suitable cooling is advantageous in order to prevent the service life to increase overheating. The suction tube can also have internal thermal insulation or be operated with different types of coolants or even without cooling. In the latter case one would use a single tube. A large number of nozzles would have to be attached to the line inlet, and the cooling fluid must be directed to the nozzles via a suitable supply pipe will. In any case, it is necessary that the exhaust gas flow 5 into the suction pipe from the central zone is stripped off prior to air dilution. The suction tube must have a relatively small cross section so that the gas can be accelerated to a high speed immediately.

Claims

Patent claims:

1. Apparatus for recovering undiluted and entrained solids Exhaust gas through selective suction and washing of part of the exhaust gases from a steelworks converter, the one with an exhaust hood arranged around the converter mouth, but at a distance from the outer jacket is equipped to discharge the exhaust gas-air mixture, characterized by a suction pipe protruding into the middle of the exhaust gas flow entering the exhaust gas hood (4,7) (9).

2. Device according to claim 1, characterized in that that the suction tube (9) in its interior at the front end with devices (21) for injecting washing liquid across the exhaust gas stream flowing through it is provided.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the suction tube (9) one of a cooling medium flowing through the cooling jacket (17 to 19).

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that that the device for injecting the washing liquid from a plurality of through bores (21) of the inner cooling jacket tube (17) exists.

1 sheet of drawings