DE1928902A1 - Verfahren und Einrichtung zum Steuern der Staub- und Rauchabgabe - Google Patents

Description

HÖGER - STELLRECHT- GRIESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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2.6.69

U.S.Ser.No. 736,422

National Dust Collector Corporation, Skokie, Illinois, ■ U.S.A.

Verfahren und Einrichtung zum Steuern der είαμΐ)- und Rauchabgabe

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zürn Steuern der Abgabe von Staub, Rauch und Verunreinigungen aus' einem eine öffnung aufweisenden Behälter, insbesondere aus dem Ofenschacht eines Schachtofens, dessen Beschickungsöffnung im Abstand oberhalb der in der Nähe des unteren Endes des Ofenschachtes befindlichen Winddüsen angeordnet ist.

Nach einem bekannten Verfahren zum Steuern der Abgabe von die Luft verunreinigendem Staub und Abgasen aus Kupolofen werden die Gichtgase in einen Staubabscheider zur Reinigung abgeleitet. Die Abgase werden am Oberteil des Schachtes oder an einem Auslass oberhalb der Beschicl-uingsö'ffnung abgenommen,

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Bei einer solchen Anordnung muss der Staubabscheider in seiner Kapazität so gross sein, dass er alle im Ofen erzeugten Gase einschliesslich einer grossen Menge von Aussenluft verarbeiten kann, die in den Ofenschacht durch die Beschickungsöffnung einfliesst. Aus diesem Grund sind die Kosten hierfür sehr hoch.

Bei einem anderen bekannten System wird nur ein Teil der Gichtgase aus dem Sehacht unterhalb der Beschickungsöffnung

fc entfernt. Bei diesem System ist das Volumen der im Staubabscheider zu reinigenden Gase beträchtlich im Vergleich zu dem vorher genannten Verfahren reduziert, da nur eine kleine^ durch die Beschickungsöffnung einströmende luftmenge zusammen mit den im Ofen erzeugten Gasen im Staubabscheider gereinigt werden muss. Falls in dem zuletzt genannten System das vom Schacht zur Behandlung im Staubabscheider entnommene Gasvolumen theoretisch etwas grosser als das Volumen des dem Ofen zugegebenen Heisswindes ist, so ergibt sich ein geringerer Abwärtszug durch das Schachtmaterial, wodurch der Austritt eines beträchtlichen Volumens von unbehandeltem Gas , durch das obere Ende des Schachtes verhindert wird. Zwar ist dieses System des Gasabzuges im Schacht etwas unterhalb

* der Beschickungsöffnung vom Standpunkt der reduzierten, zu behandelnden Gasmenge und der geringeren Ausgangstemperaturen im Schacht wirtschaftlich; doch sollte einmal die Steuereinrichtung nicht richtig funktionieren» sa ergibt sich eine Explosionsgefahr, weil die im Ofen erzeugten Gase normalerweise einen hohen Gehalt an Kohlenmonoxid haben» Wenn nun zusätzliche Aussenluft in den Schacht durch die Beschickungs-¹ öffnung einfliesst, so kann eine rasche Oxidation mit explo-■" sivem Charakter stattfinden. Solche Explosionen sind bei dieser Art von System nicht selten. . _ - -, - --.-.-^;

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, nicht nur die

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Menge des zu behandelnden Gases sondern-auch die Explosionsgefahr herabzusetzen. Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgeinässen Verfahren dadurch gelöst, dass dem Ofenschacht zwischen der Beschickungsöffnung und den Winddüsen inertes Gas zugeführt wird.

Ferner ist gemäss der Erfindung noch eine Einrichtung geschaffen worden, um diese luftverschmutzenden Gas- und Staubab gaben aus Kupolofen und dergleichen gesteuert herabzusetzen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es lediglich notwendig, eine minimale Gasrnenge aus dem Kupolofen einem Staubabscheider zu reinigen und trotzdem zu erreichen, dass die übrigen aus dem Schacht ausfliessenden Gase verhältnismässig frei von Gas- und Staubverunreinigungen sind.

einem weiteren Merkmal der Erfindung wird- eine Menge eines nicht brennbaren oder inerten Gases in den Ofenschacht zwin sehen der Beschickungsöffnung und dem Ausgang zum Staubabscheider eingeführt, wodurch explosive Zustände, wie sie durch das Einführen übermässiger Mengen von Aüssenluft in den Schacht durch die Beschickungsöffnung geschaffen werden, völlig vermieden oder auf jeden Fall auf ein Minimum herabgesetzt werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die Abdekkung aus nicht brennbarem oder inertem Gas in einem gekühlten und/oder benetzten Zustand, das in dieser Form in den Ofenschacht zwischen der Beschickungsöffnung und dem Ausgang • zum Staubabscheider eingeführt wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Abdeckung aus nicht brennbarem oder-inertem Gas dem Auslass eines Staubabscheiders und/oder, dem Abgasauslass, eines V/inder-

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hitzers entnommen.

Die Abgase des Staubabscheiders sind vorzugsweise in gereinigtem, gekühltem und benetztem Zustand.

Die Vorteile der Erfindung werden beispielsweise in einem Ausführungsbeispiel erreicht, das ein neuartiges Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung der Abgabe von Staub und Abgasen aus Kupolofen und dergleichen beschreibt. Der Of en-

b schacht v/eist eine Beschickungsöffnung im Abstand vom unteren Ende und ein Winddüsensystem für den Wind auf, der in der Nähe des unteren Endes des Ofenschachtes kalt oder heiss in die Ofencharge eingeblasen wird. Ein Teil der im Ofen während des Verfahrens erzeugten Gase fliesst nach oben durch die Ofencharge und wird dann auf e'iner Höhe abgezogen, die im Abstand zwischen dem Winddüsen-System am unteren Ende und der Beschickungsöffnung ist. Dieser Teil der Gase wird durch einen Staubabscheider hindurchgeschickt, in dem Staub, Rauch und andere Verunreinigungen entfernt werden. Gemäss der Erfindung wird eine Abdeckung aus inertem oder nicht brennbarem Gas in den Ofenschacht auf einer Höhe zwischen der Beschickungsöffnung und dem Auslass zum Staubabscheider ein-

f geführt. Dieses inerte Gas hindert/zu grosses Einfliessen von Aussenluft in den Ofenschacht durch die Beschickungsöffnung und strömt dann nach unten dem unteren Ende des Ofenschachtes derart zu, dass die Möglichkeit der Bildung eines explosiven Zustandes innerhalb des Ofenschachtes erheblich reduziert oder vollständig vermieden wird. Das inerte oder nicht brennbare Gas kann durch die gekühlten und bentzten Gase gebildet werden, die vom Staubabscheider abgegeben werden und/oder durch die erhitzten Verbrennungsprodukte eines · Winderhitzers erzeugt werden.

Die Einrichtung gemg'ss der Erfindung v/eist zur Gasabnahme eine Ringkamner am Ofenschacht auf einer Höhe zwischen der

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Winddüsen-Vorrichtung am unteren Ende und der Beschickungsöffnung im Abstand vom oberen Ende auf. Ein Teil der im Schacht strömenden Gase wird durch diese Abnahmevorrichtung entfernt und dem Staubabscheider zur Reinigung zugeführt« Vorzugsweise wird dem Staubabscheider Flüssigkeit zum Kühlen der Gase und zum Ausscheiden der Verunreinigungen zugeführt. Eine Einlass'ringkammer ist am Öfenschacht zwischen der Auslassringkammer und der Beschickungsöffnung vorgesehen, um so das nicht brennbare oder inerte Gas dem Ofenschacht zur Bildung einer.Abdeckung oder einer Schicht zwischen der Beschickungsöffnung und der Auslassringkammer zuzuführen. Die Abdeckwirkung des durch die Einlassringkammer eingeführten Gases setzt die Möglichkeiten einer Explosion'im Ofenschacht auf ein Minimum herab oder eliminiert sie ganz. Erwähnt sei, dass ein explosiver Zustand durch Einfiltrieren einer übermässigen Menge von Aussenluft in den Ofenschacht durch die Beschickungsöffnung und durch das Mischen dieser luft mit den brennbaren-, im Unterteil des Schachtofens er- · zeugten Gasen gebildet werden kann. Inerte Gase werden der Einlassringkammer durch ein geeignetes leitungssystem zugeführt und können dem Auslass des Staubabscheiders und/oder dem Auslass eines Winderhitzers entnommen werden.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der.nachfolgenden Beschreibung im Zu-garamenhang mi't der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Die einzige Figur zeigt in schematischer Weise einen Schnitt durch eine Einrichtung gemäss der Erfindung.

Mit 10 ist ein typischer Schachtofen bezeichnet, der einen runden Boden 12 hat, der auf einer Unterstutzungsfläche auf einer Vielzahl von Säulen 14 steht. Der Schachtofen weist einen aus Stahl bestehenden Aussenmantel 16 auf, der mit einer sauren oder basischen, feuerfesten Auskleidung 18 über-

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zogen ist. Der Aussenmant.el weist einen zylindrischen unteren Teil und einen oberen Teil auf, der konisch abnimmt" und so im Durchmesser dem oberen Ende zu'allmählich kleiner wird. Die feuerfeste Auskleidung 18 ist der konischen Form des Aussenmantels angepasst. Der Mantel und die Auskleidung bilden einen länglichen, senkrechten Ofenschacht 20, der sich nach oben konisch verjüngt. Der Boden 12 trägt eine Sandauflage 22, die der einen Seite zu bis zu einer radialen Abstichöffnung 24 nach unten geneigt ist, um so das geschmolzene Metall 34 aus dem Schachtofen abfliessen zu lassen. Um die Abstichöffnung zu verschliessen, wenn kein geschmolzenes Metall 34 entnommen wird, ist ein entfernbarer Abstichverschluss 26.vorgesehen. Die geneigte Sandauflage 22 erstreckt sich nach aussen über den zylindrischen Aussenmantel 16 hinaus' und hat am äusseren Ende eine Ausgussrinne 28, um so das geschmolzene Metall in eine Kokille einfliessen zu lassen, wenn der Schachtofen angezapft wird.

Im Abstand oberhalb der Auflage 22 ist ein ringförmiger Windmantel 30 vorgesehen, um dem Ofen Heisswind zum Einblasen in die Charge zuzuführen. Ferner sind in der Ofenwand oberhalb des Bodens eine Vielzahl von in radialem Abstand angeordnete Winddüsen 32 angebracht, die mit dem Windmantel durch eine Vielzahl von ellbogenartigen Windleitungen 36 verbunden sind.

Um nun den Ofenschacht abwechselnd mit Roheisen und/oder Eisenschrott 40 einerseits und Koks und Kalkstein 42 andererseits zu füllen^ ist der Ofenschacht 20 mit einer grossen Beschickungsöffnung 44 in einigem Abstand oberhalb des unteren Endes des Ofens versehen. Das Unterteil der Beschickungsöffnung ist ungefähr auf der gleichen Ebene mit einer Beschickungsbühne 46. ■ Die Beschickung des Schachtofens wird dadurch bewerkstelligt, dass ein ^beweglicher Beschickungskübel 48 verwendet wird, dessen Auslassöffnung 50 durch eine Verschlussklappe 52 gesteuert wird. Der Beschickungskübel

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ist an einer Trägerschiene 54 gehalten, die mit Hilfe eines Paares von Rollenarmen auf einer laufschiene 58 oberhalb der Besctaickungsbühne verschiebbar ist. Während nun der Aufheiz- und Raffiniervorgang im Schachtofen durchgeführt wird, werden zusätzliche Lagen aus Roheisen und/oder Eisenschrott und Kalkstein und Koks durch die Beschickungsöffnung 44 mit Hilfe des Beschickungskübels 48 eingeführt. Am Boden des Schachtofens sammelt sich dann das geschmolzene Metall 34 an.

Um nun Heisswind dem Windmantel 30 zum Einblasen in die Charge des Schachtofens durch die Winddüsen 32 zuzuführen, ist eine "besondere Anlage vorgesehen, die einen Winderhitzer aufweist, der als Ganzes mit 60 bezeichnet ist. Dieser ist in der Lage, eine grosse Menge von Heisswind bei erhöhter Temperatur im Bereich von 204 bis 815⁰C unter einem Druck von 0,0703 bis 0,2109 kg/cm² dem Ofen zuzuführen. Der Winderhitzer weist ein Gehäuse 62 auf, das auf einer Vielzahl von Püssen 64 angeordnet ist und in dem ein rohrförraiger Wärmetauscher 66 vorgesehen ist. Das untere Ende des Wärmetauschers 66 erstreckt sich nach unten durch den Boden des Gehäuses 62 hin durch und ist an einen Kompressor angeschlossen, der das er forderliche Luftvolumen bei dem gewünschten Druck liefert. Das obere Auslassende des 7/ärmetauschers 66 erstreckt sich nach aussen durch eine Seitenwand des Gehäuses und ist mit dem Windmantel 30 durch eine. Zufuhrleitung 70 verbunden. Wenn nun die Gebläseluft durch den Wärmetauscher 66 hindurchströmt, wird sie durch die heissen, um die Aussenseite des Wärmetauschers herumfliessenden Gase erwärmt, die in einem mit Brenner und Gebläse 72 ausgestatteten Erhitzer erhitzt werden und über eine Düse 74 dem unteren Ende des Gehäuses 62 zugeführt werden. Der Brenner wird mit Erdgas, öl oder einem anderen Brennstoff über eine Zufuhrleitung 76 gespeist. Ferner sind noch thermostatische Steuerungen und Regelventile vorgesehen, um die Temperatur der Gebläseluft zu regulieren, wenn sie

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den Wärmetauscher 66 verlässt und in die Zufuhrleitung 76 eintritt. Die heissen, vorn Brenner kommenden. Abgase fliessen durch das Gehäuse 62 hindurch und dabei um den Wärmetauscher 66 herum, wodurch die im Wärmetauscher fliessende Luft er-' wärmt wird. Die Abgase verlassen das Gehäuse 62 durch ein Abgaskamin 78. Das erwärmte, nach oben durch, das Abgaskamin 78 ausströmende Abgas enthält einen grossen.Anteil von Kohlendioxid, Wasser, kleine Mengen von Kohlenmonoxid und anderen Bestandteilen. Dieses Abgas kann im wesentlichen als | inert bezeichnet werden, weil eine praktisch vollständige Verbrennung durch die Verwendung von modernen Verbrennungsanlagen erreicht v/ird.

Gemäss der Erfindung ist nun der Schachtofen 10 mit einer ringförmigen Auslasskammer 80 versehen, die am Ofenschacht befestigt ist und sich im Abstand oberhalb des unteren Endes zwischen dem Windmantel 30 und der Beschickungsöffnung befindet. Die Auslasskammer ist in Kommunikation mit dem Inneren des Ofenschachtes 20 durch eine Vielzahl von im. radialen· Abstand angeordneten Durchgängen 80a und ist ferner mit einem getrennten, dicht neben dem Schachtofen stehenden Staubsammler 90 über eine Anschlussleitung 82 verbunden, deren unteres Ende in Kommunikation mit einer Einlasskaramer 96 am unteren Ende eines Gehäuses 84 des Staubsammlers ist. Der Staubsammler 90 kann von bekannter Konstruktion sein, v/ie er beispielsweise in dem USA-Patent 2 645 304 beschrieben und dargestellt ist. Vorzugsweise v/ird ein Nass-Staubsammler mit hohem Wirkungsgrad verv/endet, wie er in der USA-Patentschrift 3 348 825 beschrieben und dargestellt ist.

Das rechteckige oder zylindrische stehende Gehäuse 84 steht . mit einer Vielzahl von Püssen 86 auf einer Unterstützungsfläche. Der Boden des Gehäuses v/ird durch eine Vielzahl von nach innen und unten geneigten Bodenplatten 88 gebildet, die

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elfte» Flüs^igkeitssumpf zum Sammeln der verschmutzten Wasch- * flüssigkeit bilden* wie sie "bei diesem Entstättbungsverfahren verwendet Wird» Das untere Ende des Sumpfes ist übereinen Stutzen 92 mit einem .Abflussrohr/ 94 verbunden, um so die verschmutzte Yfe&ohflü&sigkeit einer Behandlungsstation, einem AbflüsgJcanal öder einem - Absetzte ich ■■ zuzuführen. Unmittelbar oberhalb des Sumpfes ist im Gehäuse 84 der Einlassraum 96 in Kommunikation mit dem unteren Ende der Anschlussleitung 82, der die verunreinigten Abgase aus der Auslasskammer 80 zugeführt werden* Die ankommenden Abgase fliessen im Gehäuse 84 nach oben und"strömen durch eine oder mehrere öffnungen 98 von verhältnismässig kleinem Querschnitt hindurch, die in einer horizontalen Trennwand 100 gebildet sind, die den; Sinlassraum 96 von einer ein Filterbett enthaltenden Filterkammer 102 trennen* Während die Abgase durch die Öffnungen 98 strömen, wird ihre Geschwindigkeit erheblich erhöht, wie dies durch die konvergierenden und divergierenden Pfeile angedeutet ist« Die einzelnen öffnungen 98 sind mit einer Vielzahl von kugelförmigen Filterelementen 104 versehen, die den wirksamen Strömung squerschnitt weiterhin reduzieren und die Geschwindigkeit des Gases weiter erhöhen, so dass sich ein noch günstigerer Waschvorgang ergibt, als er in der USA-Patentschrift 3 348 beschrieben ist. Die ankommenden Abgase fliessen nach oben den Öffnungen 98 zu, und die Filterelemente 104 werden vorher mit Hilfe einer Vielzahl von Sprühdüsen 106 benetzt, die fein verteilte Tropfen oder Versprühungen der die Verunreinigungen aufsammelnden Waschflüssigkeit in den Gasfluss einführen, um so die Abgase, den Staub und die anderen Verunreinigungen im Gas zu benetzen und abzuscheiden. Die Waschflüssigkeit wird den Sprühdüsen 106 durch einen Verteiler 108 zugeführt und durch ein Steuerventil 110 gesteuert. Die benetzten Abgase fliessen nach oben durch die Öffnungen 98 der Trennwand 100 und dann nach oben in die Filterkammer 102, die ein grosses Filterbett 112 aufweist, das eine Vielzahl von sphärischen ■ . - 10 -

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Filterelementen hat, die auf einem Gitter 114 angeordnet sind* Innerhalb des Filterbettes 112 tritt eine intensive Schaumer-Zeugung ein* Dabei werden Staub* Rauch und andere in den Oasen enthaltene Verunreinigungsteilchen benetzt und in der Waschflüssigkeit gesammelt* Die Waschflüssigkeit und der bis zur oberen Fläche des Filterbettes reichende Schaum werden aus dem Gehäuse 84 durch ein Überlaufsystem 116 entfernt, das an eine Abfluss- oder Wasserbehandlungsanlage über eine Abflussleitung 118 angeschlossen ist. Damit ist die Höhe der

ψ Schäumansarnmlung oberhalb des Filterbettes 112 durch die Abfuhr der überflüssigen Flüssigkeit und des Schaumsbegrenzt. Ferner kann noch ein zentraler Überlauf 120 vorgesehen sein, um die Überschussflüssigkeit von der Mitte des Filterbettes zu entfernen und sie nach unten durch eine Leitung 122 und ein elastisches Ventil 124 dem unteren Teil der Filterkammer 102 unterhalb des Filterbettes 112 zuzuführen. Wenn nun die Abgase durch die obere Ebene des Filterbettes hindurchströmen, sind fast aller Rauch, Staub und andere Verunreinigungsteilchen entfernt und durch die Waschflüssigkeit aufgenommen, die dann abgezogen wird. Die gereinigten Gase fliessen weiter nach oben und durch eine Entneblungsvorrichtung 126 hindurch,

f die eine Vielzahl von in kleinem Abstand angeordneten Zick-Zack-Flügeln aufv/eist. Die Zick-Zack-Flügel verursachen eine plötzliche Umkehrung der Flussrichtung der Gase, so dass noch im Gas vorhandene Flüssigkeitstropfen sich an den Flügeln sammeln und unter ihrer Schwerkraft zurück in das Filterbett fliessen. Die Entnebelungsvorrichtung 126 führt den·endgültigen Verfahrensschritt bei der Reinigung des Gases durch, das dann nach oben in einen Auslassraum 128 am oberen Ende des Gehäuses 84 strömt. Die gereinigten Gase strömen.⁷ von diesem. Gehäuse in eine Abzugsleitung 130-, die an ein Abzugsgebläse 132 angeschlossen ist, die das- Gas nach oben- durch einen Schornstein 134 abgibt. Obwohl das düren den Schornstein 134

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hindurchströmende, gereinigte Gas noch einen beträchtlichen Anteil an Kohlenmonoxid haben kann, so kann doch .für die meisten Zwecke dieses Gas infolge des relativ hohen Feuchtigkeitsgehaltes und der relativ niedrigen Temperatur als inert betrachtet werden.

Gemäss der Erfindung ist der-Schachtofen 10 ferner mit einer ringförmigen Einlasskammer 140 versehen, die am Ofenschacht zwischen der Auslasskamrner 80 und der Beschickungsöffnung 44 angeordnet ist. Das inerte oder nicht brennbare Gas wird dem Ofenschacht 20 von den Einlasskammern 140 durch eine Vielzahl von in radialem Abstand angeordneten Durchgängen 140a zugeführt. Es dient als Abdeckung und verhindert, dass eine beträchtliche Menge von Aussenluft in den Ofenschacht durch" die Beschickungsöffnung 44 einfliesst und dann nach unten strömt, v/o sie sich mit brennbaren Gasen mischt, die am unteren Ende des Ofenschachtes erzeugt werden und nach oben der Beschickungsöffnung zu aufsteigen. Das inerte oder nicht brennbare Gas, wie es in den Ofenschacht durch die

dabei Einlasskammer 140 eingeführt wird, hi IfTi die Gase abzuleiten, ' die nach oben im Ofenschacht vom unteren Ende des Ofens in

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die Auslasskamraer 80 ttröm'en, die an den Staubabscheider angeschlossen ist. Ein Teil des in den Ofenschacht über die Winddüsen 32 eingeführten Gases und der gasförmigen, durch das Raffinierverfahren im unteren Teil des Schachtofens entstehenden Erzeugnisse kann nach oben durch die Abdeckung des inerten Gases und vorbei an der Einlasskammer 140 strömen und wird dann schliesslich durch die obere öffnung des Ofenschachtes 20 abgegeben. Der grösste Teil der Verunreinigungen und der schädlichen Staub- und Abgasprodukte wird jedoch durch die Auslasskammer 80 abgeführt und im Staubabscheider gereinigt, bevor sie über den Schornstein 134 abgegeben werden, so dass nur ein verhältnismässig kleiner Anteilen Verunreinigungen aus der ganzen Anlage in die Atmosphäre gelangt.

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Gemäss der Erfindung sind zwei Gasquellen für das nicht "brennbare oder inerte Gas vorhanden, das über die Einlasskammer 140 in den Ofenschacht durch die Durchgänge 140a eingeführt wird. Die .eine Gasquelle wird durch die erwärmten, aus dem Winderhitzer 60 kommenden Verbrenur.gsabgase gebildet. Zu. diesem Zweck ist eine Zufuhrleitung 142 vorgesehen, die das Abgaskamin 78 des Winderhitzers mit der Einlasskammer 140 verbindet. Eine Steuerklappe 144 ist im Abgaskamin 78 vorgesehen, um die Heissgasmenge zu regulieren, die aus dem Abgaskamin ^ zum Einströmen in die Einlasskamner abgezweigt v/ird. Da die ' aus-dem Abgaskanin 78 ausströmenden Abgase zum grössteri Teil vollständig oxidiert sind und einen relativ niedrigen Anteil an Kohlenmonoxid und Sauerstoff enthalten, sind diese Abgase beim Einführen in den Ofenschacht über die Einlasskammer bei der Bildung einer Schicht aus iner-tem Gas in diesem Ofenschacht sehr wirkungsvoll, um explosive Zustände nicht auftreten zu lassen. Solche explosiven Bedingungen können vorhanden sein, wenn Aussenluft in übergrossen Mengen in den Ofenschacht durch die Beschickungsöffnung 44 eintritt und nach unten in den Ofenschacht einströmt, v/o sie sich mit den nichtoxidierten, im Ofen erzeugten Gasen mischt. Die. relativ inerten erwärmten Verbrennungs-Erzeugnisse aus dem Abgaskamin 78 strömen von den Durchgängen 140a mit einem geringen Unterdruck in den Ofenschacht-und werden zum grössten Teil durch die Auslasskammer 80 zusammen mit einem 'Grössteil der Abgase abgeführt, die durch den Raffinierprozess im Schachtofen erzeugt .v/erden. Diese Mischung wird im Staubabscheider 90 gereinigt, und infolgedessen ist die Gefahr einer die Atmosphäre verschmutzenden Abgabe von Abgasen aus der Anlage herabgesetzt. Die Steuerklappe 144 wird entsprechend eingestellt, um die Gasmenge zu regeln, die vom Abgaskamin 78 in den Ofenschacht 20 abgeleitet wird, um dort die notwendige Abdeckung zu erzielen und so ein Einströmen übermässiger Mengen von Aussenluft durch die Beschickungsöffnung 44 und einen Abwärtsfluss derselben im Ofenschacht zu verhindern. ,,

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Geniäss der Erfindung ist noch eine weitere Gasquelle für inertes oder nicht brennbares Gas zur Einführung in die Einlasskammer 140 dadurch vorgesehen, dass die aus dem Schornstein 134 des Staubabscheiders 90 austretenden Abgase verwendet werden» Diese Abgase sind ausserordentlich gut als Abdeckung geeignet, weil' durch die Behandlung im Staubabscheider ihre Gastemperatur beträchtlich reduziert und der Feuchtigkeitsgehalt erheblich durch die im Waschprozess eingeführte Flüssigkeit erhöht wurde. Das aus dem Schornstein 134 des Staubabscheiders 90 austretende, gereinigte Gas ist fast frei von Verunreinigungen. Falls es nicht als Gasquelle für das inerte Gas anstelle der Abgase aus dem Winderhitzer verwendet wird, kann dieses Abgas in die Atmosphäre abgegeben werden', wobei praktisch keine oder nur wenig Verschmutzungsgefahr auftritt. Da die Abgase aus dem Staubsammler kühles Kohlenmonoxid enthalten, sohat irgendein dem Ofenschacht durch die Einlasskainmer 140 zugeführtes Überschussgas die Tendenz, nach oben durch die Cnarge im Ofenschacht aufzusteigen, und verbrennt dann ohne Explosionsgefahr.

Wie dargestellt, ist zwischen der Einlasskammer 140und dem Schornstein 134 des Staubabscheiders eine Verbindungsleitung 146 vorgesehen, die eine Steuerklappe 148 aufweist, um die Gasmenge zu regeln, die vom Schornstein in die Einlasskammer 140 abgezweigt wird. Gegebenenfalls kann Gas sowohl vom Schornstein 134 als auch vom Abgaskamin 78 der Einlasskammer 140 zugeführt werden, wobei die gewünschten Anteile durch Einstellen der Steuerklappen 144 und 148 gesteuert v/erden.

Theoretisch kann ein kleines Volumen des durch die Einlasskammer 140 eingeführten inerten Gases im Vergleich zu dem Volumen des durch die. Y/inddüsen 32 zugeführten Heisswindes einen leichten Unterzug im Ofenschacht zwischen der Einlasskammer I4O und der Auslasskamnier 80 ergeben, so dass das

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,inerte Gas eine wirksame Pufferzone im Ofensehacht 20 bildet. Dies bedeutet, dass praktisch keine grössere Menge von Verunreinigungen aufweisenden Abgasen aus dem Ofenschacht nach oben entweichen und an die Atmosphäre abgegeben v/erden kann, ohne dass sie vorher entsprechend behandelt und die schädlichen Verunreinigungen im Staubsammler 90 entfernt wurden.

Die vorliegende Erfindung ergibt ein sehr wirtschaftliches Verfahren, um in wirksamer Weise zur Reduzierung der Explosionsgefahr bereits vorhandene Gasquellen für inertes Gas zu benützen, das entweder vom-Winderhitzer oder vom Staubabscheider oder von beiden zugeliefert wird. Aussenden reduziert die vorliegende Erfindung die Abgabe von Abgasen mit einem grossen Anteil an Verunreinigungen, beispielsweise Staub und Rauch, oder eliminiert einen solchen Austritt vollständig. Wenn das Abgas aus dem Winderhitzer als Gasquelle für das inerte Gas verwendet wird, so ist die Möglichkeit einer atmosphärischen Verschmutzung aus dieser Gasquelle ebenfalls reduziert.

Das Verfahren gemass der Erfindung reduziert oder eliminiert in erheblichem Umfang die Gefahr einer Explosion im Ofensehacht 20, die dvirch übermässige Zufuhr von Aussenluft zum Ofenschacht über die Beschickungsöffnung 44 entsteht, wobei diese Luft im Ofenschacht nach unten strömt. Zusätzlich ergibt sich der Vorteil, dass das Gasvolumen auf ein Minimum herabgesetzt wird, das im Staubabscheider behandelt werden muss, ohne dass hierdurch der Wirkungsgrad der Anlage ungünstig beeinflusst wird»

Zwar ist die vorstehende Beschreibung im besonderen auf die Anwendung der Erfindung auf einen Schacht- oder Kupolofen . gerichtet, doch sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch bei vielen anderen Anwendungen mit Vorteil benutzt werden

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kann, und zv/ar immer dort, v/o Abgase mit atmosphärischen Verschmutzungen in einem Kamin oder Schornstein erzeugt werden. Bei jeder Installation oder bei jedem Verfahren, bei dem verscnutzte Abgase in einem Abgaskamin oder einer Leitung mit einer Öffnung fliessen, durch, die Aussenluft eintreten und sich, mit den Abgasen mischen kann, ist die Erfindung zur Vermeidung einer Explosionsgefahr vorteilhaft. In solchen .Installationen und Verfahren sind geeignete Gasquellen für ein relativ inertes oder nicht brennbares Gas ausser einem Winderhitzer im allgemeinen verfügbar, um so eine inerte Abdeckung oder eine Löschzone innerhalb des Kamins oder der Leitung zu bilden. Beispielsweise ist das Abgas aus einem zugehörigen Staubabscheider oder Hasswäscher üblicherweise eine günstige, meist vorhandene Gasquelle für ein solches Gas.

Es sei ferner darauf hingewiesen, dass die Ausdrücke "inert" und "nicht brennbar", wie sie in der Beschreibung und den Ansprüchen für Gase zur Bildung der Abdeckung oder der Pufferzone zv/ischen einer Öffnung und dem unteren Ende eines Schachtes oder einer Leitung verwendet werden, die brennbare, im Verfahren erzeugte oder vom Verfahren abgegebene Gase enthalten, nicht etwa bedeuten, dass diese Gase im strikten chemischen Sinn inert oder nicht brennbar sind. In anderen Worten, diese Gase können einen gewissen Anteil an chemisch aktiven und/oder oxidierenden Gasen, wie beispielsweise Luft, Sauerstoff, Kohlenmonoxid usw., aufweisen. Diese vorhandenen Anteile und die Bedingungen im Schacht, v/ie beispielsweise Temperatur, Feuchtigkeitsgehalt usw., sind derart, dass unter allen praktischen Verhältnissen die Einführung des Gases die Bildung von explosiven -Zuständen und eine schnelle Oxidation innerhalb des Schachtes verhindert, was sonst eintreten würde, wenn der Zutritt von Aussenluft durch die betreffende Einströaöffnung unkontrolliert erfolgen würde*

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Claims (9)

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1. Verfahren zum Steuern der Staub- und Rauchabgabe aus einem eine Öffnung aufweisenden Behälter, insbesondere aus dem Ofenschacht eines Schachtofens, dessen Beschickungsöffnung im Abstand oberhalb der in der Fähe des unteren Endes des Ofenschachtes befindlichen Winddüsen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ofenschacht zwischen der Beschickungsöffnung und den Winddüsen inertes Gas zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der im Ofenschacht fließenden Gasean einer zwischen den Winddüsen und der Beschickungsöffnung befindlichen Auslaßöffnung abgezogen und einem Staub, Rauch und Verunreinigungen abscheidenden Staubabscheider zum Erzeugen von inertem Gas zugeführt wird, das dann in gereinigtem Zustand mindestens zum Seil in den Ofenschacht zwischen der Beschickungsöffnung und der Auslaßöffnung eingeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gereinigte Gas in gekühltem und/oder benetztem Zustand den Staubabscheider verläßt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als inertes Gas mindestens ein Teil der Abgase eines Winderhitzers verwendet wird.

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofenschacht (20) eines Schachtofens (10) ein Winddüsensystem (30, 32) in der Nähe seines unteren Endes (,22) und

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im Abstand oberhalt» desselben eine Beschickungsöffnung (44) hat, und daß zwischen dem Winddüsensystem (30, 32) und der Beschickungsöffnung (44) eine Zufuhrvorrichtung (140) angeordnet ist, über die inertes Gase dem Inneren des Ofenschachtes (20) zuführbar ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß . zwischen dem Winddüsensystem (30, 32) und der Zufuhrvorrichtung (140) eine Abzugsvorrichtung (80) angeordnet ist, die über eine Verbindungsleitung (82) mit dem Einlaß (96) eines Staubabscheiders (90) verbunden ist, dessen Auslaß (134) über eine Verbindungsleitung (146) mit der Zufuhrvorrichtung (HO) verbunden ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Staubabscheider ein Haßreiniger (90) ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zuführung von Heißwind zum Winddüsensystem (30, 32) ein Winderhitzer (60) vorgesehen ist, dessen Abgasauslaß (78) mit der Zufuhrvorrichtung (140) durch eine Verbindungsleitung (142) verbunden ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 8» dadurch gekennzeichnet, daß eine Reguliervorrichtung (148, 144) in der Verbindungsleitung (146, 142) vom Auslaß (134) des Staubabscheiders (90) und/oder vom Auslaß (78) des Winderhitzers (60) zur Zufuhrvorrichtung (HO) vorgesehen ist.

909851/1289

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