DE2737393B2 - Gichtgasreinigungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gichtgasreinigungsanlage für einen Druckhochofen, mit Staubsack, Expansionsturbine, Regelventil, Naßentstaubungseinrichtung mit Ringspaltwaschvorrichtung und Regeleinrichtung, wobei die Expansionsturbine hinter dem Staubsack und das Regelventil in einer die Expansionsturbine umgebenden Bypaßleitung, die Ringspaltwaschvorrichtung hinter der Expansionsturbine angeordnet sind, wobei ferner die Regeleinrichtung bei Lage des Zustandspunktes der Anlage unterhalb der Turbinenarbeitskennlinie den Druck an der Gicht des Druckhochofens mit Hilfe des Regelventil im Umgehungsbypaß steuert.

Bei einer bekannten Anlage der beschriebenen Gattung (Zeitschrift »Stahl und Eisen«, 1970, Seiten 1154 bis 1159) steht als Regelorgan für die Regelung des Gichtgasdruckes lediglich das Regelventil in der Bypaßleitung der Expansionsturbine zur Verfügung. Deswegen muß diese Anlage stets so betrieben werden, daß der Betriebsdruck des Hochofens in einer Zone unterhalb der Turbincnarbeitskennlinie liegt, damit stets eine gewisse Gasmenge durch das Regelventil in der Bypaßleitung fließt und die Regelung des Gegendruckes ermöglicht wird. - Betriebszuständc, bei denen der Zustandspunkt der Anlage, ti. h. der Betriebsdruck des Hochofens in einer Zone oberhalb der Turbinenkennlinie liegt, sind nicht zugelassen. Hier wird empfohlen, zur Vermeidung solcher Betriebszuständc entweder den äquivalenten offenen Turbinenc|uerschnitt zu verkleinern oder die Windmenge bzw. die Gasmenge zu erhöhen, um wiederum die Kennlinie der Expansionsturbine zu erreichen.

Im übrigen kennt man Gichtgasreinigungsanlagen, bei denen die Expansionsturbine einer Naßentstaubungseinrichtung, gegebenenfalls mit Ringspaltwaschvorrichtung, nachgeschaltet oder parallel geschaltetist(DE-AS2355457,DE-AS2439758),Stets sind die Naßentstaubungsanlagen funktionell differenziert Bei Parallelschaltung ist ein Strömungskanal mit Ringspaltwaschvorrichtung über einen Tropfenabscheider oder dergleichen an den Abgaskanal angeschlossen, während in dem anderen Strömungskanal mit selbständig funktionierender Naßentstaubungseinrichtung die Expansionsturbine liegt. Dabei ist die Naßentstaubungseinrichtung des ersten Strömungskanals ausschließliches Stellglied des Regelkreises zur Konstanthaltung des an der Gicht des Hochofens herrschenden Gasdruckes. Die Naßentstaubungseinrichtung im anderen Strömungskanal bringt das Gas lediglich auf die Maschinenreinheit, welche die Expansionsturbine verlangt. - Bei der Ausführungsform, bei der funktionell unabhängige Naßentstaubungseinrichtungen hintereinandergeschaltet sind, ist ein Strömungskanal, der zu dem Abgaskanal führt, hinter der letzten Naßentstaubungseinrichtung angeordnet und ist ferner ein Bypaßkanal vorgesehen, der hinter der ersten Naßentstaubungseinrichtung abzweigt und in dem die Expansionsturbine liegt. Hier wird die in Strömungsrichtung erste Naßentstaubungseinrichtung auf maschinenreines Gas für die Expansionsturbine gefahren, während die zweite Naßentstaubungseinrichtung als Stellglied in einem Regelkreis für die Regelung des Gasdruckes an der Gicht des Druckhochofens dient.

Das alles hat sich an sich bewährt, ist jedoch wegen der beschriebenen funktioneilen Differenzierung aufwendig. Darüber hinaus müssen in bezug auf den Wirkungsgrad der Reinigung und/oder der Energierückgewinnung häufig Kompromisse in Kauf genommen werden. Die betreffende Anlage kann nicht ohne weiteres so gefahren werden, daß tv i rillen Betriebszuständen sowohl die Gichtgasreinigung als auch die Energierückgewinnung optimal eingestellt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Gichtgasreinigungsanlage so weitcrauszubilden, daß auch bei Lage des Zustandspunktes der Anlage oberhalb der Turbinenarbeitskennlinie eine einwandfreie Regelung des Druckes an der Gicht des Druckhochofens möglich ist und daß gleichzeitig sichergestellt ist, daß in der Ringspaltwaschvorrichtung eine ausreichende Reinigung der Gichtgase erfolgt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Ringspaltwaschvorrichtung als Regelspaltwaschvorrichtung ausgebildet ist und daß die Regeleinrichtung bei Lage des Zustandspunktes P der Anlage oberhalb der Turbinenarbeitskennlinic K den Druck an der Gicht des Druckhochofens mit Hilfe der Regelspaltwaschvorrichtung steuert. - Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung soll die Rcgelspaltwaschvorrichtung mit einem oder mit mehreren Ringspaltwaschern ausgerüstet sein.

Mit der crfindungsgcmiißcn Anlage ist ei·¹ j Regelung des Druckes an der Gicht des Dnickhochofens auch dann möglich, wenn sich der Zustandspunkt der Anlage oberhalb tier Turhinenkcnnlinic befindet. Im Rahmen der dafür notwendigen regeltechnischen Maßnahmen ergibt sich gleichzeitig auch ein für die Entstaubung ausreichender und im allgemeinen sehr günstiger Differ.Miztlruek in der Ringspaltwaschvor-

richtung.

Im einzelnen arbeitet die erfindungsgemäße Anlage so, daß im Staubsack hinter dem Druckhochofen eine Abscheidung der lediglich groben Verunreinigungen vorgenommen wird, daß das Gas mit den darin verbleibenden Stäuben der Expansionsturbine zugeführt wird, und daß schließlich die verbleibenden Stäube in der Regelspaltwaschvorrichtung einwandfrei und ausreichend abgeschieden werden, obgleich die Regelspaltwaschvorrichtung eine zusätzliche regeltechnische Funktion erfüllt und nicht nur nach rein entstaubungstechnischen Gesichtspunkten, sondern bei Lage des Arbeitspunktes der Anlage oberhalb der Turbi- nenarbeitskennlinie auch zur Regelung des Druckes an der Gicht des Druckhochofens verstellt wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert, und zwar bezüglich Aufbau und Funktion.

Die in der einzigen Figur dargesieiiie Gichtgasreinigungsanlage arbeitet hinter einem Druckhochofen 1. — Zur Gichtgsreinigungsanlage gehören zunächst

eine Entstaubungseinrichtung 2 mit Regelspaltwaschvorrichtung 3,

eine Expansionsturbine 4 mit vorgegebener Turbinenarbeitskennlinie, Umgehungsbypaß 5 sowie Regelventil 6 im Umgehungsbypaß 5 und eine Regeleinrichtung 7 für die Regelung des Gasdruckes an der Gicht des Druckhochofens 1.

Die Regeleinrichtung 7 beeinflußt die Regelspaltwaschvorrichtung 3 und das Regelventil 6 im Umgehungsbypaß 5 nach Maßgabe der Lage des Zustandspunktes P der Anlage im Turbinenarbeitskennliniendiagramm. Dieses ist in die Figur rechts oben eingetragen worden, wobei als Ordinatenachsc der Druck im abströmenden Gichtgas, als Abszissenachse die Gichtgasmenge eingetragen sind. - Die Expansionsturbine 4 mit ihrem Umgehungsbypaß 5 und mit ihrem Regelventil 6 liegt in der Gichtgadcitung vor der Entstaubungseinrichtung 2 mit ihrer Regelspaltwaschvorrichtung 3, jedoch ist ein Staubsack 8 vorgeschaltet.

Es wirü mit einem Staubsack gearbeitet, bei dem das G&-> von oben in einen Diffusor strömt. Dieser Diffusor ist von einem zylindrischen Gehäuse umgeben. Das Gas wird beim Austritt aus dem Diffusor scharf umgelenkt und steigt in dem den Diffusor umgebenden zylindrischen Gehäuse wieder nach oben. Der Staut) fällt dabei in den sich an das zylindrische Gehäuse nach unten anschließenden Staubsack. Die Abscheidung im Staubsack hängt von der größten Steiggeschwindigkeit fm Absetzraum des Staubtopfes (zylindrischer Teil) ab. Alle Teilchen, deren Sinkgeschwindigkeit im ruhenden Gas größer ist als diese Steiggeschwindigkeit, fallen im Schwerefeld aus. Gewöhnlich werden Staubsäcke so ausgeführt, daß alle Teilchen > 140 μ abgeschieden werden. Die verbleibenden Stäube bis 7u ca. 3 μ werden dann in der Regelspaltwaschvorrichtung abgeschieden. - Der Eintrittsdruck in der Turbine hängt davon ab, mit welchem Druck der Hochofen gefahren werden soll. In der Turbine wird das Gas bis auf ca. 1,2 at entspannt. Die Gasgeschwindigkeit in der Turbine soll regelmäßig 300 m/s nicht überschreiten.

Die Regeleinrichtung 7 arbeitet bei Lage des Zustandspunktes P der Anlage oberhalb der Turbinenarbeitskennlinie K auf die Regelspaltwaschvorrichtung 3, so daß in diesem Bereich die Regelspaltwaschvorrichtung 3 den Druck an der Gicht des Druckhochofeiis 1 regelt. Die Regeleinrichtung 7 steuert jedoch bei Lage des Zustandspunktes P der Anlage unterhalb der Turbinenarbeitskennlinie K den Druck an der Gicht des Druckhochofens 1 mit Hilfe des Regelver.Mls 6 im Umgehungsbypaß 5. - Die Expansionsturbine 4 selbst nimmt also an der Druckregelung nicht teil und kann auf optimale Leistungsabgabe gefahren werden.

Sowohl wenn der Zustandspunkt P oberhalb der Turbinenarbeitskennlinie K Hegt als auch dann, wenn der Zustandspunkt P unterhalb der Turbinenarbeitskennlinie K liegt, funktionieren einerseits die Druckregelung für den Druck an der Gicht des Druckhochofens I und andererseits die Entstaubung weitgehend optimal. Nimmt man zunächst an, daß der Zustandspunkt P oberhalb der Turbinenarbeitskennlinie K liegt, so wird die Rgelspaltwaschvorrichtung so eingestellt, daß das über der Turbinenarbeitsk-innlinie liegende Druckgefälle in der Regelspaltwaschvorrichtung abgebaut wird, wobei dieses Druckgefälle dem Beirage nach mindestens so groß sein muß, wie der zur optimalen Reinigung notwendige Differenzdruck.

Liegt der Zustandspunkt P unterhalb der Turbinenarbeitskennlinie, so muß bei gleichem Druck die Menge vom Zustandspunkt P bis zur Turbinenarbeitskennlinie durch den Bypaß 5 gehen, was dadurch erreicht wird, daß das Regelventil 6 auf den Druck des Zustandspunktes P eingestellt wird. Dabei ist natürlich zu beachten, daß der für die optimale Reinigung notwendige Differenzdruck an der Regelspaltwnschvorrichtung zur Verfügung steht.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   U GichtgasremJgungsanlage für einen Druckhochofen, - mit

   Staubsack,

   Expansionsturbine,

   Regelventil,

   Naßentstaubungseinrichtung mit Ringspaltwaschvorricbtung,

   Regeleinrichtung,

   wobei die Expansionsturbine hinter dem Staubsack und das Regelventil in einer die Expansionsturbine umgehenden Bypaßleitung, die Ringspaltwaschvorrichtung hinter der Expansionsturbine angeordnet sind, wobei ferner die Regeleinrichtung bei Lage des Zustandspunktes der Anlage unterhalb der Turbinenarbeitskennlinie den Druck an der Gicht des Dnickhochofens mit Hilfe des Regei i'entils im Umgehungsbypaß steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringspaltwaschvorrichtung als Regelspaltwaschvorrichtung (3) ausgebildet ist und daß die Regeleinrichtung (7) bei Lage des Zustandspunktes P der Anlage oberhalb der Turbinenarbeitskennlinie K den Druck an der Gicht des Dnickhochofens (1) mit Hilfe der Regelspaltwaschvorrichtung (3) steuert.
2. 2. Gichtgasreinigungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelspaltwaschvorrichtung (3) mit einem oder mit mehreren Ringspi.'twaschern ausgerüstet ist.