DE3026019A1

DE3026019A1 - Verfahren zur gewinnung von gichtgas aus einem hochofen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3026019A1
Application number: DE19803026019
Authority: DE
Inventors: Kazumi Inoue; Masaoki Yokohama Kanagawa Takahashi; Shunzo Tono
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1979-10-30
Filing date: 1980-07-09
Publication date: 1981-05-07
Also published as: GB2061472A; JPS5665908A; BR8004281A; DE3026019C2; CA1135958A; AU529584B2; AU5929480A; GB2061472B; US4315619A

Description

Ishikawajima Harima 20 447 6O/ir

Jukogyo K.K.

Tokio/japan

Verfahren zur Gewinnung von Gichtgas aus einem Hochofen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Gichtgas aus einem Hochofen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Im allgemeinen wird ein Hochofen, und meistens unter hohem Druck, betrieben, um stabilisierte und hohe Produktivitätsraten zu erhalten.

Dabei steht der Innenraum des Hochofens mit der umgebenden Atmosphäre über einen Einfüllkasten in Verbindung, dessen Druck derart angehoben oder abgesenkt wird, daß die Stoffe in den Hochofen unter dem Druck eingefüllt werden können, der dem Druck in der Gicht entspricht.

Um einen Druckausgleich im Einfüllkasten mit dem Atmosphärendruck zu schaffen, wurde das Gichtgas im allgemeinen in die umgebende Atmosphäre über eine Gichtgasauslaßleitung oder dergleichen abgelassen. Das Gichtgas enthält jedoch nicht nur eine große Menge (etwa 0,3 kg/Nm³) CO, das gesundheitsschädlich ist, sondern auch eine große Menge Staub (in der Größenordnung von 10 bis 30 g/Nm³). Weiterhin wird der Hochofen etwa 500 bis 800mal/Tag mit diesen Stoffen beschickt, und das

130019/0629

Volumen der abgelassenen Gichtgasmengen beträgt bis zu 1000 Nm / Beschickung, wobei 200 Tonnen CO und 15 Tonnen Staub abgelassen werden, insofern stellen die Luftverschmutzung und der erzeugte hohe Lärmpegel, wenn das Gichtgas abgelassen wird, sehr ernsthafte Umweltprobleme dar. Zusätzlich ist es aus der Sicht der immer weiter ansteigenden ernsthaften Energieprobleme sehr unökonomisch, das Gichtgas abzulassen, das Wie ein Öl verbrannt werden kann.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit denen die vorstehenden Probleme beseitigt werden, die bei einem Hochofen auftreten, bei dem das Gichtgas in die umgebende Atmosphäre abgelassen wird, ohne daß es entsprechend aufbereitet und thermisch verwendet wird.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der fünf bevorzugte Ausführungsformen dargestellt sind, sowie aus den Ünteransp rächen.

Es zeigen

Fig. 1 bis 5 jeweils ein Fließdiagramm einer von fünf erfindungsgemäßen Ausführungsformen.

Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen ähnliche Teile in den Figuren .

Die Fig. 1 zeigt die erste Ausführungsform. Die Gicht 2 eines Hochofens 1 ist mit einer Gichtgasleitung 3 in Verbindung, die als Leitung für unbehandeltes Gichtgas bezeichnet wird, da es sich um ein mit Staub belastetes Gichtgas handelt, das aus der Gicht abfließt. Die Gichtgasleitung 3 steigt zu einem Gichtgas-

130019/0629

rohrventil 4 für unbehandeltes Gichtgas auf, das am höchsten Punkt der Gichtgas leitung 3 angeordnet ist. Von dem Gichtgasrohrventil 4 steigt die Gichtgasleitung 3 über einen Staubabscheider 5 vom trockenen Typ, einen ersten Gasreiniger 6, ein Gichtdruckregelventil 7 und einen zweiten Gasreiniger 8 ab und ist mit einem nicht gezeigten Gasspeicher in Verbindung.

Ein Gichteinfüllkasten 9 des Hochofens 1 ist mit einer Gasleitung 10 für teilweise behandeltes Gas in Verbindung, die wie die Gichtgas leitung 3 aufsteigt und mit einem Gicht gas rohrventil 11 für teilweise behandeltes Gichtgas, das am höchsten Punkt der Gasleitung 10 angeordnet ist, über ein Gasablaßventil 12, einen zweiten Gasabscheider 13 und ein Druckausgleichsventil in Verbindung steht. Danach steigt die Gasleitung 10 ab und ist mit der Gichtgasleitung 3 zwischen dem ersten Gasreiniger 6 und dem Gichtgasregelventil 7 verbunden.

Die Gichtgasleitung 10 für teilweise behandeltes Gichtgas verzweigt sich zwischen dem Staubabscheider 13 und dem Druckausgleichsventil 14. und ist über ein Abscheide- oder Regulierungsventil 15 und eine Abgasablaßleitung 17 mit einer Auslaßvorrichtung 16 verbunden. Die Gasleitung 10 verzweigt sich ebenfalls zwischen dem Gichtgasrohrventil 11 und der Verbindung mit der Gichtgasleitung 3 zwischen dem ersten Gasreiniger 6 und dem Gichtdruckregulierungsventil 7 und ist über ein Ventil 18, das die Ablaßvorrichtung betreibt, mit dieser Ablaßvorrichtung 16 in Verbindung. Der Auslaß der Ablaßvorrichtung ist mit der Gasleitung 3 zwischen dem Gichtdruckregelventil 7 und dem zweiten Gasreiniger 8 verbunden.

Der Staubabscheider 13 in der Gichtgasleitung 10 ist nicht nur mit dem Gichteinfüllkasten 9 über eine Druckablaßleitung 19, sondern auch mit einem Parry-Trichter (bell hopper) 20 des Hochofens über zwei zweite Druckausgleichsventile21 und 22, die in Reihe geschaltet sind, in Verbindung. Ein Gas aufnahmetank 24

130019/0629

ist mit der Leitung 23 verbunden, die zwischen den Druckausgleichsventilen 21 und 22 angeordnet ist und diese verbindet.

Die zweiten Druckausgleichsventile 21 und 22, die diese verbindende Leitung 23 und der G as aufnahme tank 24 stellen eine Druckleitung dar, mit der der Druck im Gichteinfüllkasten 9 auf den innerhalb der Gicht 2 vorliegenden Wert angehoben werden kann, nachdem der Druckausgleich über die Gichtgasleitung 10, das Druckausgleichsveritil 14 und über die nachstehend beschriebene Weise geschaffen worden ist.

Nachfolgend wird-der Betrieb der ersten Ausführungsform erläutert.

Das Gichtgas, das'immer im Hochofen 1 entwickelt wird, wird über die Gichtgasleitung für unbehandeltes Gichtgas 3 in den nicht gezeigten Gasspeicher abgelassen. Das Gichtdruckregelventil 7 wird so eingestellt, daß der Druck des abgelassenen Gichtgases bei einem vorbestimmten, entsprechenden Wert gehalten wird. Wenn der Hochofen 1 mit den Stoffen beschickt wird, muß der Druck im Gichteinfüllkasten 9 mit dem Druck im Parry-Trichter 20 ausgeglichen sein. Dieser Schritt wird auch als "Druckausgleich" bezeichnet. In diesem Fall werden das Staubablaßventil 12 und das Druckausgleichsventil 14 geöffnet, während das Ablaßventil 15 und das Ventil 18, das die Auslaßvor— richtung betreibt, geschlossen sind. Dabei fließt das Gichtgas aus der Gicht 2 zuerst durch die Gasleitung 3 für das unbehandelte Gichtgas und die Gasleitung 10 für das teilweise behandelte Gichtgas in den Gichteinfüllkasten 9, wodurch sich der Druck darin hebt. Wenn der Druck im Gichteinfüllkasten 9 mit dem Druck im Parry-Trichter 20 ausgeglichen ist, werden die Beschickungsstoffe, im Gichteinfüllkasten 9 in den Parry-Trichter 20 eingeführt. Danach wird der Gichteinfüllkasten 9 geschlossen, während der Parry-Trichter geöffnet bleibt, so daß die Beschickungsstoffe in die Gicht 2 des Hochofens 1 fallen. Danach muß der

130019/0629

Druck im Gichteinfüllkasten 9 mit dem atmosphärischen Umgebungsdruck ausgeglichen werden. Dieser Schritt wird als "Druckablaß" bezeichnet. Dieser Druckablaß besteht aus zwei Schritten. Im ersten Schritt werden das Staubablaßventil 12 und das Druckausgleichsventil 14 geschlossen, während das Ablaßventil 15 geöffnet wird. Dabei wird das Gas aus dem Gicheinfül!kasten 9 über den zweiten Staubabscheider 13, die Gichtgasleitung 10 für das teilweise behandelte Gichtgas, die Ablaßleitung 17 und den zweiten Gasreiniger 8 in den nicht gezeigten Gasspeicher abgelassen. In diesem Fall werden die dispergierten Teilchen abgefangen und im zweiten Gasreiniger 13 gesammelt. Nachdem dieser erste Ablaßschritt beendet ist, ist der Druck in und um den zweiten Gasreiniger 8 im allgemeinen um 650 bis 1000 mm aq (Wassersäule) höher als der Atmosphärendruck. Im zweiten Druckablaßschritt kann der Druck im Gichteinfüllkasten 9 auf das atmosphärische Druckniveau abgesenkt werden. Dabei wird in dem zweiten Schritt das die Auslaßvorrichtung antreibende Ventil 18 zusätzlich geöffnet, so daß das unbehandelte Gichtgas aus dem Hochofen 1 durch die Gichtgasleitung 3 und die Gichtgasleitung 10 für das teilweise behandelte Gichtgas in die Auslaßvorrichtung 16 fließen kann. Dadurch wird der Druck im Gichteinfüllkasten 9 zwangsläufig auf atmosphärischen Druck abgesenkt.

Der im zweiten Staubabscheider 13 während des Druckablaßschritts niedergeschlagene und gesammelte Staub wird automatisch während des Druckausgleichsschritts in den Hochofen 1 durch die Gichtgasleitung 10 für das teilweise behandelte Gichtgas, das Gasablaßventil 12 und den Gichteinfüllkasten 9 zurückbefördert.

Nachdem der Druck im Gichteinfüllkasten 9 auf Atmosphärendruck in der vorstehenden Weise abgesenkt worden ist, werden neue Beschickungsstoffe in den Gichteinfüllkasten 9 eingefüllt. Danach wiederholt sich der gleiche Verfahrensablauf, wenn der Hochofen mit den Stoffen beschickt wird.

130019/0629

In Fig. 2 ist die zweite Ausführungsform dargestellt.

Die zweite Ausführungsform gemäß Fig. 2 ähnelt im wesentlichen der in Fig. 1 vorstehend beschriebenen Ausführungsform mit der Ausnahme, daß

a) das Druckausgleichsventil 14 und das Druckablaßventil 15 stromab vom Gichtgasrohrventil 11 angeordnet sind und sich an derartigen Stellen befinden, wo das Bedienungspersonal sie vom Boden, einer Plattform, einem Deck oder einem Niveau aus, das sich näher am Erdboden befindet, betätigen kann, wodurch der Betriebsablauf erleichtert werden kann, und

b) ein zusätzliches Ventil 25 für den Druckablaß und -ausgleich zwischen dem Gichtgasrohrventil 11 und dem zweiten Staubabscheider.13 anstelle des Druckausgleichsventils 14 vorgesehen ist.

Der Betriebsablauf der zweiten Ausführungsform ähnelt im wesentlichen dem der ersten Ausführungsform mit Ausnahme einiger nachstehend beschriebener Betriebsweisen. Beim Druckausgleich wird nämlich zusätzlich zu dem Betrieb der Ventile, der vorstehend in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurde (das Staubablaßventil 12 und das Druckausgleichsventil 14 werden geöffnet, während das Druckausgleichsventil 15 und das Ventil zum Betrieb der Auslaßvorrichtung geschlossen sind), das Ventil 25 für den Druckablaß, und -ausgleich geöffnet gehalten. Anschließend fließt das Gichtgas in den Gichteinfüllkasten 9 über die Leitungen 3 und 10, wobei ein Druckausgleich erhalten werden kann. Nach Einstellung des Druckausgleichs wird das Ventil 25 für den Druckablaß und -ausgleich geschlossen. Beim Druckablaß wird das Ventil 25 für den Druckablaß und —ausgleich geöffnet, wenn der Druckabiaßschritt eingeleitet werden soll, während es nach dem Druckablaß geschlossen wird. Dies geschieht zusätzlich zur Betätigung der anderen Ventile, die vorstehend in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurde.

130019/0629

Wenn vor dem Öffnen des Ventils 25 zum Druckablaß und -ausgleich im Falle des Druckablasses das Druck ab laß ventil 15 geschlossen ist, während das Druckausgleichs ventil 14 geöffnet ist, oder umgekehrt, kann gemäß der zweiten Ausführungsform die Passage vom Ventil 25 zum Druckausgleichsventil 14 oder zum Druckablaßventil 15 vorher abgelassen werden. Dabei ist die zweite Ausführungsform insofern vorteilhaft, als die benötigte Zeitspanne, um den Druck in dem Gichteinfülltrichter 9 abzulassen oder mit dem atmosphärischen Druck auszugleichen, beträchtlich verkürzt werden kann.

Wenn jedoch eine Verkürzung der Druckablaßzext nicht notwendig ist, kann das Ventil 25 normalerweise offenbleiben, mit Ausnahme eines Notfalles, wenn das Gichtgasrohrventil 11 geöffnet werden muß, so daß der Druckablaß aus dem Gichteinfüllkasten 9 nur durch Betätigen des Druckausgleichsventils 14 und des Druckablaßventils 15 bewerkstelligt werden kann.

In Fig. 3 ist die dritte Ausführungsform beschrieben.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 ähnelt im wesentlichen der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform, mit der Ausnahme, daß das Gichtgasrohrventil 11 in der Nähe angeordnet oder direkt mit dem Gichtdruckregelventil 7 verbunden ist und das Ventil zum Druckablaß und -ausgleich entfallen ist. Der Druckablaß aus dem Gichteinfüllkasten 9 kann schon durch die Betätigung des Druckausgleichsventils 14 und des Druckablaßventils 15 in einer Weise erfolgen, die der vorstehend beschriebenen Weise ähnelt.

In Fig. 4 ist die vierte Ausführungsform gezeigt.

Die vierte Ausführungsform gemäß Fig. 4 ähnelt der vorstehend in Fig. 3 beschriebenen Ausführungsform, mit der Ausnahme, daß das Gichtgasrohrventil 11 zwischen der Leitung 10 stromab vom Druckausgleichsventil 14 und der Leitung angeordnet ist, die die Auslaßvorrichtung 16 und die Leitung 3 miteinander verbindet, die zwischen dem Gichtdruckregelventil 7 und dem zweiten

130019/0629

Gasreiniger 8 verläuft. Diese Anordnung ist insofern vorteilhaft, als bei einem Notfall die Druck ab Senkung im Gichteinfüllkasten -9 erfolgen kann, ohne daß dadurch Gichtgas in die Umgebungsluft entweicht. Zusätzlich beeinflußt diese Anordnung insgesamt nicht nachteilig den normalen Betrieb oder den vorstehend beschriebenen Druckausgleich oder -ablaß.

Die fünfte bis achte Ausführungsform ist in den Fig. 5 bis 8 beschrieben.

Diese in den Fig. 5 bis 8 gezeigten Ausführungsformen ähneln im wesentlichen den Ausführungsformen 1 bis 4, die hinsichtlich der Fig. 1 bis 4 beschrieben wurden, mit der Ausnahme, daß zusätzlich ein Sicherheitsventil 26 für Notfälle vorgesehen ist. Dieses Sicherheitsventil 26 ist betriebsmäßig mit einem nicht gezeigten Drucksensor, der im Gichteinfüllkasten 9 vorgesehen ist, und einem ebenfalls nicht gezeigten Regelsystem des Gichtgasführungssystems derart verbunden, daß das Sicherheitsventil 26 betätigt werden kann, um das Gichtgas abzulassen, wenn der Druck im Gichteinfüllkasten 9 einen zuvor bestimmten kritischen Wert überschreiten sollte.

Dadurch kann das Sicherheitsventil 26 wirksam das Öffnen eines kleinen Trichters und/oder die Rißbildung im Gichteinfüllkasten 9 verhindern, die auf einen unnormalen Druckanstieg im Gichteinfüllkasten zurückzuführen sind.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand einiger bevorzugter Ausführungsformen beschrieben. Es können natürlich zahlreiche Veränderungen vorgenommen werden. Beispielsweise wird in den bevorzugten Ausführungsformen die Auslaßvorrichtung 16 als Einrichtung zum Ablassen des Gichtgases verwendet, wobei die Auslaßvorrichtung 16 durch das Gichtgas betätigt wird, das durch die Gichtgasleitung 10 für,das teilweise behandelte Gichtgas zugeführt wird. Natürlich kann jedes andere geeignete Medium, beispielsweise eine Kraftquelle aus Wasserdampf, Stickstoffgas oder dergleichen zusätzlich

130019/0629

3026Ö

zum Betrieb der Auslaßvorri'rYtung 16 vorgesehen sein. Der zweite Gasreiniger 8 ist unmittelbar vor dem nicht gezeigten Gasspeicher vorgesehen. Er kann jedoch auch weggelassen werden, da er nicht erfindungswesentlich ist.

Es ist jedoch zu bemerken, daß die Staubentfernung aus dem Gichtgas durch den zweiten Gasreiniger 8 zu einem erheblich wirksameren Einsatz des wiedergewonnenen Gichtgases führen kann.

Erfindungsgemäß kann also das Gichtgas in den Gasspeicher über eine vollkommen geschlossene Gichtgasleitung abgelassen werden. Dadurch können die Luftverschmutzung und das Lärmproblem beseitigt werden. Zusätzlich kann das in dem Gasspeicher gewonnene Gichtgas für unterschiedliche Zwecke verwendet werden, so daß eine wirksame Energieersparnis erzielt werden kann.

130019/0629

Claims

Patentansprüche

. Verfahren zur Gewinnung von Gichtgas aus einem Hochofen, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) den Druck in einem Gichtgaseinfüllkasten mit dem Druck im Hochofen ausgleicht, wobei das Gichtgas aus dem Gichtbereich des Hochofens in den Gichteinfüllkasten durch eine erste Gasleitung für unbehandeltes Gichtgas und eine zweite Gasleitung für teilweise behandeltes Gichtgas, die mit der ersten Gasleitung verbunden ist, fließt,und

b) den Druck im Gichteinfüllkasten auf atmosphärisches Druckniveau absenkt, wobei zuerst der Druck im Gichteinfüllkasten auf einen vorbestimmten Wert durch Ablassen des Gases im Gichteinfüllkasten in einen Gasspeicher durch eine Druckablaßleitung, die mit dem Gichteinfüllkasten in Verbindung steht, die zweite Gasleitung und Ablaßleitung vermindert wird, die in der Hälfte der zweiten Gasleitung verzweigt ist und mit der ersten Gasleitung stromab von der Verbindung zwischen der ersten und zweiten Gasleitung verbunden ist, und zweitens den Druck im Gichteinfüllkasten durch Betätigen einer Druckausgleichsvorrichtung, die in der Ablaßleitung vorgesehen ist, auf den Umgebungsluftdruck erniedrigt.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

130019/0629

eine erste Gichtgasleitung, die sich von einem Hochofen zu einem Gasspeicher erstreckt, um das Gichtgas in diesen Gasspeicher einzuführen, wobei die erste Gichtgasleitung ein Gichtdruckregelventil vor dem Gasspeicher aufweist, eine zweite Gichtgasleitung für teilweise behandeltes Gas, die die erste Gichtgasleitung für unbehandeltes Gas vor dem Gichtdruckregelventil mit einem Gichteinfüllkasten verbindet und ein Druckausgleichsventil aufweist, und eine Ablaßleitung, die sich von der zweiten Gichtgasleitung vor dem Druckausgleichsventil verzweigt und mit der ersten Gichtgasleitung hinter dem Gichtdruckregelventil verbunden ist und zusätzlich ein Druckablaßventil und eine Hochdrucksverminderungseinrichtung hinter dem Druckablaßventil aufweist,
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckablaß- und -ausgleichsventil in der zweiten Gichtgasleitung vor der Verbindung zwischen der zweiten Gichtgaslei— tung und der Ablaßleitung vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sicherheitsventil für Notfälle in einer Gichtgasleitung vorgesehen ist, die von der zweiten Gichtgas leitung über die Ablaßleitung zum Gasspeicher führt.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdrucksverminderungsvorrichtung eine Auslaßvorrichtung ist.

130019/0629