Verfahren und Vorrichtung zur Absenkung des Druckes in den Gichtbunkern eines Hochofens auf nahezu Atmosphärendruck bei gleichzeitiger Rückgewinnung des Gichtgases

Abstract

 Verfahren und Vorrichtung zur Absenkung des Druckes in den Gichtbunkern (1, 2) von Hochöfen auf nahezu Atmosphärendruck mit Restentspannung über Schalldämpfer in die Atmosphäre bei gleichzeitiger Rückgewinnung des Gichtgases, wobei die entspannte Gasmenge in einem Schwimmbehälter (7) zwischengespeichert und in diesem von Staub gereinigt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Absenkung des Druckes in den Gichtbunkern von Hochöfen auf nahezu atmosphärischen Druck mit Restentspannung über Schalldämpfer in die Atmosphäre bei gleichzeitiger Rückgewinnung des Gichtgases.

[0002] Moderne Hochöfen arbeiten mit Gasdrücken von 1,5 - 2,5 bar Überdruck an der Gicht. Das Einschleusen der Möllerstoffe geschieht über gasdichte Kammern, die sogenannten Gichtbunker. Nach dem Einfüllen der Möllerstoffe in die Gichtbunker muß der Gasdruck in diesen auf den Wert des Gasdruckes im Ofen erhöht werden, bevor durch Öffnen der unteren Verschlußmechanismen die Möllerstoffe in den Ofen eingefüllt werden können. Nach beendetem Einfüllvorgang werden üblicherweise die unteren Verschlußmechanismen wieder geschlossen und der Gasdruck in den Gichtbunkern durch Entspannen in die Atmosphäre auf Atmosphärendruck reduziert. Hierdurch geht nicht nur der Heizwert des Gichtgases verloren, sondern es entstehen auch erhebliche Staub- und Geräuschbelästigungen.

[0003] Verschiedene Erfinder haben sich deshalb in letzter Zeit bemüht, Verfahren und Vorrichtungen zu entwickeln, die neben einer Rückgewinnung dieses Gichtgases auch die Staub- und Geräuschentwicklungen in Grenzen halten.

[0004] In der DE-PS 30 26 019 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, bei denen die Entspannung des Gichtgases aus dem Gichtbunker in einem ersten Verfahrensschritt selbsttätig aufgrund des herrschenden Druckes erfolgt. In einem zweiten Verfahrensschritt wird dann die Restmenge des Gases mit Hilfe eines Ejektors abgesaugt und dem Reingasnetz zugeführt. Der Druck in den Gichtbunkern kann herbei bis auf Atmosphärendruck abgesenkt werden.

[0005] Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß das im ersten Verfahrensschritt entspannte Gas nur grob vorgereinigt wird, so daß sein Staubgehalt den des Reingases erhöht. Das gleiche gilt auch für den zweiten Verfahrensschritt, der nur dadurch ermöglicht wird, daß zum Betrieb des Ejektors Reingas mit hohem Druckniveau zwischen dem ersten Gasreiniger und dem Gichtdruckregelventil zur Verfügung steht. Diese Konstellation ist bei modernen Gasreinigungsanlagen (z.B. Typ Bischoff) nicht gegeben. Darüber hinaus ist die gem. DE-PS 30 26 019 vorgeschlagene Vorrichtung hinsichtlich Leitungen und Armaturen sehr aufwendig und erfordert auch für die Umschaltung vom ersten auf den zweiten Verfahrensschritt aufwendige Meß- und Regeltechnik.

[0006] Ebenfalls mit einem Ejektor arbeitet das System gemäß UdSSR-Urheberschein Nr. 761 567 von 1977. Auch hier erfolgt die Entspannung in zwei Teilschritten und über zwei separate Leitungssysteme. Zunächst wird der Druck im Gichtbunker über eine schrägliegende Leitung, die zu Zwecken der Gasreinigung mit einer Wassereindüsung ausgestattet ist, abgebaut. Nach Erreichen des Reingas-Netzdruckes in den Gichtbunkern wird auf das zweite Rohrleitungssystem umgeschaltet, das ebenfalls aus der schrägliegenden Leitung mit Wassereindüsung besteht, zusätzlich aber mit einem Unterdruckbehälter verbunden ist. Dieser Unterdruckbehälter wird durch kontinuierlichen Betrieb eines Dampfstrahlejektors auf einen Druck unterhalb Atmosphärendruck gebracht und ermöglicht so bei geeigneter Abstimmung der Gefäßdrücke und -größe den Abbau des Druckes in den Gichtbunkern auf Atmosphärendruck. Vorteilhaft im Vergleich zu der DE-PS 30 26 019 ist hier, daß eine weitgehende Reinigung des Gases aus den Gichtbunkern vorgesehen ist. Andererseits ist aber nachteilig, daß der Dampf zum Betrieb des Ejektors in das Reingas gelangt und dessen Heizwert vermindert. Zu berücksichtigen sind auch die Kosten für diesen Dampf. Schließlich ist auch diese Einrichtung von den Rohrleitungen, den Armaturen und der Meß- und Regeltechnik her aufwendig.

[0007] Es sind ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt geworden, bei denen das rückzugewinnende Gas aus den Gichtbunkern in einen U-förmigen, zur Atmosphäre hin offenen Puffer-Behälter gelangt. Auf dem Wege dorthin wird das Gas durch Wassereindüsung gereinigt. Nach Beendigung des Entspannungsvorgangs wird das im U-Behälter gespeicherte Gas auf den Druck des Reingasnetzes gebracht und diesem zugeführt. Vorteilhaft bei dieser Ausführungsart ist, daß der Druckabbau ohne weitere mechanische Einrichtungen bis auf Atmosphärendruck erfolgt. Nachteilig ist jedoch, daß sich hierbei durch den freien Kontakt zur Atmosphäre zündfähige Gas/Luftgemische bilden können, und daß das Gas wieder auf Reingasnetzdruck gebracht werden muß.

[0008] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile der vorstehend geschilderten Verfahren und Vorrichtungen zu vermeiden und ein unkompliziertes, betriebssicheres System zur Rückgewinnung der Gase aus den Gichtbunkern anzustreben.

[0009] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die entspannte Gasmenge aus den Gichtbunkern in einem Schwimmbehälter zwischengespeichert und in diesem von Staub gereinigt wird. Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist Gegenstand der Unteransprüche.

[0010] Die Gewichtsbelastung des Schwimmbehälters wird so eingestellt, daß im Inneren ein Druck herrscht, der geringfügig.über dem Druck im Reingasnetz liegt. Die Reinigung der entspannten Gase kann sowohl im Leitungssystem vor dem Schwimmbehälter wie auch in diesem selbst durch Sprühen von Wasser erfolgen. Der abgeschiedene Staub wird in Schlammform am Bodenteil des Schwimmbehälters abgeschieden. Die Überwachung des Schwimmbehälters erfolgt durch eine einfache Niveaukontrolle. Diese sorgt dafür, daß die Abgabe von Gas ins Reingasnetz unterbrochen wird, wenn der Schwimmbehälter sich auf seinem Minimum-Niveau befindet. Befindet er sich andererseits auf seinem Maximum-Niveau, wird die weitere Gaszufuhr zum Schwimmbecken unterbrochen und zur Entspannung noch anstehendes Gas in konventioneller Weise über Schalldämpfer in die Atmosphäre abgelassen.

[0011] Die Vorteile der beschriebenen Erfindung liegen im folgenden:

a) einfache Rohrleitungsführung, wenig Armaturen, einfache Meß- und Regeltechnik;

b) Entspannung nahezu bis auf Atmosphärendruck möglich, Verzicht auf eine komplizierte Einrichtung für die Restentspannung (Die Restentspannung erfolgt konventionell über Schalldämpfer);

c) Reinigung des Gases vor oder im Schwimmbehälter möglich; da im Gasbehälter nur sehr niedrige Gasgeschwindigkeiten während der Entleerung auftreten, ist letztere Möglichkeit besonders günstig;

d) keine Bildung zündfähiger Gas/Luftgemische, keine Nachkompression erforderlich.

[0012] Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel und anhand der Zeichnung näher erläutert.

[0013] Die Bezugsziffern der Zeichnung haben folgende Bedeutung:

1 Gichtbunker

2 Gichtbunker

1a Δ p-Messung im Gichtbunker 1

2a ß p-Messung im Gichtbunker 2

3 Entspannungsleitung zwischen Gichtbunkern und Schwimmbehälter

4 - 6 Ventile in der Entspannungsleitung 3

7 Schwimmbehälter

8 Schwimmdach

9 Bodenteil des Schwimmbehälters

10 Führungsrollen für Schwimmdach

11 Maximum-Grenzschalter am Schwimmbehälter

12 Minimum-Grenzschalter am Schwimmbehälter

13 Waschleitung im Schwimmbehälter

14 Pumpe

15 Waschdüsen

16 Schlammabzug am Bodenteil des Schwimmbehälters

17 Verbindungsleitung Schwimmbehälter zum Reingasnetz

18 Ventil in der Verbindungsleitung 17

19 Gaswäscher

20 Staubsack

20a Rohgas vom Hochofen

21 Fülleitung vom Gaswäscher zu den Gichtbunkern

21a, b Ventile in der Fülleitung 21

22 Ventil in Fülleitung

23 Stickstoffzugabe in die Fülleitung

24 Abblaseleitung aus der Entspannungsleitung zur Atmosphäre

25 Wasserspiegel im Schwimmbehälter 7

[0014] Die Strömungsrichtung in den Leitungen ist durch Pfeile gekennzeichnet.

[0015] Die Gichtgasentspannung geht wie folgt vonstatten:

Ventile 21a und 21b in der Fülleitung 21 zu den Gichtbunkern 1 und 2 sind geschlossen. Die Ventile 4 oder 5 und 6 in der Entspannungsleitung 3 hinter den Gichtbunkern werden geöffnet. Das Schwimmdach 8 des Schwimmbehälters 7 schwimmt in den Führungsrollen 10 aufwärts.

[0016] Die Beendigung der Entspannung wird entweder über die Δ p-Messungen 1a oder 2a in den Gichtbunkern 1 oder 2 bzw. über Zeitsteuerung erfaßt.

[0017] Nach Ende der Entspannung schließt das Ventil 6 in der Entspannungsleitung 3. Das Ventil in der Abblaseleitung 24 zur Atmosphäre öffnet zur Restentspannung. Gleichzeitig öffnet das Ventil 18 in der Verbindungsleitung 17 vom Schwimmbehälter zum Reingasnetz, wodurch Gas in das Reingasnetz eingespeist wird.

[0018] Das Ventil 18 schließt, sobald das Schwimmdach 8 des Schwimmbehälters 7 seine Minimumposition erreicht hat und der Minimum-Grenzschalter 12 ein Signal gibt oder ein nächster Entspannungsvorgang eingeleitet wird.

[0019] Um eine Überfüllung des Schwimmbehälters 7, die auftreten könnte, wenn viele Entspannungsvorgänge kurz hintereinander gefahren werden müssen, zu vermeiden, wird das Erreichen der Maximumposition des Schwimmdaches durch den Maximum-Grenzschalter 11 gemeldet. In diesem Fall schließt das Ventil 6 in der Entspannungsleitung 3 und öffnet das Ventil in der Abblaseleitung 24 zur Atmosphäre.

[0020] Im Ausführungsbeispiel wird die Reinigung der entspannten Gase im Schwimmbehälter 7 durchgeführt. Zu diesem Zweck wird mittels einer Pumpe 14 über die Rohrleitung 13 Wasser mit Hilfe der Sprühdüsen 15, die unterhalb des Schwimmdaches 8 angeordnet sind, eingesprüht. Der abgeschiedene Staub sammelt sich am Bodenteil 9 des Schwimmbehälters und wird über den Schlammabzug 16 abgezogen.

[0021] Anstelle der Reinigung der Gase im Schwimmbehälter kann auch alternativ oder zusätzlich eine Reinigung der Gase im Leitungssystem vor dem Schwimmbehälter, d.h. in der Entspannungsleitung, erfolgen.

[0022] Während die Entspannungsleitung 3 und die Verbindungsleitung Schwimmbehälter zum Reingasnetz im Ausführungsbeispiel durch den offenen Boden des Schwimmdaches 8 in den Schwimmbehälter 7 einmünden und oberhalb des Wasserspiegels 25 enden, können alternativ (nicht dargestellt) diese Zu- und Abführleitungen auch von oben durch das Schwimmdach einmünden. In diesem Fall sind für die Hindurchführung der Zu- und Abführleitungen Gleitdichtungen am Schwimmdach angeordnet.

Ansprüche

1. Verfahren zur Absenkung des Druckes in den Gichtbunkern von Hochöfen auf nahezu atmosphärischen Druck mit Restentspannung über Schalldämpfer in die Atmosphäre bei gleichzeitiger Rückgewinnung des Gichtgases,
dadurch gekennzeichnet,
daß die entspannte Gasmenge in einem Schwimmbehälter (7) zwischengespeichert und in diesem von Staub gereinigt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Gasentspannung und Gasreinigung ein Schwimmbehälter (7) vorgesehen ist, und Gewicht sowie Querschnitt des Schwimmdaches (8) des Schwimmbehälters (7) so bemessen sind, daß der Gasdruck im Schwimmbehälter (7) geringfügig über dem Druck im Reingasnetz liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Volumen des'Schwimmbehälters (7) zur Aufnahme der entspannten Gasmenge auf mindestens zwei Gichtbunker-Entspannungen ausgelegt ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Position des Schwimmdaches (8) durch Grenzschalter (11, 12) überwacht wird.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Schwimmbehälter (7) und/oder in der Entspannungsleitung (3) zum Schwimmbehälter (7) das entspannte Gas durch Wassereindüsung gereinigt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der abgeschiedene Staub vom Bodenteil (9) des Schwimmbehälters (7) über Schlammpumpen abgezogen wird.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Entspannungsleitung (3) und die Verbindungsleitung (17) zum Reingasnetz durch den offenen Boden des Schwimmdaches (8) in den Schwimmbehälter (7) einmünden und oberhalb des Wasserspiegels (25) enden.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Zuführung der Entspannungsleitung (3) und Abführung der Verbindungsleitung (17) von oben durch das Schwimmdach (8) in den Schwimmbehälter (7) zur Hindurchführung dieser Leitungen Gleitdichtungen vorgesehen sind.

Zeichnung