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    公开号:WO1986005818A1
    申请号:PCT/DE1986/000124
    申请日:1986-03-22
    公开日:1986-10-09
    发明作者:Dieter Geropp；Karl Wiedemer；Konrad Müller
    申请人:Ajo-Stahlbau Gmbh & Co. Kg；
    IPC主号:C21B3-00
    专利说明:
    [0001] Verfahren und Einrichtung zum Herstellen von Schlackensand (Granulat) aus Hochofenschlacke
    [0002] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Schlackensand (Granulat) aus Hochofenschlacke durch Granulieren der Schlacke mittels Eindüsen von Wasser in einem Sprühkopf in den Schlackenstrahl, wobei das entstehende Granulat-Wasser-Gemisch in einer nachfolgenden Entwässerungsanlage entwässert, das Granulat einer Verteileranlage zugeführt und das Prozeßwasser nach Ersatz des durch Verdampfung und der im Granulat verbleibenden Restfeuchte ent- standenen Verluste im Kreislauf dem Spritzkopf wieder zugeführt und die beim Granulieren ent¬ stehenden Dämpfe und Gase in einem Raum oberhalb einer Granulat-Wasser-Gemisch-Vorlage aufgefangen werden, sowie eine zum Durchführen des Verfahrens vorteilhafte Einrichtung.
    [0003] Es ist bekannt, daß bei der Umwandlung von Eisenerz zu Roheisen in einem 'Hochofen neben dem flüssigen Roheisen in erheblichem Umfang Hochofenschlacke entsteht. Bei jedem Abstich entsteht eine Schla¬ ckenmenge, deren Gewicht etwa einem Drittel des Roheisengewichts entspricht, während der Volumens- anteil an Schlacke größer ist, wegen der geringeren Dichte der Schlacke, als der Volumenanteil an Roheisen.
    [0004] Es sind verschiedene*.Verfahren bekannt, aus der Hochofenschlacke durch Granulieren der flüssigen Schlacke unmittelbar am Hochofen ein hochwertiges Granulat zu erzeugen, mit einem hohen Prozentsatz glasiger Anteile, gleichmäßigen Kornaufbau und guter Mahlbarkeit. Das gebildete Granulat kann dann zur Weiterverarbeitung für Baustoffe zwischen¬ gespeichert und abtransportiert werden. Ein wichtiger Schritt in der Verarbeitung des Granulats ist die Entwässerung. Dazu sind ver¬ schiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt. (DE-PS 1 583 949, DE-PS 2 260 924) sowie moderne Entwässerungsmaschinen mit Schöpfrädern, in denen das Schlackensand-Wasser-Gemisch auf eine geringe Restfeuchte entwässert und das Prozeßwasser zur Wiederverwendung zurückgeführt wird (DE-OS - 27 49 143, DE-OS 28 07 441 und DE-OS 29 11 903). Bei diesen bekannten Verfahren erfolgte die Schlackengranulation dadurch, daß die flüssige Schlacke von etwa 1500°C durch einen aus vielen Einzelstrahlen bestehenden Treibstrahl aus einem Sprühkopf mit einer Temperatur von 35-40°C besprüht und dadurch zu einen feinen Granulat verarbeitet wird. Der bei diesem Verfahren auftretende Wasser¬ dampf ist mit hohen Mengen an H2S und H2O beladen, insbesondere bei Verwendung von schwefelhaltigen Erzen. Die in dem bei der Abschreckung der Schlacke entstehenden Wasserdampf enthaltenenen Schadstoff- i anteile H2S und SO2 werden bisher im! Dampf über einen Kamin ausgestoßen.
    [0005] Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erläuterten Art dahingehend auszubilden, daß die t Schadstoff¬ anteile H2S und SO2 ausgeschieden bzw. im Wasser gelöst werden.
    [0006] Diese Aufgabe wird nach der Erfindung im wesent¬ lichen dadurch gelöst, daß der Wassertreibstrahl direkt in eine Wasservorlage eingeführt wird, daß dabei auftretender Dämpfe und Gase teilweise in der Wasservorlage kondensiert und der Restdampf und die Restgase mit Wasser besprüht und dadurch kondensiert werden und daß die dann noch ver¬ bleibenden Restgase wieder an den Spritzkopf zurückgeführt werden. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird der mit Wasserdampf-Gasen und Granulat versetzte Treib¬ strahl direkt in eine große Wasservorlage einge¬ spritzt. Dabei sorgt der mit dem Treibstrahl in die Wasservorlage eingebrachte Impuls für eine inten¬ sive Vermischung und zugleich verbesserte Wärme¬ abgabe. In einem Kondensator über der Wasservorlage werden der noch verbleibende Restdampf und die noch nicht ausgewaschenen Schadstoffe H2S und SO2 im Gegenstrom mit Sprühwasser abgekühlt und kon¬ densiert, vom Wasser aufgenommen und an dem im Kühlwasser befindlichen Kalk in Verbindung mit einem Oxydationspotentialfebgegeben. Das im Kon¬ densator eingedüste Wasser wird in Verbindung mit den aufgenommenen Schadstoffen aus den Dämpfen und Gasen über eine Pumpstation und dem Kühlturm dem < . Injektor zugeführt. Während des dort stattfindenden Granulierprozesses lagern sich die gebildeten Gipspartikel an entstehendem Granulat an und werden mit dem Granulat ausgetragen.
    [0007] Das nach der Dampfkondensation verbl eibende Restgas , bestehend aus Luft und Restspuren von H2S und SO2 , wird vom Kopfende des Kondensators abgezogen und über die Rückführleitung dem Inj ektor wieder zugeführt , so daß sich schließlich ein stetiger - Gaskreis lauf bildet . Da für den Gra¬ nulations-Injektor keine Frischluft gebraucht wird, geht der sonst unvermeidbare Abgasstrom auf Null zurück.
    [0008] Die Erfindung betri fft auch eine Einrichtung zum Herste ll en von Schlackensand ( Granulat ) aus Hochofenschlacke durch Granulieren der Schlacke, mit einer Schlackenrinne zur Zufuhr der Hoch- ofenschlacke an einen Injektor ( Sprühkopf ) mit dem in den Schlackenstrahl Wasser eingedüst wird, einem Granulatsammelbehälter mit nachfolgenden Ent¬ wässerungs-Einrichtungen sowie einem über dem Granulatsammelbehälter angeordneten Kamin zum Auffangen der beim Granuliervorgang entstehenden Dämpfe und Gasen insbesondere zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
    [0009] Erfindungsgemäß ist bei einer derartigen Ein¬ richtung der Kamin als Kondensator ausgebildet, mit einem Plattenventil in einem Abzug, zum Besprühen der Dämpfe und der Gase aus der Vorlage sind Sprühdüsen vorgesehen und am Kopfende des Konden¬ sators ist eine Rückführleitung für Restgas zum Injektor angeordnet.
    [0010] Besonders zweckmäßig ist es , wenn nach einer Weiterbildung der Erfindung in der Rückf ührleitung eine Drosselklappe vorgesehen ist .
    [0011] Ferner ist es zweckmäßig, zur Verhinderung einer Implos ion, in der Rückführleitung ein Unterdruck¬ ventil anzubringen .
    [0012] Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ( s ind ) im Kondensator eine (mehrere) Wasser fangrinnen angeordnet.
    [0013] Besonders zweckmäßig ist es , wenn die Sprühdüsen in mehreren Reihen übereinander am Mantel des Konden¬ sators angebracht sind.
    [0014] Anhand der Zeichnungen werden Maßnahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens und Merkmale der erfindungsgemäßen Einrichtung sowie deren Vorteile näher erläutert . Dabei zeigt : Fig. 1 Fließschema einer Schlacken- Granulationsanlage, und
    [0015] Fig. 2 Schema einer Einrichtung zur Granulierung
    [0016] Aus dem Fließschema einer Schlacken-Granulations- Anlage gemäß Fig.l ist ersichtlich, daß die von einem Hochofen 1 kommende flüssige Schlacke über eine Schlackenrinne 2 einem Injektor 4 mit einem Sprühkopf 3 und einem Düsenkopf 5 zugeleitet wird. Bei dem in Fig.l dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Granuliereinrichtungen vorgesehen, die in gleicher Weise aufgebaut sind und in denen die verschiedenen Reaktionen gleichartig verlaufen, so daß nachfolgend nur eine Granuliereinrichtung beschrieben wird.
    [0017] Die Schlacke fällt am Ende der Rinne 2 durch eine Öffnung in den Injektor 4. Der vom Düsenkopf 5 kommende Treibstrahl erfaßt die Schlacke und beschleunigt sie in Richtung einer Vorlage 6. Der Düsenkopf 5 des Injektors 4 besteht im wesentlichen aus einer Düsenplatte mit einer Vielzahl von Düsen relativ kleinen Durchmessers.
    [0018] Das nach oben offene Profil des Treibstrahles des Düssenkopfes 5 wird durch eine weitere Reihe von Wasserstrahlen des .Sprühkopfes 3 abgedeckt. Dadurch wird ein Rückschlagen von Gas oder Dampf zur Rinne 2 vermieden. Das Treibwasser des Düsen¬ kopfes 5 und der Wasserstrahl des Spr hkopfes 3 treibt die Schlacke und das in den Sprühkopf einströmende Gas in das Wasser der Vorlage 6 hinein. Durch den Einfluß des Treibstrahles wird die Schlacke zu feineren Körnchen granuliert. Nach der Vorlage 6 wird ein entstehendes Granulat-Wasser- Gemisch über eine Abflußleitung 18, die vorzugs- weise ein Gefälle aufweist, einer Entwässerungs¬ einrichtung 19 zugeleitet. Die Entwässerungs¬ einrichtung 19 kann aus einem oder mehreren Silobehältern bestehen, in denen das Granulat sich absetzt. Die Entwässerung kann aber auch in . (nicht dargestellten) Entwässerungsmaschinen (z.B. mittels Schöpfrädern) durchgeführt werden.
    [0019] Oberhalb der Vorlage 6 ist ein Kondensator 9 angeordnet, in dessen Wand reihenför ig Sprü - düsen 10 angeordnet sind. Der Kondensator 9 ist mit einem Abzug 13 versehen, in dem eine Platten¬ dampfsperre 12 vorgesehen ist.
    [0020] Unterhalb der Sprühdüsen-Reihen 10 ist eine oder sind mehrere Wasserfangrinnen 11 angeordnet, von denen über eine Wasserrückführleitung 21 das Kondensatwasser einem (nicht dargestellten) Wasserrückkühler zugeleitet wird.
    [0021] Die Sprühdüsen 10 werden über eine Sprühwasser¬ leitung 20 mit Prozeßwasser versorgt.
    [0022] Die Zufuhr von Treibwasser in den Injektor 4 bzw. Düsenkopf 5 und Sprühkopf 3 erfolgt über die Treibwasserzuführleitung 8.
    [0023] Der Kondensator 9 weist ein Kopfende 15 auf, an das eine Rückführleitung 14 angeschlossen ist, die das Restgas aus dem Kondensator 9 dem Injektor 4 wieder zuführt. In der Rückführleitung 14 ist eine Drosselklappe 16 angeordnet sowie ein Unterdruck¬ ventil 17. Das Prozeßwasser wird im Kreislauf geführt, wobei Verdampfungsverluste und die Verluste durch die im Granulat verbleibende Restfeuchte ersetzt werden. Ebenso bildet sich ein stetiger geschlossener Gaskreislauf heraus.
    [0024] Das neue Verfahren und die Wirkungsweise der neuen Granuliereinrichtung werden anhand der Fig.2, die schematisch einen Querschnitt einer derartigen Granuliereinrichtung darstellt, näher erläutert.
    [0025] Die Schlackengranulierung erfolgt dadurch, daß die • flüssige Schlacke von etwa 1500°C im Injektor 4, aus der Schlackenrinne 2 kommend, einem aus "vielen Einzelstrahlen gebildeten Treibstrahl ausgesetzt und zu feinem Granulat verarbeitet wird. Der danach vorliegende Treibstrahl setzt sich aus dem Schla¬ ckengranulat, aus Wasser, Wasserdampf und etwas Luft zusammen. In dem bei der Abschreckung der Schlacke entstehende Wasserdampf sind Anteile von H2S und SO2 enthalten.
    [0026] Der mit Wasserdampf, Granulat und den Schwefel¬ emissionen durchsetzte Treibstrahl wird direkt in die Wasservorlage 6 eingeblasen. Dadurch erfolgt eine intensive Vermischung und erhöhte Wärmeabgabe. Der noch verbleibende Restdampf und die noch nicht ausgewaschenen Anteile H2S und SO2 werden im Kondensator 9 im Gegenstrom mit Sprühwasser aus den Düsen 10 abgekühlt und kondensiert. Die gasförmigen Schwefelemissionen werden vom Wasser aufgenommen und über das Kühlwasser abgegeben, wobei sie sich mit dem darin befindlichen Kalzium verbinden.
    [0027] Das nach der Dampfkondensation verbleibende Restgas aus Luft und Restspuren von H2S und SO2 wird am Kopfende 15 des Kondensators 9 abgezogen und über die Rückführleitung 14 dem Inj ektor 4 wieder zugeführt . Die. Schlackenrinne 2 ist mit einer Abdeckhaube 7 versehen. Unter dieser Abdeckhaube 7 entsteht ein statischer Unterdruck.
    [0028] Der Impuls des Treibstrahles und der Wasserstrahlen aus dem Sprühkopf 3 ist so groß gewählt, daß das aus der Rückführleitung 14 in dem Injektor ein¬ strömende Gas einschließlich der Schlacke in das Wasser der Vorlage 6 hineingetrieben wird. Im Inneren des Kondensators 9 ist eine bis in die Wasservorlage 6 hineinreichende Wand vorgesehen, die einen Wasserverschluß bildet, wodurch ein Abströmen von Gas und Dampf verhindert wird, und der Unterdr ck innerhalb des Kondensators 9 • aufrecht erhalten bleibt.
    [0029] In der Vorlage 6 vermischt sich die Schlacke mit dem Treibwasser, wobei ein entsprechender Wärme¬ ausgleich stattfindet. Ist der Schlackenstrom klein, so bleibt die ^Wassertemperatur der Vorlage 6 unter der Sidetemperatur. Ist der Schlackenzufluß groß, so verdampft ein Teil des Wassers in der Vorlage 6. Dieser Dampf und das vom Injektor in die Vorlage 6 geförderte Gas steigt nach oben und strömt durch die Wasserf ngrinnen 11 in den Kondensatorraum. Durch die Düsen 10 wird das zugeführte Sprühwasser zernebelt und mit dem aufsteigenden Gas-Dampfström vermischt. Auch hier erfolgt somit ein Wärmeausgleich und ein Stoffaus¬ tausch zwischen dem Gas-Dampfström und dem Sprüh¬ wasser. Der Dampf wird dabei kondensiert und mit dem nach unten fallenden Sprühwasser ausgewaschen und über die Wasserfangrinnen 11 und die Wasser- rückführleitungen 21 zum Wasserrückkühler weiter¬ geleitet. Ein eventuell weiter aufsteigender Gasrest wird zusammen mit einem restlichen Anteil von Dampf im Kondensatorkopf 15 gesammelt und über die Rück ührleitung 14 wieder dem Injektor 4 zugeleitet. Zur Verhinderung einer etwaigen Implosion bei Betriebsstörungen ist in der Rückführleitung 14 ein Unterdruckventil 17 angeordnet.
    [0030] Während des Anfahrvorganges ist die Temperatur im Kondensator 9 gleich der Umgebungstemperatur. Nach dem Einschalten des Treibwassers und des Sprüh¬ wassers steigt die Temperatur der im Kondensator 9 befindlichen Luft auf die Temperatur des Wassers an. Die im Kondensator befindliche Luft expandiert dabei isobar. Das entsprechende Volumen fließt über die als Ventil wirkende Plattendampfsperre 12 in den Abzug 13 und von dort in die freie Atmosphäre. Diese abströmende Luft ist frei von jeglichen Schadstoffen.
    [0031] Durch das Eintreiben des Schlacke-Treibwasser- Gemisches in das Wasser der Vorlage 6 unterhalb dessen' Oberfläche und die Kondensation im Konden- sator 9 durch das Sprühwasser der Düsen 10 werden die gasförmigen Schwefelemissionen H2S und SO2 pra¬ ktisch vollkommen ausgeschieden bzw. ausgefällt. Die verbleibenden Restmengen werden durch, die > Rückführleitung 14 im geschlossenen Kreislauf dem Prozeß wieder zugeführt, so daß keine Emissionen von Schadstoffen in die freie Atmosphäre austreten können. Die der Granulationseinrichtung nach¬ folgenden Teile der Granulationsanlage, wie beispielsweise Warmwasserbehälter, Kühltürme, Kaltwasserbehälter, Verladeanlagen und dergl. werden nicht näher erläutert, da sie nicht Gegen¬ stand der vorliegenden Erfindung sind.
    [0032] In den Zeichnungen sind auch die erforderlichen Pumpen, Ventile und dergl. nicht dargestellt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf .die darge¬ stellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele bzw. Verfahrensschritte beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännischen Abwandlungen, Weiterbildungen und Vereinfachungen sowie Teil- und Unter¬ kombinationen der beschriebenen Maßnahmen und Merkmale.
    权利要求:
    ClaimsPatentansprüche
    1. Verfahren zum Herstellen von Schlackensand (Granulat) aus Hochofenschlacke durch Granulieren der Schlacke mittels Eindüsen von Wasser in einem Sprühkopf in den Schlackenstrahl, wobei das entstehende Granulat-Wasser-Gemisch in einer nachfolgenden Entwässerungsanlage entwässert, das Granulat einer Verteileranlage zugeführt und das Prozeßwasser nach Ersatz der durch Verdampfung und der im Granulat verbleibenden Restfeuchte ent- standenen Verluste im Kreislauf dem Spritzkopf wieder zugeführt und die beim Granulieren ent¬ stehenden Dämpfe und Gase in einem Raum oberhalb einer Granulat-Wasser-Gemisch-Vorlage aufgefangen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasser- treibstrahl direkt in eine Wasservorlage eingeführt wird, daß dabei auftretender Dampf und Gase teilweise in der Wasservorlage kondensiert und der Restdampf und die Restgase mit Wasser besprüht und dadurch kondensiert werden und daß die dann noch verbleibenden Restgase wieder an den Spritzkopf zurückgeführt werden.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das sich unter der Wirkung des Sprühwassers bildende Kondensat von H2S und SO2 in einem Wasserfang oberhalb der Wasservorlage aufgefangen und dem Wasser-Kreislauf zugeführt wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß im Kondensierraum unterhalb der Bedüsungsebene Überdruck und oberhalb der Be- düsungsebene Unterdruck aufrecht erhalten wird .
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß das beim Granulier¬ vorgang entstehende Granulat-Wasser-Gemisch einer (oder mehreren ) Entwässerungsmaschine (n ) zugeleitet wird .
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das entstehende Gra- nulat-Wasser-G'emisch einem (oder mehreren) Silo- behälter(n) zugeleitet wird.
    6. Einrichtung zum Herstellen von Schlackensand (Granulat) aus Hochofenschlacke durch Granulieren der Schlacke, mit einer Schlackenrinne zur Zufuhr der Hocho enschlacke an einen Injektor (Sprühkopf) mit dem in den Schlackenstrahl Wasser eingedüst wird, einem Granulatsammelbehälter mit nachfolgen¬ den Entwässerungs-Einrichtungen sowie einem über dem Granulatsammelbehälter angeordneten Kamin zum Auffangen der beim Granuliervorgang entstehenden Dämpfe und Schwaden, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kamin aJ s Konden¬ sator ausgebildet ist, mit einem Plattar.ventil in einem Abzug, daß Sprühdüsen zum Besprühen des Dampfes und der Schwaden aus der Vorlage vorgesehen sind, und daß am Kopfende des Kondensators eine Rückführleitung für Restgas zum Injektor angeordnet ist.
    7 . Einrichtung nach Anspruch 6 , dadurch gekenn¬ zeichnet, daß in der Rückführleitung eine Drossel¬ klappe vorgesehen ist .
    8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rückführleitung ein Unterdruckventil angebracht ist.
    9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch eine oder mehrere Wasser¬ fangrinnen im Kondensator.
    10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüsen in mehreren Reihen übereinander am Mantel des Kon¬ densators angebracht sind.
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    法律状态:
    1986-10-09| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AU BR JP SU US |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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