DE3524171C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren zum umweltfreundlichen Vorwärmen, insbesondere Öl und organische Verunreinigungen aufweisendem Schrott für die Stahlerzeugung unter Ausnutzung der Wärme aus einem Abgasstrom eines Elektroofens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einer bekannten Anlage zum Vorwärmen von Schrott wird der gesamte Abgasstrom einer dem Schmelzofen nachgeschalteten Nachverbrennungskammer der Schrottvorwärmeinrichtung zugeführt und nach dem Durchströmen der Schrottvorwärmeinrichtung über eine Gasableitung mittels eines Gebläses einer Gasreinigung zugeführt; vgl. DE-PS 33 07 400.

Bekanntlich enthalten aber die beim Betrieb von Elektro-Schmelzöfen für die Stahlerzeugung enstehenden Abgase große Mengen von Staub. Auch enthält der Stahlschrott häufig Beimengungen von Öl, Farbe, Gummi oder Kunststoff oder ist mit diesen Stoffen behaftet, so daß sich bei der Erhitzung dieser Stoffe übelriechende Gase und übelriechender Qualm entwickeln. Im Normalfall sinkt die Temperatur des Abgases bei der Erwärmung des vorzuwärmenden Schrottes um etwa 100°C auf 300°C. Das in den Schrott eingeleitete Gas muß folglich eine Temperatur von 650°C bis 700°C aufweisen, d. h. eine Temperatur, die die vorstehend genannten organischen Stoffe im Schrott zum Zerfall bringt. Gelingt eine Beseitigung solcher Verunreinigungen nicht, werden übelriechende Substanzen an die Umgebungsluft abgegeben und führen zu unannehmbaren Verunreinigungen der Luft.

Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, bei einem solchen Schrottvorwärmsystem den Geruch von Ofen-Abgasen nach dem Vorheizen von Schrott zu beseitigen, um dadurch eine Verunreinigung der Luft zu verhindern. Ein solches System zeigt Fig. 9 und weist generell ein Verbrennungsaggregat 3 auf, in dem brennbare Stoffe, wie Kohlenmonoxid, die in den staubhaltigen Abgasen des Ofens 2 enthalten sind, verbrannt werden. Hierdurch werden solche Bestandteile aus dem Abgas entfernt und dieses wird erwärmt. Danach wird ein Teil dieses Abgases mit hoher Temperatur in einen Schrott-Vorwärmer, wie bei 71 oder 72 gezeigt, eingeleitet, so daß ein Teil der im Abgas enthaltenen Wärmeenergie zum Vorwärmen des im Ofen befindlichen Schrotts verwendbar ist. Ein Sauggebläse 73 führt sodann das etwas abgekühlte Gas, nachdem dieses den Schrott erwärmt hat, über die Rückleitung 74 in einen Gasspeicher 75, der dem Verbrennungsaggregat 3 vorgeschaltet ist, so daß dieses Gas im Speicher mit staubhaltigem Abgas hoher Temperatur aus dem Elektroofen 2 vermischt werden kann. Übelriechende Substanzen, die aus dem vorgewärmten Schrott abstammen, werden dann im Verbrennungsaggregat 3 zusammen mit anderen brennbaren Substanzen verbrannt, so daß das endgültige ausströmende Gas von Geruch befreit ist.

Wie Fig. 8 zeigt, hängt die Temperatur des Abgases aus dem Elektroofen jedoch ab von der verhältnismäßig niedrigen Temperatur während der ersten Schmelzphase des Schrottes nach dem Chargieren des Ofens, einem Temperaturabfall durch Luftbeimengung beim nachfolgenden Chargieren, einem höheren Temperaturpegel während der mittleren Schmelzphase, einem Temperaturabfall bei der weiteren Chargierung und eine noch höhere Temperatur während des darauffolgenden letzten Schmelzvorganges.

Die Temperatur des den Ofen durchströmenden Abgases ändert sich im Bereich von 400°C bis 1200°C. Demzufolge kann die Temperatur im Verbrennungsaggregat, solange die Temperatur des Abgases im unteren Temperaturbereich liegt, nicht bei 650°C oder höher gehalten werden, d. h. hoch genug, um Gerüche im Gas zu beseitigen. Da weiterhin das Gas im Verbrennungsaggregat in die Schrott-Vorwärmer zurückgeleitet wird, wird ein großer Teil des Abgases zwischen Verbrennungsaggregat und Schrott- Vorwärmer zurückgeleitet, wodurch die Ausnutzung der im Abgas enthaltenen Wärme wesentlich reduziert wird. Anders ausgedrückt, weil alles Gas nach dem Vorwärmen des Schrotts, um es geruchslos zu machen, in das Verbrennungsaggregat zurückgeführt wird, kann die im Abgas enthaltene Wärmeenergie aus dem vom Elektroofen stammenden Gas nicht optimal für das Vorwärmen von Schrott genutzt werden. Dies führt zum Freisetzen von übelriechenden Stoffen und verringert den Gesamtwirkungsgrad beim Betrieb des Systems.

Bisher wurde immer angenommen, daß das Gas nach dem Vorwärmen des Schrotts nur auf dem Wege einer Verbrennung der aggressiven Bestandteile vom Geruch befreit werden könne. Aufgrund von Forschungsergebnissen, die die Basis für diese Erfindung bilden, wurde jedoch bestätigt, daß der von den bei der Stahlerzeugung verwendeten Elektroöfen erzeugte unangenehme Geruch, nicht allein auf die üblicherweise vorhandenen übelriechenden Stoffe außer Öl zurückzuführen ist, sondern auch auf Ölnebel, der aus Schneid- oder Schmierölen stammt, die im Schrott enthalten sind oder beim Zerkleinern (Shreddern) des Schrotts beigemischt werden, usw., und daß diese Stoffe Wechselwirkung haben, wodurch sich der üble Geruch für jedes einzelne Verunreinigungselement verschlimmert. Von dieser Seite her gesehen ist es bei der Desodorierung des Gases nach dem Vorwärmen von Schrott nicht nur erforderlich, die üblicherweise vorhandenen übelriechenden Substanzen zu entfernen, sondern auch den Ölnebel abzuscheiden und zu sammeln, ehe er an die Umgebungsluft abgegeben wird. Es besteht daher Bedarf für eine neue Anlage, um diesen Abscheidevorgang in die Praxis umzusetzen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anlage der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zu deren Betrieb derart weiterzubilden, daß unter Ausnutzung der im Abgas des Ofens vorhandenen Wärme Partikel sowie übelriechende Substanzen aus dem Abgas nach dem Vorwärmen des Schrotts entfernt werden, um so die Luftverunreinigungen bei der elektrischen Stahlerzeugung jeweils auf ein annehmbares Niveau senken zu können, und gleichzeitig eine Verringerung der erforderlichen Zeit und elektrischen Energie, die für das Vorwärmen des Schrotts erforderlich ist, erreicht wird.

Diese Aufgabe wird bei der Anlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 für das Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 7 und durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 7 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist eine Verbrennungseinrichtung zum Verbrennen von im Abgas eines Elektroofens enthaltenen brennbaren Stoffen unter gleichzeitigem Abscheiden und Sammeln eines Großteils von größeren Partikeln und Staub geschaffen, bei der das heiße Abgas durch eine Einrichtung zum Vorwärmen von Schrott geleitet wird, in der Schrott durch die im Abgas enthaltene Wärmeenergie erhitzt wird. Das den Schrott vorwärmende Abgas wird anschließend einem Staubabscheider zwecks Entfernung des größten Teils des darin enthaltenen, einschließlich des während des Vorwärmens des Schrotts aufgenommenen Staubes zugeführt. Das Abgas wird danach durch einen Gaswäscher geleitet, wo geruchbildende Substanzen durch Reaktion mit einem desodorierenden Lösungsmittel in wäßriger Lösung entfernt werden und wobei die Durchflußgeschwindigkeit des Lösungsmittels an die am Eintritt in den Gaswäscher gemessene Temperatur des Gases angepaßt ist. Das Gemisch von Lösungsmittel und heißem Abgas führt zu einer kontinuierlichen Bildung von gesättigtem Dampf. Kleine Öltröpfchen, die sich aus dem im vorgewärmten Schrott vorhandenen Öl gebildet haben, lagern sich an den kleinen Wassertröpfchen sowie an dem gesättigten Wasserdampf an und werden über einen elektrischen Naßabscheider abgeschieden. Durch die desodorierenden Lösungsmittel werden auch andere geruchsbildende Substanzen im Abgas chemisch beseitigt. Auf diese Weise ist das schließlich ins Freie abströmende Abgas rein und im wesentlichen staubfrei und frei von übelriechenden Bestandteilen und Ölnebel, die sonst miteinander reagieren und eine sehr aggressive, also eine ernsthafte Verschmutzung darstellende Belastung der Umwelt schaffen würden.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 ein Funktionsschema einer Einrichtung zum Vorwärmen von Schrott und zur Abgasreinigung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch eine Ausführungsform eines Verbrennungsapparates,

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch eine als Zyklon-Verbrennungsofen ausgebildete weitere Ausführungsform,

Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch einen Schrott-Vorwärmer,

Fig. 5 einen senkrechten Schnitt durch einen Gaswäscher,

Fig. 6 einen senkrechten Schnitt durch einen elektrischen Naßabscheider,

Fig. 7 ein nicht maßstabsgetreues Diagramm, aus dem die Änderung der Wirksamkeit der Geruchsbefreiung dem pH-Wert des Desodorans-Lösungsmittels aufgetragen, hervorgeht,

Fig. 8 ein nicht maßstabgetreues Diagramm, aus dem die Änderung der Temperatur des Abgases zu verschiedenen Zeitpunkten während des Betriebes eines mit mehreren Chargen beschickten elektrischen Ofens für die Stahlerzeugung hervorgeht, und

Fig. 9 ein Funktionsschema eines Schrott-Vorwärmers herkömmlicher Art, bei dem die Abgase eines Elektroofens für die Stahlerzeugung für das Vorwärmen von Schrott benutzt werden.

Gleiche Baugruppen oder Teile hiervon tragen in den Zeichnungen und als Bezug in der übrigen Beschreibung stets die gleichen Bezugszeichen.

Gemäß Fig. 1 wird Staub enthaltendes Abgas hoher Temperatur, das in einem Elektroofen 2 im Zuge der Stahlerzeugung entsteht, in einem Verbrennungsapparat 3 verbrannt, so daß alle brennbaren Bestandteile im Abgas oxydiert, d. h. verbrannt werden und dadurch weitere Wärme abgeben. Das Abgas wird anschließend insgesamt oder zum Teil Schrott-Vorwärmern, beispielsweise 16, 17 oder 18 zugeführt, wo die im Abgas enthaltene Wärmeenergie oder Wärme dazu benutzt wird, Schrott auf eine höhere Temperatur zu bringen, mit dem der der Stahlerzeugung dienende Elektroofen beschickt wird.

Eine Hauptleitung 6, in die das Abgas aus dem Elektroofen 2 überführt wird, ist mit einem Gasauslaß 5 in der Wandung oder der Deckplatte des Elektroofens 2 verbunden. Dem Gasauslaß nachgeschaltet ist zunächst eine der Spalteinstellung dienende Ringscheibe 7, der dann der Verbrennungsapparat 3 nachgeordnet ist. Über die der Spalteinstellung dienende Ringscheibe wird eine ausreichende Menge von Frischluft für den Verbrennungsvorgang der brennbaren Stoffe angesaugt, d. h. für das im Abgas enthaltene CO, das dann in den Verbrennungsapparat 3 eingeleitet und dort mit dem Staub enthaltenden Abgas hoher Temperatur aus dem Elektroofen vermischt wird.

Der Verbrennungsapparat 3 ist so ausgebildet, daß sich das mit Staub behaftete Abgas mit der über die einstellbare Ringscheibe 7 angesaugten Frischluft vermischen kann, so daß sich die im Abgas enthaltenen brennbaren Substanzen, beispielsweise CO, wirksam verbrannt werden können. Der Verbrennungsapparat 3 ist ferner so geformt und ausgebildet, daß ein Großteil der größeren, verhältnismäßig dichten stückigen Bestandteile und Staub aus dem durchströmenden Abgas abgeschieden und gesammelt werden.

Der Verbrennungsapparat 3 gemäß Fig. 2 weist eine Brennkammer 8 auf, in der der Abgasstrom mit abnehmender Geschwindigkeit zwecks besserer spontaner Verbrennung der brennbaren Bestandteile strömt, ferner eine Trennwand 9, die den Gasstrom zunächst in der Brennkammer nach unten und dann nach oben lenkt, und einen Staubsammler 10 unterhalb der Brennkammer. Durch die Richtungsänderung des Gasstroms wird das Abscheiden von Staubpartikeln begünstigt. In einer abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 3 hat der Verbrennungsapparat 3 die Form einer an sich bekannten Zyklonkammer, in der die Geschwindigkeit des Gasstromes verringert und eine spiralförmige Verwirbelung des Gasstromes erreicht wird. Durch den Wirbel werden die im Abgas enthaltenen Feststoffpartikel durch Zentrifugalkräfte gegen die Außenwandungen abgeschieden, von wo sie nach unten fallen.

Auf seiner Oberseite ist der Verbrennungsapparat 3 (Fig. 1) mit einer Nebenleitung 14 verbunden, durch die das Abgas zu den Schrott- Vorwärmern 16, 17 und 18 geleitet wird, nachdem die brennbaren Bestandteile ganz oder teilweise verbrannt wurden, als Bypass zur Hauptleitung 6, die direkt mit den Staubabscheidern 15 verbunden ist.

Die Einrichtung zum Vorwärmen des Schrottes besteht aus einem oder mehreren Vorwärmern, wie mit 16, 17 und 18 gezeigt, die entweder gemäß Fig. 1 in Reihe oder parallel geschaltet arbeiten, wobei jeder Vorwärmer mit der Nebenleitung 14 über ein jeweils zugeordnetes Ventil 19, 20 und 21 verbunden ist.

Die Fig. 4 zeigt, daß jeder Schrott-Vorwärmer eine obere Abdeckung oder einen Deckel 32 aufweist, der zum Einbringen jeweils einer Charge von Schrott 33 geöffnet werden kann, sowie einen zylindrischen Körper 34 zur Aufnahme des Schrottes und eine Bodenplatte 35, die als flache Schale ausgebildet ist und den Schrott aufnimmt, bis die Bodenplatte 35 geöffnet wird, um den vorgewärmten Schrott in den Elektroofen 2 einzubringen.

Über Ventile 22, 23 und 24 sind die Schrott-Vorwärmer 16, 17 und 18 jeweils mit Gebläsen 25, 26 und 27 verbunden, die jeweils in einer Austrittsleitung 28, 29 und 30 den Vorwärmern nachgeschaltet angeordnet sind, so daß das übelriechende Bestandteile und Ölnebel enthaltende Abgas durch die Leitungen 28, 29 und 30 in die Hauptleitung 6 eingeleitet werden kann. Durch entsprechendes Schließen der Ventile können je nach Bedarf ein Vorwärmer oder mehrere parallel betrieben werden. Den Anschlüssen 40, 41 und 42 der Hauptleitung 6 und den Austrittsleitungen 28, 29 und 30 jeweils nachgeschaltet ist ein als trocken arbeitender Massenkraftabscheider ausgebildeter Staubabscheider 15, beispielsweise ein Schlauchfilter, in dem der noch im Gasgemisch aus dem Verbrennungsapparat 3 und im Gas aus den Schrott-Vorwärmern 16, 17 und 18 enthaltene Reststaub gesammelt wird, wobei dem Filter nachgeschaltet ein den Gasstrom förderndes Sauggebläse 43 angeordnet ist.

Dem Gebläse 43 nachgeschaltet sind hintereinander Gaswäscher 44 sowie ein Naßelektro-Abscheider 45 angeordnet, über die im Gas nach dem Vorwärmen des Schrotts enthaltene übelriechende Substanzen sowie Ölnebel abgeschieden werden. Durch den Gaswäscher 44 wird die Gastemperatur geregelt, werden übelriechende Substanzen aus dem Abgas entfernt und es wird eine große Menge von gesättigtem Wasserdampf durch Verdampfen eines Teils des desodorierenden Lösungsmittels, das dem heißen Abgas beigemischt ist und dabei erhitzt wird, erzeugt. Der Naßelektro-Abscheider 45 scheidet Ölnebel ab, d. h. sehr kleine Öltröpfchen, die dem gesättigten Wasserdampf und anderen Flüssigkeitströpfchen der desodorierenden Lösung oder kondenserten Dampf anhaften und vom Abgas mitgeführt werden.

Je nach Bedarf kann ein einziger Gaswäscher 44 oder können mehrere Gaswäscher 44 eingesetzt werden. Jeder Gaswäscher muß mit einer Umwälzpumpe 55/56 zwecks Umwälzung der wäßrigen Lösung des desodorierenden Mittels im Wäscher versehen sein. In Fig. 5 ist ein solcher Gaswäscher dargestellt und weist eine unter Kammer 46 und eine obere Kammer 47 auf, so daß das Abgas vom Gaseinlaß 52 in der unteren Kammer 46 zum Gasaustritt 53 in der oberen Kammer strömen kann. Die Kammern 46 und 47 sind mit Sprinklern 48 und 49 sowie mit Gas-Flüssigkeits-Kontaktplatten 50, 51 ausgerüstet, die vorzugsweise aus faserverstärktem Kunststoff bestehen und große Naßflächen bilden. In der oberen Kammer 47 ist ein Abscheider 54 vorgesehen, durch den Wassertröpfchen oder andere Tröpfchen des Lösungsmittels aus dem Abgas abgeschieden werden.

Die Umwälzpumpen 55 und 56 führen jeweils aus einem Tank 57 in wäßriger Lösung ein desodoriertes Lösungsmittel durch die beiden Kammern des Gaswäschers 44. Das desodorierende Lösungsmittel kann ein Detergens, als eine Reinigungsflüssigkeit mit hoher Affinität für die vorhandenen schlecht oder übelriechenden Stoffe sein, ein mit Ozon angereichertes Lösungsmittel oder ein Säure-Oxidator, wie beispielsweise eine Alkalimetallverbindung vorzugsweise Natriumhydroxid oder Natriumkarbonat in einer Lösung mit einem pH-Wert von 8 oder höher. In der Praxis hat sich eine Lösung aus einer Alkalimetallverbindung mit einem pH-Wert zwischen 8,0 bis 8,5 als ausreichend im Hinblick auf die Kostenwirksamkeit erwiesen, wie dies Fig. 7 zeigt. Der Durchfluß des desodorierenden Lösungsmittels in jedem Gaswäscher wird in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur des einströmenden Gases geregelt, beispielsweise mit Hilfe eines Temperaturfühlers 58 im Gaseinlaß 52 des Gaswäschers 44. Das desodorierende Lösungsmittel wird im Inneren der Kammern 46 und 47 des Gaswäschers durch die jeweils zugeordneten Sprinkler 48 und 49 als feiner Nebel oder Spray eingespritzt, so daß es sich mit dem durchströmenden Abgas gut vermischen kann.

Der Naßelektro-Abscheider 45 sammelt den im strömenden Abgas suspendierten feinen Ölnebel. Wie aus Fig. 1 zu entnehmen ist, ist er mit einer Wasserpumpe 59 zur Zuführung von Wasser, mit dem die Elektrodenflächen, an denen der abgeschiedene Ölnebel haftet, abgespritzt werden, versehen.

Gemäß Fig. 6 enthält der Naßelektro-Abscheider 45 eine Vielzahl von Entladungselektroden 60 und vorzugsweise als Zylinder ausgebildete entsprechende Niederschlagselektroden 61, so daß die elektrische Koronaentladung zwischen ihnen positive und negative Ionen unmittelbar an den Entladungselektroden 60 erzeugt. Durch die negativen Ionen wird der gesättigte Wasserdampf negativ aufgeladen und ebenso die darin enthaltenen Lösungs- oder Kondensattröpfchen. Die sehr feinen Öltröpfchen aus dem Ölnebel werden angezogen und lagern sich dem aufgeladenen Dampf- und den Lösungs- oder Kondensattröpfchen an. Als Ergebnis hiervon werden der nasse Wasserdampf und der Ölnebel durch elektrostatische Aufladung von den Niederschlagselektroden 61 angezogen, wo sich der Ölnebel, Tröpfchen von gesättigtem Dampf, von Lösung oder Kondensat an den Oberflächen der Elektroden 61 niederschlagen. Ein Gaseintritt 62 und ein Gasaustritt 64 sind jeweils im Bereich der Oberseite des Gehäuses 63 angeordnet, so daß das Abgas die Zylinder der Niederschlagselektroden 61 durchströmt und am Gasaustritt 64 austritt. Wasser aus einem Tank 65 wird periodisch über die Flächen der Niederschlagselektroden 61 geleitet, um den sich dort niedergeschlagenen Ölnebel abzuwaschen und die Verunreinigungen durch die untere Öffnung 66 aus dem Naßelektro-Abscheider 45 zu entfernen.

Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Schrott-Vorwärmsystems ist folgende.

Gemäß Fig. 1 wird der Schrott in den Vorwärmern 16, 17 und 18 vorgewärmt und danach in den Elektroofen 2 überführt, wo er geschmolzen und gefrischt wird. Hierzu wird der Schrott in Losen eines nach dem anderen chargiert, um die Schmelztemperatur gemäß Fig. 8 anzuheben. Das dabei entstehende staubbeladene Abgas hoher Temperatur wird über die Hauptleitung 6 vom Elektroofen 2 abgeführt und alle darin enthaltenen brennbaren Bestandteile, beispielsweise CO, werden im Verbrennungsapparat 3 unter Beimischung von Frischluft, die durch den Spalt-Einstellring 7 eingeblasen wird, vollständig verbrannt. Gleichzeitig werden die größeren Feststoffpartikel im Abgas zum größten Teil gesammelt und vom Boden des Verbrennungsapparates entfernt.

Ist ein Vorwärmen des Schrotts nicht erforderlich, werden die Ventile 19 bis 24 an jeder Seite der Schrott-Vorwärmer geschlossen, so daß das gesamte Abgas durch die Hauptleitung 6 strömt.

Das Abgas aus dem Verbrennungsapparat 3 wird durch den Staubabscheider 15 über das Sauggebläse 43 abgezogen, wobei der Staub im Staubabscheider 15 gesammelt und dann über einen Abgasschacht und ein Ventil 67 ins Freie abgeleitet wird. Da das Abgas hoher Temperatur aus dem Elektroofen 2 im Verbrennungsapparat vollständig verbrannt wird, ist das in der Endstufe ausströmende Abgas im wesentlichen frei von Staub und übelriechenden Bestandteilen.

Wird der Schrott, beispielsweise Blechschrott, Roheisen, Walzwerksabfälle, Gußbruch oder ähnl. im Vorwärmer 16 vorgewärmt unter Verwendung der Wärmeenergie, die in dem beim Betrieb des Elektroofens 2 erzeugten Abgas enthalten ist, werden die Ventile 19 und 22 geöffnet und das Gebläse 25 in der Austrittsleitung 28 wird eingeschaltet. Der von der Saugwirkung des Gebläses 25 abhängige Abgasstrom wird vom Verbrennungsapparat 3 über die Nebenleitung 14 eingespeist, während das übrige Abgas vom Elektroofen 2 direkt in den Staubabscheider 15 über die Hauptleitung 6 fließt. Der direkt dem Staubabscheider 15 zugeführte Abgasstrom wird an der Zuflußstelle 40 mit dem nunmehr übelriechende Verunreinigungen enthaltenden Abgas aus dem Vorheizer 16 vermischt, wo es in der Temperatur zwischen 100°C und 300°C während des Schrott-Vorwärmvorganges abgesunken ist. Der in dem Abgasgemisch enthaltene Staub wird vom Staubabscheider 15 aufgenommen. Das Abgasgemisch enthält an diesem Punkt noch immer übelriechende Verunreinigungen, so daß es nicht durch einen Abgasschacht abgeleitet werden kann, sondern über ein Ventil 68 dem Gaswäscher 44 zuzuleiten ist.

Im Gaswäscher 44 zirkuliert ein Strom eines desodorierenden Lösungsmittels mittels in wäßriger Lösung mit einer der Gastemperatur am Eingang angepaßten Strömungsgeschwindigkeit, so daß die Temperatur des Abgasgemisches beispielsweise um 80°C abfallen kann, während aus der desodorierenden Lösung gesättigter Wasserdampf erzeugt wird. Die desodorierende Lösung kann auch auf einer hohen Temperatur in einer wirtschaftlich vertretbaren Konzentration für die Beseitigung der übelriechenden Bestandteile aus dem Abgas gehalten werden, selbst wenn sich die Temperatur des aus dem Ofen 2 kommenden Gases während aufeinanderfolgender Chargen gemäß Fig. 8 ändert. Ein Neutralisationsmittel in der desodorierenden Lösung bewirkt durch chemische Reaktion die gleichmäßige und kontinuierliche Beseitigung der übelriechenden Substanzen unter geregelten Bedingungen. Die Wärme in dem den Gaswäscher passierenden Abgas hält man diesen auf einer Temperatur, so daß das desodorierende Lösungsmittel und folglich das Wasser in der Lösung, die zur Bildung des gesättigten Dampfes verdampft, eine ziemlich konstante Durchsatzgeschwindigkeit hat. Der aus sehr kleinen Öltröpfchen bestehende Ölnebel wird durch die vorstehend genannte chemische Reaktion des Lösungsmittels nicht beseitigt, doch wird er dem gesättigten Wasserdampf und winzigen in diesem vorhandenen Flüssigkeitströpfchen beigegeben oder haftet diesem an und bleibt infolgedessen als Suspension in dem den Gaswäscher 44 entströmenden Abgas enthalten.

Das Abgas wird nach dem Entfernen der übelriechenden Substanzen zusammen mit dem nassen Wasserdampf und dem daran anhaftenden Ölnebel in den Naßelektro-Abscheider 45 geleitet, wo eine hohe negative Spannung an die Entladungselektroden 60 angelegt wird, während die Niederschlagselektroden 61 geerdet sind, so daß sich um die Entladungselektroden 60 ein starkes elektrostatisches Feld bildet. Hierdurch kommt es zu einer Koronaentladung, durch die positive und negative Ionen in unmittelbarer Nähe der Entladungselektroden 60 erzeugt werden. Die positiven Ionen werden sofort an den negativ geladenen Elektroden 60 neutralisiert, während die negativen Ionen inzwischen den nassen Wasserdampf, das Kondensat und die Tröpfchen der Lösung beim Durchströmen des elektrischen Feldes negativ aufladen. Demzufolge werden der Ölnebel zusammen mit dem anhaftenden Wasserdampf, Kondensat und Tröpfchen der Lösung an den Niederschlagselektroden 61 gesammelt. Der elektrisch aufgeladene gesättigte Dampf wurde in der vor dem Naßelektro-Abscheider 45 liegenden Stufe zwecks Anhaftens an dem feinen Ölnebel erzeugt. Die Geschwindigkeit, mit der sich die in dieser Weise aufgeladenen Teilchen zur Elektrode 61 bewegen, nimmt mit der angelegten elektrostatischen Spannung zu und führt zu einer hohen Wirksamkeit des Systems im Betrieb. Das gereinigte Abgas, das frei von Staub und im wesentlichen frei von übelriechenden Begleitelementen ist, wird über einen Ablaßschacht ins Freie geleitet, während der aufgefangene Ölnebel getrennt weiterbehandelt wird.

Die vorstehende Beschreibung gilt für einen Fall, bei dem das direkt in dem Staubabscheider 15 geleitete Abgas mit einem Abgasstrom vermischt wird, der Staub und übelriechende Verunreinigungen aus vorgewärmten Schrott aufgenommen hat, beispielsweise am Schnittpunkt der beiden Gasströme 40, 41, 42. Ist dagegen das Ventil 69 in der Hauptleitung geschlossen, gelangt der gesamte Abgasstrom aus dem Verbrennungsapparat 3 in die Schrott-Vorwärmer 16, 17 und 18. Auch in diesem Fall erfolgen die Desodorierung der übelriechenden gasförmigen Bestandteile und das Auffangen von Ölnebel aus dem Abgas in der oben beschriebenen Weise, und es kann mehr Wärmeenergie aus dem Abgas für das Vorwärmen des Schrotts ausgenutzt werden. Bei einem gemäß der Erfindung durchgeführten Vorgang wurden folgende Daten erhalten: Beim Frischen mit Hilfe eines 70 t elektrischen Stahl-Schmelzofens mit einer ersten Schrottchargierung von 30 t, einer nachfolgenden Chargierung von 30 t und einer letzten Chargierung von 10 t beträgt der Verbrauch an elektrischer Leistung pro Tonne Rohstahl etwa 415 KWh. Bei diesen Betriebsbedingungen und einem Vergleich von (1) dem Fall ohne Vorwärmen des Schrotts mit (2) Vorwärmen des gesamten Schrotts durch ein Vorwärmen, ergibt sich eine Einsparung im Stromverbrauch von 57 KWh pro Tonne zu verarbeitenden Rohstahls wie aus der nachstehenden Tabelle 1 ersichtlich ist.

Tabelle 1

Leistungsvergleich beim Elektro-Stahlschmelzen mit und ohne Vorwärmen des Schrottes

Darüber hinaus ergeben sich für die Konzentrationen von Staub, Ölnebel und übelriechenden Begleitelementen im Abgas am Eintritt und Austritt des Staubabscheiders 15, am Ausgang des Gaswäschers 44 und am Ausgang des Naßelektro-Abscheiders 45, die in der nachstehenden Tabelle 2 angegebenen Werte:

Tabelle 2

Verminderung der Verunreinigungen

Claims (7)

1. Anlage zum umweltfreundlichen Vorwärmen, insbesondere von Öl und organische Verunreinigungen aufweisendem Schrott für die Stahlerzeugung unter Ausnutzung der Wärme aus einem Abgasstrom eines Elektroofens, mit einer Verbrennungseinrichtung zum Verbrennen von im Abgasstrom des Elektroofens enthaltenen brennbaren Stoffen und mit mindestens einer den Schrott aufnehmenden Vorwärmvorrichtung, der der in der Verbrennungseinrichtung aufgeheizte Abgasstrom zugeführt und nach dem Verlassen der Vorwärmeinrichtung gereinigt wird, gekennzeichnet durch

• - eine Verbrennungseinrichtung (3) mit Staubabscheidung,
• - sowie eine gemeinsame Abgasleitung (6) zur Ableitung der Abgase aus der Verbrennungseinrichtung (3) und der Vorwärmeinrichtung (16 bis 18) über einen Staubabscheider (15), einen Gaswäscher (44) zur Abscheidung von übelriechenden Substanzen aus dem Abgas und einen elektrischen Naßabscheider (45) zum Auffangen von dem gesättigten Wasserdampf anhaftenden Ölnebel sowie von Flüssigkeitströpfchen im Abgas,
• - wobei der Gaswäscher (44) eine wäßrige Lösung eines geruchsfreimachenden Lösungsmittels enthält und an seinem Eingang mit einer Regelung für die Strömungsmittelgeschwindigkeit des Lösungsmittels in Abhängigkeit von der Temperatur des Abgasstromes am Eintritt zum Gaswäscher (44) versehen ist derart, daß gesättigter Wasserdampf aus diesem Lösungsmittel erzeugt wird und die Temperatur des Abgases um einen vorbestimmten Betrag absinkt.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungseinrichtung (3) eine die Strömungsgeschwindigkeit des durchfließenden Abgasstromes zwecks besserer Verbrennung von darin enthaltenen brennbaren Bestandteilen verringernde Brennkammer (8) aufweist, in der eine Trennplatte (9) angeordnet ist zur Umlenkung des durch die Brennkammer fließenden Abgasstromes nach unten und nach oben zwecks leichteren Entfernens von Staub, und durch ein Staubauffanggefäß (10) unterhalb der Verbrennungseinrichtung.

3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungseinrichtung (3) zwecks Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit des Abgasstromes und spiralförmiger Verwirbelung des Abgasstromes als die Verbrennung von brennbaren Bestandteilen im Gasstrom und die Entfernung von Staub begünstigender Zyklon ausgebildet ist, und daß unterhalb der Brennkammer ein Staubauffanggefäß angeordnet ist.

4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das desodorierende im Gaswäscher (44) verwendete Lösungsmittel eine alkalische Substanz in einer wäßrigen Lösung mit einem pH-Wert von 8 oder höher ist.

5. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das im Gaswäscher verwendete desodorierende Lösungsmittel Natriumhydroxid in wäßriger Lösung mit einem pH-Wert von 8 oder mehr ist.

6. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das im Gaswäscher (44) verwendete desodorierende Lösungsmittel Natriumkarbonat in einer wäßrigen Lösung mit einem pH-Wert von 8 oder mehr ist.

7. Verfahren zum umweltfreundlichen Vorwärmen von Öl und organischen Verunreinigungen aufweisendem Schrott für die Stahlerzeugung unter Ausnutzung der Wärme aus dem Abgasstrom eines Elektroofens, unter Verwendung einer Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Verbrennung aller im Abgasstrom enthaltenen brennbaren Stoffe bei gleichzeitigem Abscheiden von Staubpartikeln aus dem Abgasstrom, Erwärmen einer vorbestimmten Schrottmenge durch Wärmeaustausch mit einem vorbestimmten Anteil des Abgasstromes, Entfernung und Sammeln von Staub aus dem Abgasstrom nach dem Vorwärmen des Schrotts durch den Abgasstrom,
Waschen des Abgasstroms mit einer wäßrigen Lösung eines desodorierenden Lösungsmittels, dessen Durchsatz in Abhängigkeit von der Abgastemperatur vor dem Waschen regelbar ist, derart, daß gesättigter Dampf entsteht und die Temperatur des Abgasstroms um einen vorbestimmten Betrag sinkt und durch elektrostatisches Abscheiden von dem gesättigten Wasserdampf anhaftenden Ölnebel und Flüssigkeitströpfchen im Abgasstrom.