用於從排氣流中分離可冷凝物質的設備和方法與流程

2023-08-04 05:49:21 2

本發明涉及一種用於從排氣流中分離可冷凝物質的設備和方法。本發明還涉及具有這種設備的軋機機架和軋制線。

背景技術：

在現有技術中原則上已知從排氣或氣體流中分離可冷凝物質的問題。例如可參閱以下文獻us5483801、ep0979670a1和de4001710a1。

此外，在現有技術中已知用於從排氣流中分離可冷凝物質的設備，其以如下方式構建：排氣藉助於抽吸罩來收集並且被導引至流動通道。排氣流在流動通道中首先被輸送給分離器，其由多個網格織品盒子構成。含在排氣流中的油滴凝集在網格織品處。然後，油滴通過排出部導出。如此過濾的排氣流接下來被輸送給氣溶膠分離器，以便將其他顆粒、尤其是氣溶膠從排氣流中濾出。空氣流通過接在氣溶膠分離器下遊的通風機驅動。通風機放置在氣溶膠分離器之後提供的優點是，通風機的螺旋槳葉片被顆粒、尤其排氣中的油滴的汙染沒有其放置在網格織品盒子之前那麼嚴重。

本發明的背景是，在美國規定了在排氣流中的「可冷凝物質」的極限值。美國環境保護局在文章「method202–dryimpingermethodfordeterminingcontensableparticulateemissionsfromstationarysources」(「方法202-用於從固定源確定可冷凝顆粒排放的乾式碰撞器方法」)中公開了用於確定在固定設備中的排氣流中的可冷凝顆粒的方法以及相應的極限值的說明。針對排氣流中的可過濾物質，由文章「method5–determinationofparticulatematteremissionsfromstationarysources」(「方法5-從固定源確定顆粒物質排放」)已知類似的規定或類似的方法。

遵循排氣流中的可冷凝物質的預定極限值尤其在軋機機架或軋制線運行時在軋制金屬帶材的情況下是有問題的。在軋制時，軋機機架在金屬帶材處做變形功，由此尤其在軋制間隙的環境中通常可發現相對於正常的室溫的明顯的溫度升高。在軋制時，輥子或金屬帶材典型地加載有冷卻介質和/或潤滑介質，其中，這些介質典型地含有油。由於在軋制間隙處產生高的溫度，此時出現冷卻介質或潤滑介質的單獨的成分的氣化並且尤其出現形成可冷凝物質。此時，排氣相應地受到汙染。

技術實現要素：

基於現有技術，本發明的目的在於，改進用於從排氣流中分離可冷凝物質的已知的設備和已知的方法以及具有這種設備的軋機機架和軋制線，使得在排氣流輸出到環境空氣中之前，可遵循可冷凝物質在排氣流中的份額的預定極限值，如尤其在美國預先規定的極限值。

該目的在設備技術上通過根據權利要求1的對象實現。其特徵在於，以如下方式改動和補充開頭說明的設備：通風機沿排氣流的流動方向接在第一分離器上遊；洗滌器接在通風機和第一分離器之間，並且冷卻裝置接在第一分離器和第二分離器之間。

在本說明中，對「具有可冷凝物質的排氣」(排氣流b)和「具有可過濾物質的排氣」(排氣流a)進行區分。「具有可冷凝物質的排氣」附加地還可含有可過濾物質。相反，在「具有可過濾物質的排氣」中，前提條件是其不含有對於遵循極限值緊要的可冷凝物質的量。

術語「通風機」和「鼓風機」在本說明中同義地使用。上文提到的術語「油滴」、「油顆粒」和「油霧」分別僅僅示例性地代表一般性術語「可過濾物質」。

鼓風機接在洗滌器和分離器之前首先引起僅僅在鼓風機的入口處存在負壓或吸入作用，而由鼓風機吸入的空氣有利地以過壓壓入到接在下遊的構件中，以用於淨化排氣，即，壓入到洗滌器、第一分離器、冷卻裝置和第二分離器中。由於鼓風機變化的放置，所述的在鼓風機中排氣流中的壓力從負壓到過壓的轉換此時在洗滌器之前已經實現，該事實積極地影響排氣流的氣壓。由於在尚負載有可冷凝物質的排氣流的典型提高的溫度下提高的氣壓，出現第一次的部分冷凝。此外，鼓風機通過其旋轉的組裝件有利地用作離心分離器。具體而言，在排氣流中的可過濾物質、尤其油顆粒凝集在通風機的葉片處，以便在充分凝集之後從上面滴下；以這種方式已經可導出大部分的含在排氣流中的可過濾物質。尤其用於排氣流中的油顆粒的所說明的過濾效果取決於通風機葉片的安裝和實施方案。就此而言，相比於通風機沿流動方向接在洗滌器和分離器之後的情況，接在上遊的鼓風機有利地引起明顯減少輸送給洗滌器和隨後部件的排氣被加載可過濾物質。雖然所述放置的缺點是通風機的葉片被更嚴重地弄髒；然而，考慮到所述優點，該缺點還是可接受的。

在通風機之後，排氣在洗滌器中經受吸附。仍存在於排氣中的可過濾物質的霧、尤其是油霧被洗掉，並且洗滌液體與附加地洗掉的乳化劑積聚。由此可實現很好的洗滌效果，因為由此出現與存在於排氣中的油的親合性。在洗滌器中還實現進一步降低排氣的溫度。該冷卻的積極的副效應是，在洗滌器中已經一起洗掉在排氣中的可冷凝物質的一部分，尤其具有較高冷凝溫度的那些可冷凝物質。可冷凝的物質將通過機械式過濾器。

在洗滌器之後布置有例如呈網格織品形式的第一分離器，其凝集和分離來自之前進行的洗滌過程的夾帶液滴。由排氣洗滌產生對於接下來的冷卻過程重要的前提，即，空氣是飽和的。通過緊接的冷卻出現進一步的冷凝。由於冷卻出現的冷凝物被分離，並且夾帶液滴在第二分離器中凝集並且被分離。因此，以這種方式，即，通過所說明的工藝鏈，可在排氣流通過煙囪輸出到環境空氣中之前將排氣流中的可冷凝物質的份額帶到低於所要求的極限值。積累的冷凝物的一部分用於補償洗滌器系統中的蒸發損失，從而可在儘可能沒有附加的介質的情況下執行洗滌過程。

根據第一實施例，沿排氣流的流動方向在鼓風機上遊將至少一個抽吸罩接在流動通道的入口處。抽吸罩有利地防止尤其被可冷凝物質汙染的排氣在其出現地點處已經輸出到環境中。相反，代替這種情況，排氣被抽吸罩捕獲並且輸送給所述流動通道。

在所述流動通道中有利地設置有至少一個閥門以用於在合適的部位處截斷流動通道。

原則上有利的是，加載有可冷凝物質的排氣與僅加載有可過濾物質、但不加載有可冷凝物質的排氣分開地被攔截和處理。如果可彼此分開地捕獲這兩種排氣類型，推薦設置其他的/分開的流動通道，以用於使具有可過濾物質的另一排氣流流經。

因此，一方面在排氣流b(具有可冷凝物質)中由於更高的運量引起效率提升，並且在排氣流a中出現比在排氣流b中更低的溫度水平，因為沒有由於軋制過程的熱負荷。

在另一流動通道(排氣流a)中，此時應設置鼓風機，以及在另一流動通道中的沿流動方向接在鼓風機下遊的洗滌器和沿流動方向接在洗滌器下遊的第三分離器。鼓風機和用於從排氣中濾出可過濾物質的洗滌器的工作原理相應於上文說明的工作原理。

可選地，可在另一流動通道中沿流動方向在第三分離器下遊接有冷卻裝置，並且在冷卻裝置下遊接有第四分離器。對於從另一排氣流中分出可過濾物質，冷卻裝置和第四分離器不是強制性必需的，然而它們的設置引起在另一流動通道中此時存在與在用於具有可冷凝物質的排氣的流動通道中所設置的構件相同的構件。這些構件為洗滌器、第一分離器、冷卻裝置和第二分離器。構件以雙重的實施方案存在尤其在一個流動通道中的單個構件失靈時或對於維護工作的執行是有利的；於是，例如，具有可冷凝物質的排氣流可通過在另一流動通道中的相應仍然完好的、即完整的裝備/構件鏈來導引。

同樣，對於另一流動通道有利的是，其包含至少一個閥門，以用於在合適的部位處進行截斷。

此外，有利的是，排氣流b流經的流動通道在第二分離器之後與排氣a流經的另一流動通道在連接部位處匯聚成一個集流通道。然後，兩個排氣流通過共同的集流通道優選地通過煙囪輸出到環境空氣中。另一排氣流的輸送有利地引起進一步降低排氣流b的溫度，因為另一排氣通常比排氣b溫度更低。由此有利地實現附加的冷凝。

上述目的還通過具有根據本發明的設備的軋機機架實現。為此，有利地，用於攔截具有可冷凝物質的排氣的抽吸罩布置在軋機機架之後，以用於將排氣輸送到流動通道b中。附加地，有利地，在軋機機架的進入部和流出部上方各布置另一抽吸罩，以便收集此處的通常僅含有可過濾物質、然而不含有可冷凝物質的排氣並且將其輸送給另一流動通道a。被可冷凝物質汙染的排氣典型地在軋機機架之後、然而不在軋機機架的進入部處的原因是沿金屬帶材的運動方向的所謂的拖曳流。由於金屬帶材運動通過軋機機架的非常高的速度，在金屬帶材附近的環境空氣作為拖曳流沿金屬帶材的運動方向被一起拖走。通過該拖曳流，沿軋制方向運輸在軋制間隙的緊鄰的附近存在的排氣，該排氣由於在此存在的高溫而積聚有可冷凝物質。在此，該排氣可通過所述抽吸罩收集。相反，在軋機機架的進入部處，排氣典型地僅被可過濾物質汙染，該可過濾物質通過施加到軋機機架的輥子和/或金屬帶材上的冷卻或潤滑介質被輸出到環境空氣中。所述的另一抽吸罩用於俘獲該排氣。上述目的還通過具有多個軋機機架的軋制線實現，其用於軋制優選為金屬的軋件。在軋制線中根據本發明的設備構造為，在軋機機架中的至少兩個軋機機架之間分別布置有流動通道的抽吸罩，以用於將此處的積聚有可冷凝物質的排氣抽吸到流動通道b中，並且其中，還在第一軋機機架的進入部處並且優選地還在軋制線的末端處布置第二抽吸罩，以用於將此處的積聚有可過濾物質的排氣抽吸到另一流動通道a中。將用於抽吸具有可冷凝物質的排氣的抽吸罩布置在軋機機架之間的原因相應於之前闡明的將抽吸罩布置在軋機機架的流出部中的原因。同樣，另一抽吸罩設置在第一軋機機架的進入部處的原因相應於上文參考單個軋機機架所述的原因。事實上，在多機架的軋制線的最後一臺軋機機架之後不必再設置用於捕獲具有可冷凝物質的排氣的抽吸罩、而僅還設置用於捕獲具有可過濾物質的排氣的抽吸罩的原因是，典型地通過最後一臺軋機機架完成的變形工作不再像在第一臺軋機機架中那樣大，並且因此在最後一臺軋機機架的軋制間隙中典型地不再發生稍後必須通過冷凝再次從排氣中去除的物質的氣化。

最後，上述目的通過用於從排氣流中分離可冷凝物質的方法實現。該方法的優點相應於上文參考設備或軋機機架所述的優點。

附圖說明

說明書附有四個附圖，其中，

圖1示出了根據本發明的用於從排氣流中分離出可冷凝物質的設備，其具有第一流動通道；

圖2示出了根據圖1的設備，其具有所述流動通道並且附加地具有另一流動通道；

圖3示出了軋機機架，其具有用於根據本發明的設備的兩個流動通道的抽吸罩；並且

圖4示出了軋制線，其具有用於根據本發明的設備的兩個流動通道的抽吸罩。

下面參考所提到的附圖詳細說明本發明。在所有的附圖中，相同的技術元件用相同的附圖標記表示。

具體實施方式

圖1示出了根據本發明的用於從排氣流中分離出可冷凝物質的設備100的第一實施例。

為此目的，根據第一實施例的設備包括抽吸罩111，其用於儘可能在具有可冷凝物質的排氣的出現地點附近捕獲具有可冷凝物質的排氣。排氣從抽吸罩111運送到流動通道110中並且在此處首先被鼓風機112吸入。就此而言，在鼓風機112之前存在負壓。然後，鼓風機通過過壓將排氣進一步導引到洗滌器113處。排氣從洗滌器輸送給第一分離器114，以便接下來由冷卻裝置115進一步冷卻。藉助於冷卻裝置115將排氣冷卻到如此程度，即，可冷凝物質從排氣中冷凝；接下來在第二分離器116中分離排氣。然後將如此淨化的排氣通過煙囪200輸出到環境中。在流動通道110中可設置有閥門117和/或118，例如設置在抽吸罩110和鼓風機112之間以及—沿流動方向看—設置在第二分離器的出口處。上文在說明書的概要部分中已經詳細說明了各構件的工作方式，即，通風機112、洗滌器113、兩個分離器114和116以及冷卻裝置115的工作方式，從而在此沒有進行重複說明。

圖2示出了本發明的第二實施例。除了用於負載有可冷凝物質的排氣的所述流動通道110之外，根據本發明的設備100的第二實施例包括另一流動通道a，其設有附圖標記120。在流動通道的入口處設置有一個或多個另外的抽吸罩121、121'，以用於儘可能在排氣的出現地點附近捕獲所述排氣。另一流動通道120基本上類似於流動通道110地構建。具體而言，另一流動通道也包括通風機更確切地說鼓風機122、接在鼓風機下遊的另一洗滌器123、接在洗滌器下遊的第三分離器124、接在第三分離器下遊的冷卻裝置125以及接在另一冷卻裝置下遊的第四分離器126。然而，應注意的是，冷卻裝置125和第四分離器126僅僅可選地設置在另一流動通道120中，因為它們對於從排氣中分出可過濾物質不是強制所需的。設置它們的優點同樣在上文中在說明書的概述部分中有所提及。另一流動通道120也可包括閥門127和128，例如同樣又在抽吸罩和通風機之間和在分離器124或126的出口處。

另一流動通道120的出口有利地通過連接部位130與流動通道110的出口連接；兩個流動通道在連接部位130之後通到共同的集流通道140中，兩個淨化的排氣類型通過集流通道輸送給煙囪200。分別在流動通道110和流動通道120的出口處的閥門118和128尤其用於控制進入到集流通道140中的排氣流。所有的閥門117、118以及127和128的設置是有利的，以便截斷用於排氣的流經的各流動通道，尤其在流動通道中的各構件失靈時。

圖3示出了軋機機架300，其在流出部中具有抽吸罩111，其中，該抽吸罩用於捕獲具有可冷凝物質的排氣並且用於將該排氣轉送到流動通道110中。在軋機機架300的進入部側可看到另一抽吸罩121，以用於捕獲具有可過濾物質的排氣。排氣藉助於另一抽吸罩輸送給另一流動通道120。

圖4示出了具有多個軋機機架300的軋制線400。在這裡示例性示出的三臺軋機機架之間可分別看到一個抽吸罩111，以用於在兩臺軋機機架中的第一臺軋機機架的流出部處抽吸具有可冷凝物質的排氣。此外，可看到在第一軋機機架的進入部處的另一抽吸罩120和在軋制線的流出部處的另一抽吸罩121'，以用於捕獲被可過濾物質汙染的排氣。

在圖3和圖4中通過箭頭標出了金屬帶材通過軋機機架的運動方向。關於所述抽吸罩布置在軋機機架的相應的進入部和流出部處的原因，參閱說明書的概述部分。

附圖標記列表：

100設備

110流動通道「b」

111抽吸罩

112鼓風機

113洗滌器

114第一分離器

115冷卻裝置

116第二分離器

117閥門

118閥門

120另一流動通道「a」

121另一抽吸罩

121'另一抽吸罩

122另一鼓風機

123另一洗滌器

124第三分離器

125另一冷卻裝置

126第四分離器

127閥門

128閥門

130連接部位

200煙囪

300軋機機架

400軋制線

a具有可過濾物質的排氣流

b具有可冷凝物質的排氣流