Langzeitmessung von Gichtgas (Hochofengas), Kokereigas und Konvertergas im Produktionsprozess bei der Eisenherstellung

Prozessdaten

Messaufgabe:
Volumenstrommessung von Koksofengas, Gichtgas (Hochofengas), Konvertergas

Messstelle:
Koksofen-/Hochofen-/Konvertergasleitung

Messbereich:
bis 10 m/s

Prozessdruck:
<5kPa

Prozessumgebung:
ca. +25°C

Empfohlene Produkte

Vortex Strömungssonde VA40 ZG8 Ex-d

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Anwendung

Bei der Erzeugung von Roheisen aus Eisenerz im Hochofen müssen Temperaturen über 1500 °C erzeugt werden. Zudem muss dem Hochofen ständig Sauerstoff in Form von vorgeheizter Luft zugeführt werden, um den Verbrennungsprozess aufrechtzuerhalten. Die in den Hochofen eingeblasene Luft entweicht am oberen Ende des Ofens (der Gicht) als Gichtgas. Dieses Gas besteht hauptsächlich aus Stickstoff, Kohlendioxid und dem sehr giftigen Kohlenmonoxid, sowie einem geringen Anteil an Wasserstoff. Es enthält viel Staub. Der Staub im Hochofengas muss entfernt werden um das Gas verwerten zu können. Gichtgas wird hauptsächlich zum Beheizen verschiedener Öfen und zur Restdruckstromerzeugung verwendet. Es wird der Zuluft des Ofens beigemischt und somit rezykliert. Da es auch brennbar (Wasserstoffanteil) ist, dient es als Energiequelle für den Verbrennungsprozess.
Gichtgas spielt eine sehr wichtige Rolle in der metallurgischen Industrie und ist ein Schlüsselelement zur Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung. Nur wenn der Gichtgasdurchfluss genau ermittelt wird, kann das Gichtgas vernünftig und effektiv verwendet werden. Hochofengas, Konvertergas und Kokereigas haben unterschiedliche Zusammensetzungen und enthalten Staub und Kondensat. Deren Messung stellt eine große Herausforderung für die Durchflusssensoren dar.

Ihr Nutzen

Robust
Das Messgerät eignet sich für den robusten Einsatz im Freien

Variable Zusammensetzung, Staub und Kondensat
Messung unabhängig von Druck, Temperatur, kinematischer Viskosität und Zusammensetzung des Messgases. Geringe Staubmengen und Kondensat haben keinen Einfluss auf die Messung

Sicher
Höntzsch bietet auch Lösungen für die Langzeitmessung in Ex-Ausführung an

Hochofenprozess

Ein Hochofen dient der Roheisengewinnung.
Dem Ofen werden hierzu Eisenerz und Zusatzstoffe wie Kalk zugeführt. In einem vorgelagerten Prozess, in der Kokerei, wird aus Kohle der stark kohlenstoffhaltige Koks gewonnen. Es entsteht unter anderem auch Kokereigas. Der Koks dient einerseits als Energiequelle. Anderseits wird bei der Verbrennung des Koks Kohlenmonoxid frei. Dies wiederum dient als Reduktionsmittel für den Prozess. Mit ihm wird die Hitze im Hochofen erzeugt um die Reduktion von Eisenerz zu Roheisen zu ermöglichen. Dabei entstehen Temperaturen weit über 1500 °C. Bei dieser Reduktion entsteht auch Gichtgas, das am oberen Ende des Hochofens aufgefangen wird.

Gichtgas (Hochofengas), Kokereigas und Konvertergas

Das an der Gicht aufgefange Gichtgas besteht aus Stickstoff, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und einer geringen Menge an Wasserstoff. Zudem ist es stark mit Staub belastet. Deshalb muss im ersten Schritt über einen Wäscher gereinigt werden (näheres unter Volumenstrommessung an Gaswäschern).

Anschließend wird es genutzt um die Kompressoren anzutreiben mit denen der „Wind“ in den Hochofen eingeblasen wird. Dieser dient als Sauerstofflieferant und liefert einen erheblichen Energiebeitrag. Zudem kann es auch zur Stromerzeugung eingesetzt werden. Dies geschieht in Dampfturbinen.

 

Messung von Gichtgas

Aufgrund seiner variierenden Zusammensetzung und des Staubanteils ist es schwierig Gichtgas über einen langen Zeitraum kontinuierlich zu messen. Die Sensoren müssen unabhängig von der Gaszusammensetzung und Dichte messen und zudem unempfindlich gegenüber der Belastung durch den Staub sein.
Der Vortex-Sensor von Höntzsch hat in vielen Einsätzen an unterschiedlichen Messstellen seine Tauglichkeit bewiesen. Und dies bei einem permanenten Betrieb des Hochofens rund um die Uhr über viele Jahre. Die Vortex-Sensoren sind bis hin zur Ex-Zone 0 / 1 einsetzbar. Mit den Höntzsch Vortex-Sensoren lassen sich die Strömungsgeschwindigkeit und der Volumenstrom von Luft und Gasen bereits ab 0,5 m/s exakt messen. Die Volumenstrommessung ist weitgehend unabhängig von Druck, Temperatur, kinematischer Viskosität und Zusammensetzung des Messgases. Die Sondentiefe kann nach Kundenwunsch angepasst werden. Die genaue Messung des Gichtgasdurchflusses trägt zur Wiederverwendung von Gichtgas in Stahlwerken, zur Energieeinsparung und zum Umweltschutz bei.

 

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