用于从排气流中分离可冷凝物质的设备和方法与流程

本发明涉及一种用于从排气流中分离可冷凝物质的设备和方法。本发明还涉及具有这种设备的轧机机架和轧制线。

背景技术：

在现有技术中原则上已知从排气或气体流中分离可冷凝物质的问题。例如可参阅以下文献us5483801、ep0979670a1和de4001710a1。

此外，在现有技术中已知用于从排气流中分离可冷凝物质的设备，其以如下方式构建：排气借助于抽吸罩来收集并且被导引至流动通道。排气流在流动通道中首先被输送给分离器，其由多个网格织品盒子构成。含在排气流中的油滴凝集在网格织品处。然后，油滴通过排出部导出。如此过滤的排气流接下来被输送给气溶胶分离器，以便将其他颗粒、尤其是气溶胶从排气流中滤出。空气流通过接在气溶胶分离器下游的通风机驱动。通风机放置在气溶胶分离器之后提供的优点是，通风机的螺旋桨叶片被颗粒、尤其排气中的油滴的污染没有其放置在网格织品盒子之前那么严重。

本发明的背景是，在美国规定了在排气流中的“可冷凝物质”的极限值。美国环境保护局在文章“method202–dryimpingermethodfordeterminingcontensableparticulateemissionsfromstationarysources”(“方法202-用于从固定源确定可冷凝颗粒排放的干式碰撞器方法”)中公开了用于确定在固定设备中的排气流中的可冷凝颗粒的方法以及相应的极限值的说明。针对排气流中的可过滤物质，由文章“method5–determinationofparticulatematteremissionsfromstationarysources”(“方法5-从固定源确定颗粒物质排放”)已知类似的规定或类似的方法。

遵循排气流中的可冷凝物质的预定极限值尤其在轧机机架或轧制线运行时在轧制金属带材的情况下是有问题的。在轧制时，轧机机架在金属带材处做变形功，由此尤其在轧制间隙的环境中通常可发现相对于正常的室温的明显的温度升高。在轧制时，辊子或金属带材典型地加载有冷却介质和/或润滑介质，其中，这些介质典型地含有油。由于在轧制间隙处产生高的温度，此时出现冷却介质或润滑介质的单独的成分的气化并且尤其出现形成可冷凝物质。此时，排气相应地受到污染。

技术实现要素：

基于现有技术，本发明的目的在于，改进用于从排气流中分离可冷凝物质的已知的设备和已知的方法以及具有这种设备的轧机机架和轧制线，使得在排气流输出到环境空气中之前，可遵循可冷凝物质在排气流中的份额的预定极限值，如尤其在美国预先规定的极限值。

该目的在设备技术上通过根据权利要求1的对象实现。其特征在于，以如下方式改动和补充开头说明的设备：通风机沿排气流的流动方向接在第一分离器上游；洗涤器接在通风机和第一分离器之间，并且冷却装置接在第一分离器和第二分离器之间。

在本说明中，对“具有可冷凝物质的排气”(排气流b)和“具有可过滤物质的排气”(排气流a)进行区分。“具有可冷凝物质的排气”附加地还可含有可过滤物质。相反，在“具有可过滤物质的排气”中，前提条件是其不含有对于遵循极限值紧要的可冷凝物质的量。

术语“通风机”和“鼓风机”在本说明中同义地使用。上文提到的术语“油滴”、“油颗粒”和“油雾”分别仅仅示例性地代表一般性术语“可过滤物质”。

鼓风机接在洗涤器和分离器之前首先引起仅仅在鼓风机的入口处存在负压或吸入作用，而由鼓风机吸入的空气有利地以过压压入到接在下游的构件中，以用于净化排气，即，压入到洗涤器、第一分离器、冷却装置和第二分离器中。由于鼓风机变化的放置，所述的在鼓风机中排气流中的压力从负压到过压的转换此时在洗涤器之前已经实现，该事实积极地影响排气流的气压。由于在尚负载有可冷凝物质的排气流的典型提高的温度下提高的气压，出现第一次的部分冷凝。此外，鼓风机通过其旋转的组装件有利地用作离心分离器。具体而言，在排气流中的可过滤物质、尤其油颗粒凝集在通风机的叶片处，以便在充分凝集之后从上面滴下；以这种方式已经可导出大部分的含在排气流中的可过滤物质。尤其用于排气流中的油颗粒的所说明的过滤效果取决于通风机叶片的安装和实施方案。就此而言，相比于通风机沿流动方向接在洗涤器和分离器之后的情况，接在上游的鼓风机有利地引起明显减少输送给洗涤器和随后部件的排气被加载可过滤物质。虽然所述放置的缺点是通风机的叶片被更严重地弄脏；然而，考虑到所述优点，该缺点还是可接受的。

在通风机之后，排气在洗涤器中经受吸附。仍存在于排气中的可过滤物质的雾、尤其是油雾被洗掉，并且洗涤液体与附加地洗掉的乳化剂积聚。由此可实现很好的洗涤效果，因为由此出现与存在于排气中的油的亲合性。在洗涤器中还实现进一步降低排气的温度。该冷却的积极的副效应是，在洗涤器中已经一起洗掉在排气中的可冷凝物质的一部分，尤其具有较高冷凝温度的那些可冷凝物质。可冷凝的物质将通过机械式过滤器。

在洗涤器之后布置有例如呈网格织品形式的第一分离器，其凝集和分离来自之前进行的洗涤过程的夹带液滴。由排气洗涤产生对于接下来的冷却过程重要的前提，即，空气是饱和的。通过紧接的冷却出现进一步的冷凝。由于冷却出现的冷凝物被分离，并且夹带液滴在第二分离器中凝集并且被分离。因此，以这种方式，即，通过所说明的工艺链，可在排气流通过烟囱输出到环境空气中之前将排气流中的可冷凝物质的份额带到低于所要求的极限值。积累的冷凝物的一部分用于补偿洗涤器系统中的蒸发损失，从而可在尽可能没有附加的介质的情况下执行洗涤过程。

根据第一实施例，沿排气流的流动方向在鼓风机上游将至少一个抽吸罩接在流动通道的入口处。抽吸罩有利地防止尤其被可冷凝物质污染的排气在其出现地点处已经输出到环境中。相反，代替这种情况，排气被抽吸罩捕获并且输送给所述流动通道。

在所述流动通道中有利地设置有至少一个阀门以用于在合适的部位处截断流动通道。

原则上有利的是，加载有可冷凝物质的排气与仅加载有可过滤物质、但不加载有可冷凝物质的排气分开地被拦截和处理。如果可彼此分开地捕获这两种排气类型，推荐设置其他的/分开的流动通道，以用于使具有可过滤物质的另一排气流流经。

因此，一方面在排气流b(具有可冷凝物质)中由于更高的运量引起效率提升，并且在排气流a中出现比在排气流b中更低的温度水平，因为没有由于轧制过程的热负荷。

在另一流动通道(排气流a)中，此时应设置鼓风机，以及在另一流动通道中的沿流动方向接在鼓风机下游的洗涤器和沿流动方向接在洗涤器下游的第三分离器。鼓风机和用于从排气中滤出可过滤物质的洗涤器的工作原理相应于上文说明的工作原理。

可选地，可在另一流动通道中沿流动方向在第三分离器下游接有冷却装置，并且在冷却装置下游接有第四分离器。对于从另一排气流中分出可过滤物质，冷却装置和第四分离器不是强制性必需的，然而它们的设置引起在另一流动通道中此时存在与在用于具有可冷凝物质的排气的流动通道中所设置的构件相同的构件。这些构件为洗涤器、第一分离器、冷却装置和第二分离器。构件以双重的实施方案存在尤其在一个流动通道中的单个构件失灵时或对于维护工作的执行是有利的；于是，例如，具有可冷凝物质的排气流可通过在另一流动通道中的相应仍然完好的、即完整的装备/构件链来导引。

同样，对于另一流动通道有利的是，其包含至少一个阀门，以用于在合适的部位处进行截断。

此外，有利的是，排气流b流经的流动通道在第二分离器之后与排气a流经的另一流动通道在连接部位处汇聚成一个集流通道。然后，两个排气流通过共同的集流通道优选地通过烟囱输出到环境空气中。另一排气流的输送有利地引起进一步降低排气流b的温度，因为另一排气通常比排气b温度更低。由此有利地实现附加的冷凝。

上述目的还通过具有根据本发明的设备的轧机机架实现。为此，有利地，用于拦截具有可冷凝物质的排气的抽吸罩布置在轧机机架之后，以用于将排气输送到流动通道b中。附加地，有利地，在轧机机架的进入部和流出部上方各布置另一抽吸罩，以便收集此处的通常仅含有可过滤物质、然而不含有可冷凝物质的排气并且将其输送给另一流动通道a。被可冷凝物质污染的排气典型地在轧机机架之后、然而不在轧机机架的进入部处的原因是沿金属带材的运动方向的所谓的拖曳流。由于金属带材运动通过轧机机架的非常高的速度，在金属带材附近的环境空气作为拖曳流沿金属带材的运动方向被一起拖走。通过该拖曳流，沿轧制方向运输在轧制间隙的紧邻的附近存在的排气，该排气由于在此存在的高温而积聚有可冷凝物质。在此，该排气可通过所述抽吸罩收集。相反，在轧机机架的进入部处，排气典型地仅被可过滤物质污染，该可过滤物质通过施加到轧机机架的辊子和/或金属带材上的冷却或润滑介质被输出到环境空气中。所述的另一抽吸罩用于俘获该排气。上述目的还通过具有多个轧机机架的轧制线实现，其用于轧制优选为金属的轧件。在轧制线中根据本发明的设备构造为，在轧机机架中的至少两个轧机机架之间分别布置有流动通道的抽吸罩，以用于将此处的积聚有可冷凝物质的排气抽吸到流动通道b中，并且其中，还在第一轧机机架的进入部处并且优选地还在轧制线的末端处布置第二抽吸罩，以用于将此处的积聚有可过滤物质的排气抽吸到另一流动通道a中。将用于抽吸具有可冷凝物质的排气的抽吸罩布置在轧机机架之间的原因相应于之前阐明的将抽吸罩布置在轧机机架的流出部中的原因。同样，另一抽吸罩设置在第一轧机机架的进入部处的原因相应于上文参考单个轧机机架所述的原因。事实上，在多机架的轧制线的最后一台轧机机架之后不必再设置用于捕获具有可冷凝物质的排气的抽吸罩、而仅还设置用于捕获具有可过滤物质的排气的抽吸罩的原因是，典型地通过最后一台轧机机架完成的变形工作不再像在第一台轧机机架中那样大，并且因此在最后一台轧机机架的轧制间隙中典型地不再发生稍后必须通过冷凝再次从排气中去除的物质的气化。

最后，上述目的通过用于从排气流中分离可冷凝物质的方法实现。该方法的优点相应于上文参考设备或轧机机架所述的优点。

附图说明

说明书附有四个附图，其中，

图1示出了根据本发明的用于从排气流中分离出可冷凝物质的设备，其具有第一流动通道；

图2示出了根据图1的设备，其具有所述流动通道并且附加地具有另一流动通道；

图3示出了轧机机架，其具有用于根据本发明的设备的两个流动通道的抽吸罩；并且

图4示出了轧制线，其具有用于根据本发明的设备的两个流动通道的抽吸罩。

下面参考所提到的附图详细说明本发明。在所有的附图中，相同的技术元件用相同的附图标记表示。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的用于从排气流中分离出可冷凝物质的设备100的第一实施例。

为此目的，根据第一实施例的设备包括抽吸罩111，其用于尽可能在具有可冷凝物质的排气的出现地点附近捕获具有可冷凝物质的排气。排气从抽吸罩111运送到流动通道110中并且在此处首先被鼓风机112吸入。就此而言，在鼓风机112之前存在负压。然后，鼓风机通过过压将排气进一步导引到洗涤器113处。排气从洗涤器输送给第一分离器114，以便接下来由冷却装置115进一步冷却。借助于冷却装置115将排气冷却到如此程度，即，可冷凝物质从排气中冷凝；接下来在第二分离器116中分离排气。然后将如此净化的排气通过烟囱200输出到环境中。在流动通道110中可设置有阀门117和/或118，例如设置在抽吸罩110和鼓风机112之间以及—沿流动方向看—设置在第二分离器的出口处。上文在说明书的概要部分中已经详细说明了各构件的工作方式，即，通风机112、洗涤器113、两个分离器114和116以及冷却装置115的工作方式，从而在此没有进行重复说明。

图2示出了本发明的第二实施例。除了用于负载有可冷凝物质的排气的所述流动通道110之外，根据本发明的设备100的第二实施例包括另一流动通道a，其设有附图标记120。在流动通道的入口处设置有一个或多个另外的抽吸罩121、121'，以用于尽可能在排气的出现地点附近捕获所述排气。另一流动通道120基本上类似于流动通道110地构建。具体而言，另一流动通道也包括通风机更确切地说鼓风机122、接在鼓风机下游的另一洗涤器123、接在洗涤器下游的第三分离器124、接在第三分离器下游的冷却装置125以及接在另一冷却装置下游的第四分离器126。然而，应注意的是，冷却装置125和第四分离器126仅仅可选地设置在另一流动通道120中，因为它们对于从排气中分出可过滤物质不是强制所需的。设置它们的优点同样在上文中在说明书的概述部分中有所提及。另一流动通道120也可包括阀门127和128，例如同样又在抽吸罩和通风机之间和在分离器124或126的出口处。

另一流动通道120的出口有利地通过连接部位130与流动通道110的出口连接；两个流动通道在连接部位130之后通到共同的集流通道140中，两个净化的排气类型通过集流通道输送给烟囱200。分别在流动通道110和流动通道120的出口处的阀门118和128尤其用于控制进入到集流通道140中的排气流。所有的阀门117、118以及127和128的设置是有利的，以便截断用于排气的流经的各流动通道，尤其在流动通道中的各构件失灵时。

图3示出了轧机机架300，其在流出部中具有抽吸罩111，其中，该抽吸罩用于捕获具有可冷凝物质的排气并且用于将该排气转送到流动通道110中。在轧机机架300的进入部侧可看到另一抽吸罩121，以用于捕获具有可过滤物质的排气。排气借助于另一抽吸罩输送给另一流动通道120。

图4示出了具有多个轧机机架300的轧制线400。在这里示例性示出的三台轧机机架之间可分别看到一个抽吸罩111，以用于在两台轧机机架中的第一台轧机机架的流出部处抽吸具有可冷凝物质的排气。此外，可看到在第一轧机机架的进入部处的另一抽吸罩120和在轧制线的流出部处的另一抽吸罩121'，以用于捕获被可过滤物质污染的排气。

在图3和图4中通过箭头标出了金属带材通过轧机机架的运动方向。关于所述抽吸罩布置在轧机机架的相应的进入部和流出部处的原因，参阅说明书的概述部分。

附图标记列表：

100设备

110流动通道“b”

111抽吸罩

112鼓风机

113洗涤器

114第一分离器

115冷却装置

116第二分离器

117阀门

118阀门

120另一流动通道“a”

121另一抽吸罩

121'另一抽吸罩

122另一鼓风机

123另一洗涤器

124第三分离器

125另一冷却装置

126第四分离器

127阀门

128阀门

130连接部位

200烟囱

300轧机机架

400轧制线

a具有可过滤物质的排气流

b具有可冷凝物质的排气流