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Verfahren zum kontinuierlichen Brennen von Zement, Kalk, Dolomit u. dgl. in einem Schachtofen und Schachtofen zur Durchführung dieses Verfahrens
Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Schachtofen zum kontinuierlichen Brennen von Zement, Kalk, Dolomit u. dgl.
Bei einem Schachtofen der genannten Art werden in einer oder mehreren Brennkammern durch Ver- brennung von Kohle, Öl oder Gas nicht mehr brennbare Heissgase erzeugt. Diese Heissgase werden nun zu dem zu brennenden Material geleitet und erwärmen dieses bis zur Brenntemperatur. Das Heissgas stellt dabei die einzige Wärmequelle für den Brennprozess dar ; das Brenngut ist dabei weitestgehend vom direkten Einfluss der Flammen bzw. vor Strahlungswärme geschützt.
Ein Schachtofen zum Brennen eines Materials der genannten Stoffgruppe besteht in der Regel aus einem stehenden Zylinder, der eine Vorwärmzone, eine Brennzone und eine Kuhlzone umfasst. Das zu brennende Material wird seitlich oder von oben zugeführt und steht in der Brennzone unter dem Einfluss der dieser Brennzone getrennt zugeführten Heissgase. Unterhalb der Brennzone befindet sich die Kühlzone, wobei das gebrannte und gekühlte Material vom unteren Ende des stehenden Zylinders abgeführt wird. In der Kühlzone wird das bereits gebrannte Material durch meistens von unten zugeführte kalte Frischluft gekühlt. Bei einem Brennverfahren der genannten Art ist es im Interesse eines guten thermischen Wirkungsgrades erforderlich, die nach dem eigentlichen Brennprozess anfallende Wärme auszunutzen und zu verwerten.
Zu diesem Zweck wird die bei der Kühlung des gebrannten Materials erwärmte Luft entweder zur Anwärmung der Luft verwendet, mittels welcher die Heissgase erzeugt werden, oder diese erwärmte Luft wird direkt dem Brenner zur Erzeugung der Heissgase zugeführt. Durch diese bisher übliche Massnahme wird die thermische Energie der aufgewärmten Kühlluft ausgewertet, so dass der Gesamtwirkungsgrad des Brennvorganges sehr gut ist. Bei den bekannten Verfahren werden weiterhin die verbrauchten, d. 11. von der Brennzone abströmenden Heizgase zur Vorwärmung des zu brennenden Materials verwendet.
Weiterhin ist es bekannt, aus dem Schacht die bei der Kühlung des gebrannten Materials erwärmte Luft abzuziehen und dem Schacht an der Stelle wieder zuzuführen, an der sich das noch nict gebrannte, aufzuwärmende Brenngut befindet.
Bei allen Brennverfahren der genannten Art ist eine gute Durchdringung des zu brennenden Materials mit dem Heissgas von entscheidender Bedeutung für die Durchsatzgeschwindigkeit, die Qualität des gebrannten Materials und den thermischen Wirkungsgrad. Bei allen bisher bekanntgewordenen Brennverfahren und Schachtöfen durchdringen die Heissgase jedoch die Brennzone nicht gleichmässig, so dass in der Brennzone Gebiete bestehen, die nur ungenügend von Heissgasen durchsetzt werden, was sowohl den Wirkungsgrad herabsetzt als auch die Qualität des gebrannten Materials vermindert.
Schliesslich besteht ein Nachteil der bekannten Brennverfahren darin, dass die erwärmte Kühlluft sich wenigstens stellenweise mit den Heissgasen mischt, was die maximale Brenntemperatur bei gegebener Heisslufttemperatur nachteilig begrenzt. Bei gegebener Brenntemperatur muss daher die Temperatur der Heissluft heraufgesetzt werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum kontinuierlichen Brennen von Zement, Kalk, Dolomit u. dgl. in einem Schachtofen, wobei das zu brennende Material durch nicht mehr brennbare, dem Hochtemperaturteil der Brennzone zugeführte Heissgase auf die Brenntemperatur gebracht wird und sowohl für die Kühlung des gebrannten Materials als auch für den Verbrennungsvorgang zur Erzeugung
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der Heissgase je ein Frischluftstrom verwendet wird. Die durch das gebrannte Material aufgewärmte Kühl- luft wird vor Erreichen der Brennzone um den Hochtemperaturteil der Brennzone durch einen Nebenschluss- kanal herumgeführt.
Kennzeichnend für die vorliegende Erfindung ist nun, dass ein erster Teil der ver- brauchten Heissgase zur Erzeugung einer gleichmässigen Durchdringung des Brenngutes in dem Hochtem- peraturteil der Brennzone in den einen geringeren Strömungswiderstand als der Hochtemperaturteil dar- stellenden Nebenschlusskanal geleitet wird. Die erwärmte Kühlluft und der erste Teil der verbrauchten
Heissgase werden in dem Niedertemperaturteil der Brennzone mit dem restlichen Teil der verbrauchten
Heissgase vereinigt und zum Anwärmen des zu brennenden Materials verwendet.
Durch das Absaugen der erwärmten Kühlluft aus dem Schacht, bevor diese die Brennzone erreicht, entsteht in dieser Brennzone ein vergleichsweiser geringer Druck, so dass auch die verbrauchten Heissgase zum Teil in den Nebenschlusskanal abgeführt werden. Durch den Nebenschlusskanal wird daher die Ver- teilung der Heissgase in der Brennzone beeinflusst werden. Die Brennzone wird somit gleichmässig von den Heissgasen durchdrungen, so dass das Material gleichmässig und mit einem guten thermischem Wirkungs- grad gebrannt wird. Am Ende des Nebenschlusskanals vereinigt sich die aufgewärmte Kühlluft und der in diesen Kanal eingeströmte erste Heissgasteil mit dem zweiten Heissgasteil und wärmt das Gut in der Vor- wärmzone auf.
Das Verfahren wird somit praktisch allen Anforderungen gerecht.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Schachtofen mit einem senkrechten Schacht, in dessen obere Hälfte die von einer Brennkammer stammenden Heissgase eingeführt werden. Kennzeichnend für den Schachtofen gemäss der vorliegenden Erfindung ist, dass ein Nebenschlusskanal vorgesehen ist, der mit dem Schacht durch Öffnungen verbunden ist, von denen die untersten unter-der Zuführungsstelle für die Heissgase liegen und die höchstgelegenen Schlitze über dieser Zuführungsstelle für die Heissgase.
Da der Nebenschlusskanal einen geringeren Strömungswiderstand aufweist als der mit dem zu brennenden Material bzw. mit dem gebrannten Material gefüllte Schacht, strömt die erwärmte Kühlluft durch die untersten Schlitze in den Nebenschlusskanal. Diese Luft wird somit um die eigentliche Brennzone herumgeführt. Dies hat zur Folge, dass die erwärmte Kühlluft die Temperatur der zuströmenden Heissgase nicht herabsetzt, so dass die erforderliche Höchsttemperatur dieser Heissgase vergleichsweise niedrig gehalten werden kann. In dem Nebenschlusskanal besteht ein niedrigerer Druck als in der Brennzone, so dass auch die Heissgase zum Teil in diesen Nebenschlusskanal gesaugt werden. Dies hat eine gute Durchdringung des Materials der Brennzone mit Heissgas zur Folge.
Die in dem Nebenschlusskanal befindliche, erwärmte Kühlluft und der erwähnte Teil der verbrauchten Heissgase wird an den höchstgelegenen Schlitzen dem Schacht wieder zugeführt und dient gemeinsam mit dem restlichen Teil der verbrauchten Heissgase zur Aufwärmung des neuzugeführten, noch nicht gebrannten Materials.
Verfahren und Vorrichtung gemäss der Erfindung sollen anschliessend an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert werden, wobei darstellen :
Fig. 1 einen runden Schachtofen im Vertikalschnitt mit einer in Achsrichtung über den Brennraum angeordneten Brennkammer und einem den Hochtemperaturteil der Brennzone umschliessendenringförmi- gen Nebenschlusskanal, Fig. 2 einen runden Schachtofen im Vertikalschnitt mit einer ausserhalb des Schachtes angeordneten Brennkammer und einem im Schacht angeordneten Kernstück, das den Nebenschlusskanal enthält, Fig. 3 einen im Querschnitt rechteckigen Schachtofen im Vertikalschnitt mit ausserhalb des Schachtes angeordneten Brennkammern und mit einem Kernstück zur Heissgaszuführung, Fig. 4 der Schachtofen der Fig. 3 im Vertikalschnitt, gegenüber Fig.
3 um 900 gedreht, Fig. 5 einen im Querschnitt rechteckigen Schachtofen im Vertikalschnitt, mit einem Kernstück, das den Nebenschlusskanal enthält, und Fig. 6 den Schachtofen der Fig. 5 im Vertikalschnitt, gegenüber Fig. 5 um 900 gedreht.
Bei dem In Fig. 1 gezeigten Schachtofen ruht der zylindrische Schacht 10 auf einem Ofenstuhl 11.
Der Ofenstuhl besteht beispielsweise aus vier am Boden verankerten Säulen 12, von denen in der Darstellung zwei sichtbar sind. Die Säulen 12 tragen einen vorzugsweisen quadratischen Rahmen 13. auf den das untere Ende des Schachtes 10 aufliegt. Zur Befestigung des Schachtes 10 auf dem Rahmen 13 können Stützen 14 vorgesehen sein. Das untere Ende des Schachtes 10 ist von einem Drehrost 15 abgeschlossen, welches über einen Bügel 16 mit einer Welle 17 verbunden ist. Die Welle 17 ist an ein Untersetzungsgetriebe 18 angeschlossen, welches durch einen Motor 19 angetrieben wird. Das in dem Schacht befindliche durch die Wärmeeinwirkung gesinterte Material wird somit durch den Drehrost 15 zerstückelt und gelangt in einen Trichter 20. Das den Schacht 10 verlassende Material gelangt somit in den Trichter 20 und anschliessend zu drei in Serie geschalteten Schleusen 22a, 22b und 22c.
Die Schleusen werden durch ein Steuerorgan 24 über je ein Gestängesystem 25a, 25b und 25c nacheinander geöffnet, so dass das gebrannte, in dem Trichter 20 befindliche Material absatzweise zu dem Abgasestutzen 26 gelangt. Die Schleusen
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22a, 22b und 22c erfüllen dabei die Aufgabe, das Material abzuführen, ohne dass die dem Schacht zuge- führte Kühlluft entweichen kann.
An den Trichter 20 ist eine Leitung 27 für die Kühlluft angeschlossen. Das freie Ende der Leitung 27 ist mit einem Drehkolbenkompressor 28 verbunden, dessen Ansaugseite mit einem schematisch bei 29 ge- zeigten Filter verbunden ist. Der Drehkolbenkompressor 28 saugt somit durch das Filter 29 Luft an und führt diese Luft über die Leitung 27 und den Trichter 20 dem unteren Ende des Schachtes 10 mit einem geringen Überdruck zu. Dieser nachfolgend als Kühlluft bezeichnete Luftstrom durchströmt den Schacht von unten nach oben, d. h. in der Richtung der Pfeile 30 und kühlt das in dem Schacht nach unten wan- dernde, bereits gebrannte Material. Zufolge der Anordnung der Schleusen 22a, 22b und 22c kann die un- ter Druck stehende Kühlluft nicht durch den Abgabestutzen 26 entweichen.
Der Oberteil des vorzugsweise zylindrischen Schachtes 10 ist von einem Abdeckkörper 31 mit einem vorgegebenen Abstand umgeben. Zwischen der Aussenwand 10a des Schachtes 10 und der Innenwand 31a des Körpers 31 verbleibt somit ein ringförmiger Raum 33. Wegen der Funktionen, die dieser Raum zu er- füllen hat, soll dieser nachfolgend als Nebenschlusskanal bezeichnet werden. In dem oberen Schachtteil sind drei Reihen von Schlitzen 36a, 36b und 36c vorgesehen, die das Innere des oberen Schachtteiles mit dem Nebenschlusskanal 33 verbinden. Die Funktion dieser Schlitze soll weiter unten erläutert werden.
Der untere Abschluss des Nebenschlusskanals bzw. der ringförmigen Kammer 33 ist geneigt, wie dies bei 37 angedeutet ist. Der unterste Punkt des Nebenschlusskanals 33 ist mit einer Staubrückführleitung 38 verbunden, die diese Kammer mit zwei Staubschleusen 39a und 39b verbindet. Durch die Leitung 38 und die Staubschleusen 39a und 39b kann somit Staub, welcher sich am unteren Ende des Nebenschlusskanals ansammelt zu der Schleuse 22a gelangen.
Der Körper 31 besitzt eine zentrale von oben nach unten gerichtete Ausnehmung 42, in welchem sich ein Rohr 43 befindet. Über dem Rohr befindet sich die Brennkammer 44 zur Erzeugung der Heissgase. Die Brennkammer 44 wird von einem Körper 45 gebildet, der auf einem Ring 46 aufliegt. Dieser Ring wird von einigen Stützkörpern 47 gehalten, die auf der Oberfläche des Körpers 31 befestigt sind. In Fig. l ist eine derartige Stütze 47 erkennbar. Der Ring 46 trägt weiterhin einen Zwischenkörper 48, der aussen an das Rohr 43 anliegt und somit die in der Brennkammer 44 gebildeten Heissgase in den Schacht leitet. Die Heissgasführung besteht somit aus den Teilen 43, 45 und 48 ; die Dreiteiligkeit ist erforderlich, damit die Heissgasffihrung zufolge der thermischen Ausdehnung nicht zerstört werden kann.
Zur Abdichtung zwischen dem Zwischenstück 48 und dem Rohr 43 ist ein wenigstens teilweise elastischer Abdichtmantel 49 vorgesehen.
Der die Brennkammer 44 bildende Körper 45 ist von einem Mantel 50 mit einem Zwischenraum umgeben. In diesen mit 51 bezeichneten Zwischenraum wird die Verbrennungsluft zur Erzeugung der Heissgase über eine Leitung 52 eingeführt. Das andere Ende der Leitung 52 ist mit einem Drehkolbenkompressor 53 verbunden, dessen Ansaugseite mit dem Luftfilter 29 verbunden ist. Die Verbrennungsluft strömt somit unter Druck durch die Leitung 52 in den Zwischenraum 51 und von hier über eine ringförmige Öffnung 55 in die Verbrennungskammer 44, wie dies durch den Pfeil 36 angedeutet ist. Über der Brennkammer 44 ist der schematisch bei 57 gezeigte Ölbrenner vorgesehen. Das Öl verbrennt bei Luftzufuhr in der Brennkammer 44 und erzeugt die Heissgase, die durch das Rohr 43 in den oberen Teil des Schachtes 10 strömt.
Die Heissgase verbrennen dabei in der Brennkammer 44 vollständig, so dass in dem Schacht selbst kein Verbrennungsvorgang mehr stattfindet. Die Erwärmung des in dem Schacht 10 befindlichen Materials auf Brenntemperatur erfolgt somit ausschliesslich durch die Heissgase und nicht durch einen Verbrennungsvorgang.
In dem das obere Schachtende umgebenden Körper 31 sind mehrere Vorwärmstutzen 60 zur Zuführung und Vorwärmung des zu brennenden Materials eingelassen. In Fig. l ist nur ein derartiger Vorwärmstutzen sichtbar. Der obere Teil des Körpers 31 sowie der Mantel 50 sind von einem Aussenmantel 61 umgeben, der in den Abzugsstutzen 62 mündet. Der Aussenmantel 61 ist an einer Stelle unterbrochen und mit einer Beschickungsvorrichtung verbunden, wie dies bei 63 angedeutet ist. Das verbrennende Material wird in diese Vorrichtung eingeführt und in den Vorwärmstutzen 60 geleitet. Die verbrauchten Heissgase und die verbrauchte Kühlluft strömen aus dem oberen Ende 60a des Vorwärmstutzens nach oben ab und werden durch den Aussenmantel 61 in den Abzugstutzen 62 geleitet. Dieser Stutzen ist beispielsweise mit einem üblichen Kamin verbunden.
Zur Erläuterung der Betriebsweise sei ausgeführt, dass der gesamte Schacht als aus drei Zonen bestehend betrachtet werden kann, u. zw. aus einer Vorwärmzone 65, einer Brennzone 66 und einer Abkühlzone 67. Die Brennzone 66 besteht dabei aus einem Niedertemperaturteil 66a und einem Hochtemperaturteil 66b. Das zu brennende Gut, beispielsweise Kalk, wird in der Vorwärmzone 65, die durch einen
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Teil des Vorwärmstutzens 60 gebildet wird, angewärmt. Das angewärmte Gut gelangt anschliessend zufolge der kontinuierlichen Abwärtsbewegung zunächst in den Niedertemperaturteil 66a und anschliessend in den Hochtemperaturteil 66b der Brennzone 66 und abschliessend in die Kühlzone 67, die etwa von den beiden unteren Dritteln des Schachtes 10 gebildet wird.
In der Kühlzone 67 wird das in der Brennzone gebrannte Gut durch die Kühlluft gekühlt, die durch den Drehkolbenkompressor 28'unter Druck gesetzt und über die Leitung 27 und den Trichter 20 dem unteren Ende des Schachtes 10 zugeführt wird. Die Kühlluft strömt dann, wie durch die Pfeile 30 angedeutet, in dem Schacht nach oben. Die Kühlzone 67 endet bei der unteren Schlitzreihe 36c. Es ist ohne weiteres zu ersehen, dass der Strömungswiderstand, den der Nebenschlusskanal 33 darstellt, erheblich geringer ist als der Strömungswiderstand der durch den Hochtemperaturteil 66b der Brennzone 66, des mit Brenngut gefüllten Schachtes gebildet wird. Die erwärmte Kühlluft strömt daher nicht durch die Brennzone des Schachtes, sondern durch Schlitze 36c in den Nebenschlusskanal 33, wie dies durch die Pfeile 30a angedeutet ist.
Es ist somit zu ersehen, dass die erwärmte Kühlluft nicht in den Hochtemperaturteil der Brennzone gelangt, sondern diese Zone durch den Nebenschlusskanal 33 umströmt. Ein wesentlicher Vorteil, der hiedurch erlangt wird, besteht darin, dass die erwärmte Kühlluft die Temperatur der aus der Brennkammer 44 abströmenden Heissgase nicht herabsetzen kann. Bei dem beschriebenen Ofen ist es daher ausreichend, wenn die Temperatur der Heissgase nur etwa um 500C über der erforderlichen Maximal-Brenntemperatur liegt.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass bei Schachtöfen, bei denen sich die erwärmte Kühlluft mit den Heissgasen mischt, die Temperatur dieser Heissgase um wesentlich mehr als 1000C über der gewünschten Brenntemperatur liegen muss.
Aus der obigen Beschreibung ist zu ersehen, dass der Druck in dem ringförmigen Nebenschlusskanal 33 unter dem Druck liegt, der im Inneren des Hochtemperaturteiles des Schachtes herrscht. Eine Folge hievon ist, dass die aus dem Rohr 43 nach unten ausströmenden Heissgase wenigstens zum Teil bestrebt sind, auf Grund des Druckgefälles ebenfalls in den ringförmigen Nebenschlusskanal 33 zu gelangen. Für die Heissgase sind nun die Schlitzreihen 36a und 36b vorgesehen. Die Heissgase strömen somit von dem unteren Ende des Rohres 43 aus radial nach aussen und durch die Schlitzreihen 36a und 36b in den ringförmi-
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zone 66 gleichmässig durchdrungen wird, wie dies durch die Pfeile 70 veranschaulicht ist.
Das obere Ende des Nebenschlusskanals 33 wird durch einen ringförmigen Schlitz 33a gebildet, durch welchen die erwärmte Kühlluft und der Teil der Heissgase, die durch die Schlitze 36a und 36b in den Nebenschlusskanal gelangt sind, dem Niedertemperaturteil 66a der Brennzone 66 wieder zugeführt werden. Hier vermischt sich die aus dem Nebenschlusskanal kommende Luft bzw. das Gas mit dem Teil des Heissgases, der direkt von dem Hochtemperaturteil 66b in den Niedertemperaturteil 66a der Brennzone gelangt ist, wie dies durch den Pfeil 71 angedeutet ist. Das gesamte Gas und die gesamte erwärmte Kühlluft strömen nun durch den Vorwärmstutzen nach oben und gelangen in den Abzug 62, wie dies durch die Pfeile 73 gezeigt ist.
Bei dem Durchströmen des Vorwärmstutzens geben die Gase bzw. die erwärmte Kühlluft ihre Wärme an das zu brennende Gut ab, welches sich in diesem Stutzen 60 befindet. Das Luft-Gasgemisch, welches sich oberhalb des Schlitzes 33a bildet, besitzt in der Regel immer noch eine Temperatur. die etwas über der Minimalbrenntemperatur liegt, so dass ein Brennprozess bereits in dem unteren Teil des Vorwärmstutzens vor sich geht. Aus der Zeichnung ist zu ersehen, dass sich der Niedertemperaturteil der Brennzone bis in das untere Ende des Vorwärmstutzens erstreckt. Die das obere Ende 6da des Vorwärmstutzens 60 verlassenden Gase haben praktisch ihre gesamte Wärme an das neu zugeführte zu brennende Material abgegeben, so dass der Ofen mit einem sehr guten thermischen Wirkungsgrad arbeitet.
Das gebrannte Material wandert, wie bereits ausgeführt, kontinuierlich im Schacht 10 nach unten und wird am unteren Ende dieses Schachtes durch den Drehrosi 15 in einzelne Stücke aufgeteilt. Anschliessend gelangt das abgekühlte Material durch die Schleusen 22a, 22b und 22c zu dem Abgabestutzen 26.
Es ist zu ersehen, dass der beschriebene Schachtofen eine Reihe von erheblichen Vorteilen in sich vereinigt. Zunächst ist anzuführen, dass für den Verbrennungsprozess zur Erzeugung der Heizgase Frischluft verwendet wird, so dass eine Säuberung der erwärmten Kühlluft nicht erforderlich ist. Durch die Verwendung von Frischluft für den Verbrennungsprozess können weder in dem Kompressor 53 noch in der Frischluftzuleitung 52 Erosionserscheinungen auftreten.
Ein besonderer Vorteil ist jedoch durch den Nebenschlusskanal 33 gegeben. Dieser Nebenschlusskanal bewirkt einerseits, dass die aufgewärmte KUhlluft nicht in den Hochtemperaturteil der Brennzone gelangen kann und weiterhin, dass die Heissgase das in der Brennzone befindliche Material zufolge des Druck-
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abfalles gleichmässig durchdringen. Diese gleichmässige Durchdringung erhöht die Qualität des Materials und die Durchsatzgeschwindigkeit und somit auch den thermischen Wirkungsgrad. Ferner wird bei dem gezeigten Schachtofen die Wärme praktisch völlig ausgenutzt, da das anfallende Gas-Luftgemisch seine Wärme praktisch vollständig an das noch nicht gebrannte, neu zugeführte Material abgibt.
Der in Fig. 2 gezeigte Schachtofen unterscheidet sich gegenüber dem Schachtofen der Fig. l dadurch, dass die Heissgase radial von aussen zugeführt werden, während sich der Nebenschlusskanal im Zentrum des oberen Schachtteiles befindet. Der Ofenstuhl, der Drehrost, die Schleusenanordnung und die Drehkolbenkompressoren sind bei dem Schachtofen der Fig. 2 gleich wie bei dem Schachtofen der Fig. l, weswegen auf eine erneute Beschreibung dieser Teile verzichtet wird.
Die hier mit 80 bezeichnete Brennkammer wird von einem Körper 81 gebildet, der mit dem Schacht 82 fest verbunden ist. Der im Querschnitt L-förmige Körper 81 ruht mit seinem unteren Ende auf einer Stützkonstruktion 83, die ihrerseits auf einem Vorsprung 84 des Ofenstuhls aufliegt. Der die Brennkammer 80 bildende Körper 81 ist wiederum von einem Mantel 85 umgeben, der an die Luftzufuhrleitung 52 angeschlossen ist. Der schematisch bei 86 angedeutete Ölbrenner befindet sich am unteren Ende der Brennkammer 80. Die innerhalb des Mantels 85 befindliche Verbrennungsluft strömt neben der Brenneröffnung
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den Schacht 82 umgebende Ringkammer 88, die über Schlitze 89 mit dem Schachtinneren verbunden ist.
Beim vorliegenden Ausfiihrungsbeispiel gelangen die Heissgase somit radial von aussen in das Innere des Schachtes.
Quer über dem oberen Schachtende liegt eine Strebe 90, die über eine Stange 91 ein Kernstück bzw. einen Einsatz 92 trägt, welcher sich im Zentrum des Schachtes befindet, und etwas oberhalb der Mitte des Schachtes endet. Das untere Ende des Einsatzes 92 ist offen, wobei die mit 93 bezeichnete Öffnung den Nebenschlusskanal darstellt. Der Nebenschlusskanal ist durch eine untere Sehlitzreihe 94, die sich unterhalb der Heissgasschlitze 89 befindet durch eine zweite Schlitzreihe 95, die sich über den Heissgas- schlitzen 89 befindet mit dem Inneren des Schachtes verbunden.
Über dem Schacht ist eine Haube 96 vorgesehen, die die aus dem Schacht ausströmenden Gase in den Abzug 97 leitet. Die Haube enthält weiterhin eine Beschickungsvorrichtung für das zu brennende Material, wie dies bei 97a angedeutet ist. Der Schachtofen der Fig. 2 lässt sich in gleicher Weise wie derjenige der Fig. l in einzelne Zonen aufteilen, wobei die verschiedenen Zonen mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind wie bei Fig. l ; die Vorwärmzone ist mit 65, die Brennzone mit 66 und die A bktihlzone mit 67 be- zetctmet, wobel die Brennzone wiederum emen Hoctitemperaturteil 6ob und einen Niedertemperaturteil 66a aufweist.
Durch die wie in Fig. 1 mit 27 bezeichnete Kühlluftleitung strömt Kühlluft in den Schacht und kühlt das in dem unteren Schachtteil befindliche, gebrannte Material. Wie durch die Pfeile 98 veranschaulicht, gelangt die Kühlluft durch die untere Öffnung bzw. den Schlitz 93a in den Nebenschlusskanal 93, da dieser Kanal einen geringeren Strömungswiderstand darstellt als der mit dem Brenngut gefüllte Schacht. In gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. l kann somit die aufgewärmte Kühlluft nicht mit den Heissgasen in Kontakt gelangen, die durch die Heissgasöffnungen 89 In den Schacht einströmen. In dem Nebenschlusskanal 93 herrscht somit ein Druck, der unter demjenigen des Schachtes an der betreffenden Stelle liegt.
Eine Folge dieses Druckgefälles ist, dass ein Teil der durch die Öffnungen 89 einströmenden Heissgase durch die Schlitze 94 in den Nebenschlusskanal eintreten, wie dies durch die Pfeile 99 veranschaulicht ist. Eine Folge hievon ist, dass das Heissgas dem Hochtemperaturtell 66b gleichmässig durchdringt, was die an Hand der Fig. 1 erläuterten Vorteile zur Folge hat. Das in den Nebenschlusskanal 93 gelangte Kühlluft Gasgemisch tritt durch die Schlitzreihe 95 aus diesem Kanal aus und gelangt wieder in den Niedertemperaturteil 66a des Schachtes. Das Luft-Gasgemisch vermischt sich hier mit dem Heissgasteil, welcher nicht in die Nebenschlusskammer gelangt Ist und dessen Strömungsweg durch die Pfeile 100 veranschaulicht ist.
Das gesamte Luftgemisch strömt nun durch den Niedertemperaturteil 66a in die Vorwärmzone 65 und erwärmt das zu brennende Material.
Der in Fig. 2 gezeigte Schachtofen arbeitet somit gleich wie der in Fig. 1 gezeigte Schachtofen und vereinigt die gleichen Vorteile auf sich. Der wesentliche Unterschied besteht, wie bereits ausgeführt, darin, dass bei dem Schachtofen der Fig. l der Nebenschlusskanal aussen liegt und die Brennkammer koaxial zur Ofenachse während bei Fig. 2 der Nebenschlusskanal innen und die Brennkammer seitlich angeordnet ist.
Die Fig. 3 und 4 zeigen einen Schachtofen, der im Gegensatz zu den Schachtöfen der Fig. 1 und 2 e1nenrechteckigen Querschnitt aufweist, wobei die Heissgase wiederum von innen nach aussen strömen, wie dies an Hand von Fig. 1 erläutert worden ist. Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch die kleinere Querschnittsfläche und Fig. 4 eine Darstellung des Ofens von der grösseren Seite aus gesehen, teilweise im
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Die Fig. 5 und 6 zeigen wieder einen im Querschnitt reckteckigen Schachtofen, wobei in Fig. 5 ein Längsschnitt durch die kleinere Schnittfläche und in Fig. 6 eine Ansicht auf eine grössere Seitenfläche des Schachtes, teilweise im Schnitt gezeigt ist. Die Konstruktion und Anordnung des Ofenstuhls, der Schleusen und der Kompressoren ist gleich wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4, während der Brenner gleich ausgebildet ist wie bei dem Schachtofen der Fig. 2. Eine erneute Beschreibung dieser Teile ist daher nicht erforderlich.
An den grösseren Seitenflächen 140 des rechteckigen Schachtes sind zwei Heissgaskanäle 141 vorgesehen, die mit der Brennkammer 142 verbunden sind. Die beiden Kanäle 141 sind mit dem Inneren des Schachtes über je zwei Öffnungsreihen 143 und 144 verbunden, durch welche die Heissgase in das Schachtinnere einströmen.
Parallel zu den Seitenwänden 140 des Schachtes befindet sich im Inneren desselben ein Kernstück 146, welches eine Ausnehmung 147 aufweist. Diese Ausnehmung stellt den Nebenschlusskanal dar. Wie aus Fig. 6 ersehen werden kann, Ist die untere Begrenzungsfläche 147a des Nebenschlusskanals geneigt. Sie schliesst sich an eine Staubrückführleitung 148 an, die mit einer zweistufigen Staubschleuse 149 verbunden ist.
Der Nebenschlusskanal ist durch drei Schlitzreihen 150,151 und 152 mit den beiden durch das Kernstück 146 getrennten Schachthälften 153a und 153b verbunden. Die beiden unteren Reihen 150 und 151 liegen unter den Heissgaszuführungsöffnungen 143,144, während die Schlitzreihen 152 über den genannten Heissgasöffnungen liegen.
Über dem oberen Schachtende befindet sich eine Haube 160, die die Verbindung mit einem Abzug herstellt. Innerhalb der Haube ist wiederum die Beschickungsvorrichtung 161 angeordnet.
Der Schachtofen der Fig. 5 und 6 arbeitet in gleicher Weise wie dies an Hand der vorangegangenen Ausführungsbeispiele besprochen worden ist. Die von unten einströmende Kühlluft gelangt durch die Schlitzreihen 150 in den Nebenschlusskanal 147. In gleicher Weise gelangen die Heissgase der beiden unteren Heissgaszuführungsöffnungsreihen 144 durch die Schlitzreihen 151 in den Nebenschlusskanal 147.
Hiedurch wird wieder die gute Durchdringung des Brenngutes in der Brennzone mit Heissgasen erreicht. Die erwärmte Kühlluft und die Heissgase des Nebenschlusskanals strömen aus diesem durch die Schlitze 152 in die Schächte 153a und 153b zurück. An der Austrittsstelle der Schlitze 152 vereinigt sich das Luft-Gasge-
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und der in erster Linie aus der Öffnungsreihe 143 stammt. Das vereinigte Luft-Gasgemisch strömt nun durch den Niedertemperaturteil 66b der Brennzone 66 nach oben und erwärmt das frisch ankommende zu brennende Material. Der Nebenschlusskanal 147 erfüllt somit die gleiche Funktion wie bei den erstbeschriebenen Schachtöfen. Einerseits wird die erwärmte Kühlluft um wenigstens den Hochtemperaturteil der Brennzone herumgeführt, so dass diese erwärmte Kühlluft die Temperatur der Heissgase nicht herabsetzen kann.
Es sei angemerkt, dass zufolge dieser Eigenschaft der beschriebenen Schachtöfen es ausreichend ist, wenn die Heissgase eine Temperatur aufweisen, die nur 500C über der gewünschten Maximaltemperatur liegt. Weiterhin bewirkt der Nebenschlusskanal 147, dass ein Druckgefälle in den Schacht- bzw. Schachtteilen entsteht, welches Gefälle zur Folge hat, dass die Heissgase das gesamte Brenngut regelmässig durchdringen.
Zusammenfassend zu allen gezeigten Schachtöfen kann somit festgestellt werden, dass diese eine grosse Durchsatzgeschwindigkeit, einen guten thermischen Wirkungsgrad und nur sehr geringe Störanfälligkeit aufweisen. Die Schachtöfen werden somit allen Erfordernissen der Praxis gerecht.
Von den gezeigten Ausführungsbeispielen sind eine Reihe von Abwandlungen möglich. Insbesondere sei hier erwähnt, dass in den Nebenschlusskanälen Nachbrenner vorgesehen werden können, welche die Gase bzw. die erwärmte Kühlluft weiterhin erwärmen, was eine weitere Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades zur Folge haben kann.
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