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Die Erfindung bezieht sich auf einen vertikalen Schachtofen zum Brennen von kleinstückigem Material, welcher einen Vorwärmeschacht, eine Brennzone und eine Kühlzone aufweist.
Solche Schachtofen sind bereits bekannt und haben sich allgemein bewährt. Ein bekannter Schachtofen (USA-Patentschrift Nr. 3, 285, 590) weist zusätzlich am oberen Rand der Brennzone durch die natürliche
Abböschung des Materials gebildete Hohlräume auf, in welche die Brenner eingesetzt sind. Ein anderer
Schachtofen (USA-Patentschrift Nr. 2, 788, 961) ist mit einem glockenförmigen Verdrängungskörper versehen, welcher am Anfang der sich von oben nach unten erstreckenden Brennzone eingesetzt wird und von unten zugänglich ist.
Schwierigkeiten treten dann auf, wenn in einem solchen vertikalen rechteckigen Schachtofen kleinstückiges
Material im Gleichstrom gebrannt werden soll. Um die Steinbrüche in Kalkwerken besser ausnutzen zu können, ist es oft erforderlich, dass nicht nur das Grobkorn von 40 mm an aufwärts gebrannt wird, sondern dass man auch die kleineren Fraktionen, etwa von 10 mm an aufwärts, zu Kalk brennt. Dies war bis jetzt in Drehrohröfen möglich und hatte einen verhältnismässig sehr hohen Wärmebedarf zur Folge, was nun für Grossanlagen in Frage kommt. Es ist auch möglich, besonders konstruierte Schachtöfen, wie z. B. Regenerativöfen zu verwenden. Solche öfen sind aber sehr teuer und verlangen hohe Investitionskosten.
Aufgabe der Erfindung ist es, in einem vertikalen rechteckigen Schachtofen eingangs beschriebener Art das
Brennen von kleinstückigem Material in gleichmässigem Brand und in Gleichstrom zu ermöglichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird von einem vertikalen Schachtofen ausgegangen, welcher in bekannter
Weise einen Vorwärmeschacht, eine Brennzone und eine Kühlzone sowie am oberen Rand der Brennzone durch die natürliche Abböschung des Materials gebildete Hohlräume aufweist, in welche die Brenngase eingeführt werden, wobei in der Brennzone ein durch glockenförmige Wände begrenzter von unten zugänglicher
Verdrängungskörper vorhanden ist.
Erfindungsgemäss wird der Schachtquerschnitt in der Brennzone gegenüber der Vorwärmezone zur teilweisen Kompensation des vom Verdrängungskörper eingenommenen Raumes erweitert, welcher
Verdrängungskörper innen einen Abzug- und Mischraum für Verbrennungs- und Kühlluft begrenzt und den
Schacht in zwei parallel geschaltete, separate Räume aufteilt, in welchem die Verbrennung stattfindet.
Die Einführung der Brenngase in einen Hohlraum und die Führung desselben im Gleichstrom mit dem Material nach unten ist an und für sich bekannt. Die vorgeschlagene konstruktive Lösung erlaubt die vorteilhafte
Anwendung einer solchen Gasführung zum Brennen von kleinstückigem Material.
Eine weitere Ausbildung des vorgeschlagenen vertikalen Schachtofens kann darin bestehen, dass man eine aus dem Abzug und Mischraum ausserhalb des Ofenkörpers seitlich geführte, mit einem Gebläse versehene Leitung vorsieht, welche unmittelbar oberhalb der Brennzone an den Schacht angeschlossen ist.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, u. zw. zeigen : Fig. l einen Vertikalschnitt durch einen Schachtofen, und Fig. 2 einen senkrecht dazu geführten Schnitt.
Der dargestellte vertikale Schachtofen ist mit einer Beschickungsanlage--l--ausgerüstet, welche als Förderband oder als Schrägaufzug ausgebildet ist und das zu verarbeitende Material einem Beschickungswagen --2-- zuführt. Der schematisch dargestellte Beschickungswagen wird in der Längsrichtung des Ofens quer über den Ofenquerschnitt bewegt, wie dies insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, und verteilt das Beschickungsmaterial gleichmässig im Ofen, so dass in diesem ein gleichmässiger Materialspiegel erreicht wird. Der Ofen weist einen Vorwärmeschacht--3--auf.
Darunter befindet sich eine durch den Mantel--11--begrenzte Brennzone --4--, welche in eine Kühlzone --7-- übergeht, die verjüngte Wände --11'-- aufweist. Der vertikale Schachtofen weist ferner eine untere Austragsöffnung--15--auf, die zu einer Austragsschleuse--8--mit Förderorgan--9--führt. Der ganze Ofen ruht auf einem Stahlblechfundament--10--.
In der Mitte der Brennzone --4-- befindet sich ein Verdrängungskörper--6--mit glockenförmigen Wänden, welche innen einen Abzugs-und Mischraum--13--begrenzen. Die Brennzone--4--ist gegenüber der Vorwärmezone--3--zur teilweisen Kompensation des vom Verdrängungskörper--6--eingenommenen Raumes erweitert. Durch den Verdrängungskörper--6--wird der Schacht in der Brennzone--4--in zwei parallel geschaltete separate Räume aufgeteilt, in welchen die Verbrennung stattfindet. Der Abzug- und Mischraum --13-- ist von unten her zugänglich.
In diesen Raum --13-- mündet eine Leitung--20--, welche ausserhalb des Ofenkörpers seitlich geführt ist und über ein als Mischluft-Ventilator ausgebildetes Gebläse --14-- zum Vorwärmschacht--3--führt. Der Anschluss erfolgt über einen Verteilerring--21--. Über einen weiteren Verteilerring--22--ist ein Kamin--16--an den Vorwärmeschacht --3-- angeschlossen. Das Beschickungsmaterial, vorzugsweise Kalksplitt, böscht sich beim Eintritt aus der Vorwärmzone im Vorwärmschacht--3--im natürlichen Böschungswinkel ab, so dass Hohlräume--5--frei bleiben, in welche
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Schacht in vertikaler Richtung und füllt die Brennzone--4--, wobei die Hohlräume--5--frei bleiben.
In der Brennzone erfolgt die Entsäuerung, indem aus den Brennkammern --12-- heisse Verbrennungsgase --18-- mit einer Temperatur von 1200 bis 14000C im Gleichstrom mit dem Material durch die Brennzone strömen und in den Abzugs- und Mischraum --13-- eintreten. Anschliessend gelangt der Kalksteinsplitt in die
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--9-- kannKühlzone-7-im Gegenstrom eingeblasen,
wird dort aufgewärmt und gelangt in den Abzugs- und Mischraum - -13--. Die heissen Gase und die aufgewärmte Kühlluft werden aus dem Raum-13-mit Hilfe des
Ventilators--14--über die Leitung--20--abgesaugt und durch eine Leitung--24--in den Vorwärmschacht--3--eingeblasen. Es ist oft vorteilhaft, wenn vor dem Mischluftventilator--14--ein Wärmeaustauscher (nicht gezeichnet) angeordnet wird, mit welchem die Verbrennungsluft für die Brennkammern vorgewärmt wird. In besonderen Fällen kann auch nur ein Teil des Gemisches über den Wärmeaustauscher geführt werden, um die Verbrennungsluft für die Brennkammern vorzuwärmen, wobei der verbleibende Teil direkt in die Vorwärmzone --3-- gelangt.
Im Vorwärmschacht--3--wird der zugeführte Kalksteinsplitt vorgewärmt und die Abgase gelangen über den Kamin--16--ins Freie. Dabei ist unter Umständen die Zwischenschaltung einer Entstaubungsvorrichtung erforderlich.
Beim beschriebenen Schachtofen erfolgt der Brennbetrieb im Gleichstrom, d. h. die Brenngase strömen in der Förderrichtung des Materials, so dass eine Überhitzung des Materials vermieden wird. Ein weiterer Vorteil des Schachtofens besteht darin, dass Kühlluft und Abgase aus der Brennzone in einem gemeinsamen Abzug- und Mischraum gemischt und gemeinsam abgesaugt werden, wobei die Mischgase zur Vorwärmung des Kalksteinsplitts im Vorwärmschacht--3--dienen.
Ferner sei noch erwähnt, dass in die Hohlräume--5--gegebenenfalls auch noch überhitzter Dampf eingespritzt werden kann, um ein hochreaktives und vollkommen aufgeschlossenes Endprodukt zu erhalten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vertikaler Schachtofen zum Brennen von kleinstückigem Material, welcher einen Vorwärmeschacht, eine Brennzone und eine Kühlzone sowie am oberen Rand der Brennzone durch die natürliche Abböschung des Materials gebildeten Hohlräume aufweist, in welche die Brenngase eingeführt werden, wobei in der Brennzone ein durch glockenförmige Wände begrenzter, von unten zugänglicher Verdrängungskörper vorhanden ist,
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Vorwärmzone (3) zur teilweisen Kompensation des vom Verdrängungskörper (6) eingenommenen Raumes erweitert ist und der Verdrängungskörper (6) innen einen Abzug- und Mischraum (13) für Verbrennungs- und Kühlluft begrenzt und den Schacht in zwei parallel geschaltete, separate Räume aufteilt, in welchen die Verbrennung stattfindet.
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