Schachtofen mit Feuerung für nicht festen Brennstoff: Die Erfindung betrifft Schachtöfen, z. B. zum Brennen von Zement, Kalk, Magnesit, Dolomit, Schamotte und ähnlichen Stoffen. Bei den bekannten Schachtöfen erfolgt das Brennen von Zement und- ähnlichen Stoffen dadurch, dass das Rohgut in Stücken oder gra nuliert aufgegeben wird, wobei feste Brenn stoffe in Lagen zwischen dem Rohgut ge schichtet werden. -Wesentlich an diesen be kannten Schachtöfen ist, dass der Brennstoff nur in festem Zustande, also nicht flüssig oder gasförmig, zugegeben werden kann.
Es ist bereits versucht worden, für den Brennvorgang bzw. das Sintern, Kalzinieren und Glühen flüssige oder gasförmige Brenn stoffe zu verwenden. Alle Versuche dieser Art endeten jedoch ohne ein praktisches Resultat. Die Unmöglichkeit, bisher in -Schachtöfen der gebräuchlichen Bauart als Brennstoff Gase oder Flüssigkeiten zum Brennen zu verwen den, ist darauf zurückzuführen, dass bei den bekannten Schachtöfen angestrebt werden muss, die Sinterzone möglichst dicht unter der Gicht entstehen zu lassen. Das wird durch die Menge und die Geschwindigkeit der von unten zugegebenen Luft erreicht. Erst hierdurch kann ein Schnellbrand mit hoher Leistung, guter Qualität und geringem Wärmever brauch erhalten werden.
Bei Zugabe von flüs sigen oder gasförmigen Brennstoffen hingegen war eine Kontrolle über die Lage und Aus- dehnung der Sinterzone nicht möglich. Aus dem gleichen Grunde könnten auch feste Brennstoffe gemeinsam mit flüssigen oder gas förmigen Brennstoffen nicht verwendet wer den.
Diese Nachteile können vermieden werden, wenn eine Düsen- und Zündeinrichtung in einer geeigneten Lage angeordnet wird, so dass auch gasförmige oder flüssige Brennstoffe allein oder in Verbindung mit festen Brenn stoffen mit Erfolg verwendet werden können. In Ländern, in denen Brennöle für einen ge ringen Preis verkauft werden, ist die Verwen dung gasförmiger oder flüssiger Brennstoffe weitaus wirtschaftlicher als die Verwendung fester Brennstoffe, zumal wenn, die Schacht öfen in unmittelbarer Nähe von Gas- oder Erdölvorkommen aufgestellt werden können.
Gegenstand der Erfindung ist ein Schacht ofen zum Sintern, Kalzinieren oder Glühen, bei dem im Schacht, z. B. etwa in der Höhe der Sinterzone, vorzugsweise unter der Gicht, ein Zündkopf angeordnet ist, der aus feuer festem Material besteht. Bei einer Ausfüh rungsform kann dieser Zündkopf höhenver= schieblich angeordnet werden, wodurch die Lage der Brennzone verändert werden kann.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Er findung können auch Vorrichtungen vorgese hen werden, durch die eine ständige Auf- und Abwärtsbewegung des Zündkopfes innerhalb eines-gewissen Bereiches erzielt werden kann. Hierdurch kann auch das Nachrutschen vom Rohgut erleichtert werden. Auch ist es unter CJmständen angezeigt, den Zündkopf durch Wasser zu kühlen.
Der Zündkopf nach der Erfindung besteht aus einem hohlen Körper, der sich nach unten öffnet. Im Zündkopf mündet mittels einer Düse wenigstens eine Zuleitung für nicht festen Brennstoff.
Die aus der tiefergelegenen Kühlzone des Schachtofens dem Brenngut entgegenkom mende, beispielsweise auf etwa 900 bis 1000 C erhitzte Verbrennungsluft strömt auf den Zündkopf zu. Bei Verwendung von Brennöl.' wird dieses innerhalb des Zündkopfes und in dessen Nähe vergast. Zusätzlich können hier bei auch durch die als Spritzdüse ausgebildete Düse oder in .der Nähe dieser Düse Abgase, beispielsweise aus dem Schachtofenschorn- stein, in den Zündkopf eingeführt werden.
Die Zündung des vergasten Brennöls oder des zugeführten Gases erfolgt dann, sobald die aus der Kühlzone emporsteigende erhitzte Luft beim Zündkopf mit dem gasförmigen Brennstoff zusammentrifft. Die Zündung wird dabei innerhalb des Zündkopfes oder auch in der Nähe des Zündkopfes erfolgen.
Als nichtfester Brennstoff kann Brennöl oder Gas oder auch ein Gemisch von beidem verwendet werden. In letzterem Fall kann Brennöl und Gas in getrennten Leitungen dem Zündkopf zugeführt werden, wobei auch für beide Stoffe jeweils geeignete Düsen Verwen dung finden können. Wesentlich ist dabei, dass ein zündfähiger Nebel entsteht, der Gas anteile und Brennölpartikelchen in geeigneter Zusammensetzung enthält.
Ein zündfähiger Nebel dieser Zusammen- Setzung kann auch gemeinsam mit festen Brennstoffen zur Durchführung des Brenn vorganges verwendet werden, wobei die letz teren in bekannter Weise in einzelnen Schich ten zwischen dem Rohgut eingebracht werden.
An Hand der Zeichnung wird die Erfin dung an mehreren Ausführungsbeispielen er läutert.
Fig.1 zeigt einen Schachtofen, bei dem der Zündkopf fest und unmittelbar unter der Gicht angeordnet ist. Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform des Zündkopfes.
Fig. 3 zeigt eine ähnliche Ausführungsform wie Fig.1, jedoch mit dem Unterschied, dass der Zündkopf höhenverschieblich und der Schornstein in der Mitte angeordnet ist.
Fig.4 zeigt eine Variante zu Fig.3 mit nach unten erweitertem Zündkopf und ver kürzter Sinterzone.
Fig.5 zeigt einen Schachtofen, der vor zugsweise zum Kalkbrennen dient und bei dem der Zündkopf tiefer im Schacht und be weglich angeordnet ist.
In Fig.1 ist der obere Teil eines Schacht ofens, beispielsweise zum. Brennen von Ze ment, dargestellt, der aus dem eigentlichen Schacht 1, dem erweiterten Giehtabsatz 2 und der eigentlichen Gicht 3 besteht. Bei diesem Schachtofen erfolgt die Zugabe der Zuschlag stoffe durch eine vorzugsweise rotierende Schurre 4. Der Schornstein 5 ist mit Rück sicht auf die hierbei angewendete Zuführung der Zuschlagstoffe seitlich angeordnet. Im Innern des Schachtofens ist der obere Teil der Kühlzone mit 6, die Sinterzone mit 7 und die Trockenzone mit 8 bezeichnet.
Oberhalb der Sinterzone befindet sich ein Zündkopf 9, der aus einem sich nach unten öffnenden Hohlkörper aus feuerfestem Material besteht. Im Innern des Zündkopfes 9 befindet sich der Zündraum 10, der einen Sammelraum für einen zündfähigen, gasförmigen Brennstoff bildet. Die Zuführung der gasförmigen oder flüssigen Brennstoffe erfolgt durch eine Rohrleitung 11, die im obern Teil des Zünd kopfes 9 in einer Spritz- oder Verteilerdüse 1.2 endet.
Vorzugsweise kann auch eine Ver bindung zwischen dem Zündraum 10 und dem Schornstein 5 durch eine Umlaufleitung 13 hergestellt werden, durch die die Ofengase im Rücklauf teilweise in den Zündraum 10 gelangen können. Die Bewegungsrichtung der gasförmigen oder flüssigen Brennstoffe und der zugeführten Ofengase wurde durch Pfeile angedeutet. Die Zündung des im. Zündkopf 9 sich sammelnden gasförmigen Brennstoffes erfolgt durch die von unten nach oben strö mende Heissluft, deren Richtung im Bereich des Schachtes 1 ebenfalls durch Pfeile an gedeutet ist.
Infolge der sich im Zündkopf 9 bildenden Verbrennung entsteht in unmittel barer Nähe des Zündkopfes, in den meisten Fällen etwas unter dem Zündkopf, die soge nannte Sinterzone 7. Infolge der erläuterten Ausbildung und der gezeigten Anordnung des Zündkopfes wird erreicht, dass sich die Sin- terzone bei Zementschachtöfen in einer Höhe befindet, die für einen Schnellbrand erfor derlich ist. Unter bestimmten Umständen ist es auch möglich, in den Zündkopf zusätzlich Wasser oder Wasserdampf einzuführen.
Die Verbrennungsluft, die ursprünglich Wasser dampf enthält, kann nämlich beim Aufstei gen in der Kühlzone ihr Wasser durch Hy dratisieren am kalzinierten oder gesinterten Produkt verlieren. Sie tritt dann in verhält nismässig trockenem Zustande in die -Sinter zone 7, wo die für eine gute Verbrennung erforderliche Wasserdampfmenge nicht mehr in ausreichenden Anteilen vorhanden ist.
Fig.2 zeigt eine besondere Ausführungs form 9' des Zündkopfes. Bei dieser Ausfüh rungsform hat der Raum um die Spritz- oder Verteilerdüse eine Verengung erfahren.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbei spiel für einen Schachtofen gemäss. der Erfin dung dargestellt. Bei diesem Ausführungsbei , spiel erfolgt die Zugabe der Zuschlagstoffe am Rande mittels Trichtern 4', die vorzugs weise drehbar angeordnet sind. Mit Rücksicht auf die Art der Zuführung der Zuschlag stoffe wurde der Schornstein 5' in der Mitte der Gicht angeordnet. Die Ausbildung des Zündkopfes 10 ist die gleiche wie bei dem in Fig.1 dargestellten Ausführungsbeispiel. Ab weichend ist jedoch der Zündkopf höhenver- schieblich mittels einer Vorrichtung 14 an geordnet.
Durch die Verschiebbarkeit des Zündkopfes kann die Höhe und Lage der Sinterzone 7 beeinflusst werden.
Für die Verwendung bei verschiedenen Materialien können besonders geartete Zünd- s köpfe verwendet werden. Bei stark sintern- dem Material kann beispielsweise der Zünd kopf nach unten erweitert werden. Ein Bei spiel hierfür ist in der Fig. 4 dargestellt und mit 9" bezeichnet. Bei Anwendung eines der artigen Zündkopfes erfolgt die Bildung 'einer breiteren Sinterzone von geringerer Tiefe, welche Sinterzone bei grosser Gasgeschwin digkeit eine schnellere Kalzinierung bewirkt.
Bei Glüh- und Kalzinierprozessen, z. B. beim Brennen von Kalk, wird der Zündkopf tiefer im Schacht angebracht. Eine derartige Anordnung ist in Fig. 5 dargestellt. Bei der artigen ölen ist die galzinierzone 7' bedeu tend höher. Auch die Trocknungszone 8 ist erheblich höher wie bei den in Fig.1 bis 4 dargestellten Beispielen.
Bei Tieferlegung des Zündkopfes 9 muss ein Führungsrohr 15 vor gesehen werden, in dessen Hohlraum der Zündkopf auch in der Höhe verstellt werden kann. Durch die Anordnung eines derartigen Führungsrohres 15 wird auch eine bessere Verteilung der Gase erreicht.
Shaft furnace with firing for non-solid fuel: The invention relates to shaft furnaces, e.g. B. for burning cement, lime, magnesite, dolomite, fireclay and similar substances. In the known shaft kilns, cement and similar materials are burned by adding the raw material in pieces or in granular form, with solid fuel being layered between the raw material. - It is essential to these well-known shaft furnaces that the fuel can only be added in a solid state, i.e. not in liquid or gaseous form.
Attempts have already been made to use liquid or gaseous fuel for the firing process or sintering, calcining and annealing. However, all attempts of this kind ended with no practical result. The impossibility of using gases or liquids for burning as fuel in shaft furnaces of the customary type is due to the fact that in the known shaft furnaces it is necessary to strive to create the sintering zone as close as possible under the gout. This is achieved by the amount and speed of air added from below. Only in this way can a rapid fire with high performance, good quality and low heat consumption be obtained.
When adding liquid or gaseous fuels, on the other hand, it was not possible to control the position and extent of the sintering zone. For the same reason, solid fuels could not be used together with liquid or gaseous fuels.
These disadvantages can be avoided if a nozzle and ignition device is arranged in a suitable position so that gaseous or liquid fuels can also be used successfully alone or in conjunction with solid fuels. In countries where fuel oils are sold for a low price, the use of gaseous or liquid fuels is far more economical than the use of solid fuels, especially if the shaft furnaces can be set up in the immediate vicinity of gas or oil deposits.
The invention relates to a shaft furnace for sintering, calcining or annealing, in which in the shaft, for. B. approximately at the level of the sintering zone, preferably below the furnace, an ignition head is arranged, which consists of refractory material. In one embodiment, this ignition head can be arranged to be vertically displaceable, so that the position of the combustion zone can be changed.
In a further embodiment of the invention, devices can also be provided by means of which a constant up and down movement of the ignition head can be achieved within a certain range. This can also facilitate the slipping of the raw material. Under certain circumstances it is also advisable to cool the ignition head with water.
The ignition head according to the invention consists of a hollow body that opens downwards. At least one feed line for non-solid fuel opens into the ignition head by means of a nozzle.
The combustion air coming from the lower cooling zone of the shaft furnace towards the material to be burned, for example heated to around 900 to 1000 C, flows towards the ignition head. When using fuel oil. ' this is gassed within and near the ignition head. In addition, exhaust gases, for example from the shaft furnace chimney, can also be introduced into the ignition head through the nozzle designed as a spray nozzle or in the vicinity of this nozzle.
The gasified fuel oil or the supplied gas is ignited as soon as the heated air rising from the cooling zone meets the gaseous fuel at the ignition head. The ignition will take place within the ignition head or in the vicinity of the ignition head.
As a non-solid fuel, fuel oil or gas or a mixture of both can be used. In the latter case, fuel oil and gas can be fed to the ignition head in separate lines, and suitable nozzles can also be used for both substances. It is essential that an ignitable mist is created that contains gas components and fuel oil particles in a suitable composition.
An ignitable mist of this composition can also be used together with solid fuels to carry out the firing process, the latter being introduced in a known manner in individual layers between the raw material.
Using the drawing, the inven tion will be explained using several exemplary embodiments.
Fig.1 shows a shaft furnace in which the ignition head is fixed and arranged directly under the furnace. Fig. 2 shows another embodiment of the ignition head.
Fig. 3 shows a similar embodiment to Fig. 1, but with the difference that the ignition head is adjustable in height and the chimney is arranged in the middle.
FIG. 4 shows a variant of FIG. 3 with the ignition head extended downwards and a shortened sintering zone.
5 shows a shaft furnace, which is preferably used for burning lime and in which the ignition head is arranged deeper in the shaft and be movable.
In Figure 1, the upper part of a shaft furnace, for example for. Burning Ze ment, shown, which consists of the actual shaft 1, the extended walking heel 2 and the actual gout 3. In this shaft furnace, the addition of the aggregates is carried out by a preferably rotating chute 4. The chimney 5 is arranged laterally with respect to the supply of aggregates used here. In the interior of the shaft furnace, the upper part of the cooling zone is designated by 6, the sintering zone by 7 and the drying zone by 8.
Above the sintering zone there is an ignition head 9 which consists of a downwardly opening hollow body made of refractory material. In the interior of the ignition head 9 there is the ignition chamber 10, which forms a collecting chamber for an ignitable, gaseous fuel. The gaseous or liquid fuels are fed through a pipe 11 which ends in the upper part of the ignition head 9 in a spray nozzle or distributor nozzle 1.2.
Preferably, a connection between the ignition chamber 10 and the chimney 5 can also be established by a circulation line 13, through which the furnace gases can partially reach the ignition chamber 10 in the return. The direction of movement of the gaseous or liquid fuels and the furnace gases supplied was indicated by arrows. The ignition of the im. Ignition head 9 collecting gaseous fuel is carried out by the hot air flowing from the bottom to the top, the direction of which in the area of the shaft 1 is also indicated by arrows.
As a result of the combustion that forms in the ignition head 9, the so-called sintering zone 7 occurs in the immediate vicinity of the ignition head, in most cases slightly below the ignition head. As a result of the explained design and the arrangement of the ignition head shown, the sintering zone is achieved in cement shaft stoves is at a height that is necessary for rapid fire. Under certain circumstances it is also possible to additionally introduce water or water vapor into the ignition head.
The combustion air, which originally contains water vapor, can lose its water due to hydration on the calcined or sintered product when it rises in the cooling zone. It then enters the sintering zone 7 in a relatively dry state, where the amount of water vapor required for good combustion is no longer available in sufficient proportions.
Fig.2 shows a special embodiment form 9 'of the ignition head. In this embodiment, the space around the spray or distributor nozzle has been narrowed.
In Fig. 3 is another Ausführungsbei game for a shaft furnace according to. the invention shown. In this Ausführungsbei, game the addition of the aggregates takes place at the edge by means of funnels 4 ', which are preferably rotatably arranged. With regard to the type of feed of the aggregate materials, the chimney 5 'was arranged in the middle of the gout. The design of the ignition head 10 is the same as in the embodiment shown in FIG. However, if this is not the case, the ignition head is arranged to be vertically adjustable by means of a device 14.
The height and position of the sintering zone 7 can be influenced by the displaceability of the ignition head.
Special types of ignition heads can be used for use with different materials. With heavily sintering material, for example, the ignition head can be extended downwards. An example of this is shown in FIG. 4 and denoted by 9 ″. When one of these types of ignition head is used, a wider sintering zone of shallower depth is formed, which sintering zone causes faster calcination at high gas speeds.
In annealing and calcining processes, e.g. B. when burning lime, the ignition head is placed deeper in the shaft. Such an arrangement is shown in FIG. With these types of oils, the galvanizing zone 7 'is significantly higher. The drying zone 8 is also considerably higher than in the examples shown in FIGS.
When lowering the ignition head 9, a guide tube 15 must be seen, in the cavity of which the ignition head can also be adjusted in height. By arranging such a guide tube 15, a better distribution of the gases is achieved.