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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Brennen von Kalkstein und ähnlichen karbonathaltigen Rohrstoffen mittels festen Brennstoffen in einem Gleichstrom-Regenerativ-Schachtofen mit zwei oder mehr durch einen Überström-(20) bzw. Ringkanal miteinander verbundenen Schächten (1, 2), von denen wechselweise der eine Schacht (1) als Brenn- bzw.
Gleichstromschacht und ein anderer Schacht (2) als Gegenstromschacht betrieben wird, wobei die Zuführung des festen Brennstoffs zusammen mit Luft und/oder einem inerten Gas als Trägermedium über zwei oder mehr, über den Schachtquerschnitt verteilte, auf gleicher Höhe liegende Austrittsmündungen (30) von in der Vorwännzone (V) hängenden Brennstofflanzen (3) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass das in die Brennstofflanzen (3) geförderte Trägermedium-Brennstoff-Gemisch ein Verhältnis von Trägermedium zu Brennstoff im Bereich von 0,2-0,8 m3 Trägermedium pro kg Brennstoff aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in die Brennstofflanzen (3) geförderte Trägermedium-Brennstoff-Gemisch ein Verhältnis von Trägermedium zu Brennstoff im Bereich von 0,45-0,7 m3 Trägermedium pro kg Brennstoff aufweist.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenn stofflanzen als unisolierte, ungekühlte Rohre ausgebildet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstofflanzen (3) an den Enden von horizontal geführten Zuleitungsrohren (4) angeordnet sind und der Übergang von einem Zuleitungsrohr (4) in eine Brennstofflanze (3) als Bogen (10) ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass der Bogen (10) einen mittleren Krümmungsradius (11) von mindestens 300 mm aufweist.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Brennen von Kalkstein und ähnlichen karbonathaltigen Rohstoffen mittels festen Brennstoffen in einem Gleichstrom-Regenerativ- Schachtofen mit zwei oder mehr durch einen Uberströmbzw. Ringkanal miteinander verbundenen Schächten, von denen wechselweise der eine Schacht als Brenn- bzw. Gleichstromschacht und ein anderer Schacht als Gegenstromschacht betrieben wird, wobei die Zuführung des festen Brennstoffes zusammen mit Luft und/oder einem inerten Gas als Trägermedium über zwei oder mehr, über den Schachtquerschnitt verteilte, auf gleicher Höhe liegenden Austrittsmündung von in der Vorwärmzone hängenden Brennstofflanzen erfolgt, sowie eine Vorrichtung hierfür.
Zum Brennen von karbonathaltigen Rohstoffen wie z.B.
Kalkstein ist ein Regenerativ-Verfahren bekannt (AT-Patentschrift 211 214), das für den Bau von Gleichstrom-Gegen strom-Schachtöfen mit zwei oder mehr Schächten vielfach angewandt wird; das Verfahren ist in seinem Betrieb verhältnismässig einfach und weist neben einem niedrigen Energieverbrauch den erheblichen Vorteil auf, wahlweise sowohl Weichbrand als auch Mittel- und Hartbrand erzeugen zu können.
Wesentlich ist hierbei, dass der für das Brennen benötigte Brennstoff gleichmässig über den Querschnitt verteilt und in annähernd zeitlich gleichbleibender Menge zugeführt wird.
Dies ist bei der Verwendung von gasförmigen bzw. verdampften flüssigen Brennstoffen verhältnismässig einfach zu verwirklichen, da der gasförmige Brennstoff über eine Anzahl Rohre im Schachtquerschnitt gleichmässig verteilt und dadurch auch die gleichmässige Verteilung über den Schachtquerschnitt erreicht wird.
Er ist auch bekannt (DE-Patentschrift 945 378), zum Brennen von Kalkstein und dgl. in Ring- oder Schachtöfen Kohlenstaub zu verwenden. Hiebei wird der Kohlenstaub in verschiedenen Höhen der Brennzone eingeführt,um dadurch eine stufenweise Verbrennung zu erreichen. Die stufenweise Zuführung des Kohlenstaubs bedingt jedoch einen verhältnismässig grossen Leitungsaufwand, durch den aber trotzdem eine gleichmässige Verteilung des Brennstoffs über den Schachtquerschnitt nicht erreicht wird.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten dass die gleichmässige Zuführung des festen Brennstoffs auch über längere Betriebsperioden zuverlässig und ohne Abnützung der Zuleitungsrohre und der Brennstofflanzen möglich ist.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass das in die Brennstofflanzen geförderte Trägermedium-Brennstoff-Gemisch ein Verhältnis von Trägermedium zu Brennstoff im Bereich von 0,2-0,8 m3 Trägermedium pro kg Brennstoff aufweist.
Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt und nachfolgend beschrieben. Die Figur zeigt einen Vertikalschnitt eines teilweise, schematisch dargestellten Gleichstrom-Regenerativ-Schachtofens.
Dieser weist zwei Schächte 1,2 auf, die am unteren Ende einer Brennzone B durch einen Überströmkanal 20 miteinander verbunden sind. In der Figur ist der Schacht 1 als Brennschacht in Betrieb; durch den Pfeil 8 ist der Eintritt der in den Schacht 1 eingeführten Verbrennungsluft angedeutet.
Als Brennstoff wird ein staubförmiger und/oder feinkörniger fester Brennstoff, z.B. Kohlenstaub verwendet, der durch eine Brennstoffleitung 5 zugeführt wird. Durch eine Leitung 6 wird ein Trägermedium, z.B. Luft und/oder ein inertes Gas, zugeführt und mit dem festen Brennstoff vermischt.
Das Trägermedium-Brennstoff-Gemisch tritt an den Aus trittsmündungen 30 von vertikal angeordneten Brennstofflanzen aus und wird gleichmässig in die leeren Räume der Schüttung verteilt. Die Austrittsöffnungen 30 liegen hierbei in derselben horizontalen Ebene die das Ende einer Vorwärmzone V und den Beginn der Brennzone B kennzeichnet. Die von oben kommende, in der Vorwärmzone V vorgewärmte Verbrennungsluft 8 trifft auf den in den Schacht eingeführten festen Brennstoff und die Verbrennung erfolgt sodann in der Brennzone B im Gleichstrom nach unten, wobei die heissen Brenngase durch den Überströmkanal 20 in den als Gegenstromschacht beschriebenen Schacht 2 geleitet werden, wo sie die in diesen Schacht eingebrachten Rohstoffe erwärmen und nach oben als Abgas 9 abgeleitet werden.
In der Figur sind in jedem der Schächte 1,2 zwei Brenn stofflanzen 3 dargestellt, die an horizontal in den Schacht 1,2 eintretende Zuleitungsrohre 4 anschliessen. Zwischen dem Zuleitungsrohr 4 und der Brennstofflanze 3 erfolgt der Übergang in einem verhältnismässig grossen Bogen 10.
Es hat sich nun überraschend gezeigt, dass bei der Einführung des festen Brennstoff in den Schacht 1,2 ein störungsfreier Betrieb auch über längere Betriebsperioden aufrechterhalten werden kann, wenn für das Gemisch Trägermedium Brennstoff ein Verhältnis in einem bestimmten Bereich aufrechterhalten wird. Zweckmässig hat sich hierbei ein Bereich von 0,2-0,8 m3 Trägermedium pro kg Brennstoff, vorzugsweise 0,45-0,7 m3 Trägermedium pro kg Brennstoff erwiesen. Liegt das Verhältnis-innerhalb des angegebenen Bereichs, treten keinerlei Ablagerungen im Zuleitungsrohr 4 oder in der Brennstofflanze 3 auf und es tritt auch praktisch kein Abrieb der Rohrwandung auf. Zweckmässig ist es hierbei, den Radius 11 des Bogens 10 zwischen dem Zuleitungsrohr 4 und der Brennstofflanze 3 mindestens gleich 300 mm auszuführen.
Auch in diesem Fall werden Ablagerungen oder Abrieb vermieden. Dies bedeutet, dass die Brennstofflanze aus gewöhn
lichem Stahl ausgeführt werden kann; sie braucht weder isoliert noch gekühlt zu werden.
Der vorstehend angegebene Bereich für das Trägermedium-Brennstoff-Gemisch gilt auch bei unterschiedlichen Kohlensorten, Ligniten, z.B. Braunkohle und Steinkohle. Auch die Aschegehalte können in einem verhältnismässig grossen Bereich von 4-25% Aschegehalt variieren.
Wird der Bereich für das Trägermedium-Brennstoff-Gemisch eingehalten, kann ein störungsfreier Betrieb über lange Betriebsperioden erreicht werden. Als Brennstofflanzen können einfache Rohre, z.B. Stahlrohre, ohne Isolation und ohne Kühlung verwendet werden. Die Innenflächen der Brenn stofflanzen und der Zuleitungsrohre werden im Betrieb vollkommen blank und weisen keinerlei Ablagerungen auf. Nicht nur die Brennstofflanzen sind damit preisgünstig herzustellen, sondern auch der Aufwand an Zuleitungen ist verhältnismässig niedrig, da eine gleichmässige Verteilung des Brennstoffs mit wenigen Brennstofflanzen erreicht wird.
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PATENT CLAIMS
1. Method for burning limestone and similar carbonate-containing raw materials by means of solid fuels in a direct current regenerative shaft furnace with two or more shafts (1, 2) connected to one another by an overflow (20) or ring channel, one of which alternately (1) as a burning or
Co-current shaft and another shaft (2) is operated as a counter-current shaft, the supply of the solid fuel together with air and / or an inert gas as the carrier medium via two or more outlet openings (30) at the same height, distributed over the shaft cross section, of in the fuel lances (3) hanging in the prewarming zone (V), characterized in that the carrier medium / fuel mixture conveyed into the fuel lances (3) has a ratio of carrier medium to fuel in the range of 0.2-0.8 m3 of carrier medium per kg of fuel having.
2. The method according to claim 1, characterized in that the carrier medium-fuel mixture conveyed into the fuel lances (3) has a ratio of carrier medium to fuel in the range of 0.45-0.7 m3 carrier medium per kg of fuel.
3. Device for performing the method according to claim 1 or 2, characterized in that the fuel lances are designed as uninsulated, uncooled tubes.
4. The device according to claim 3, characterized in that the fuel lances (3) are arranged at the ends of horizontally guided supply pipes (4) and the transition from a supply pipe (4) into a fuel lance (3) is designed as an arc (10) .
5. The device according to claim 4, characterized in that the arc (10) has an average radius of curvature (11) of at least 300 mm.
The invention relates to a method for burning limestone and similar carbonate-containing raw materials by means of solid fuels in a direct current regenerative shaft furnace with two or more by an overflow or. Annular duct interconnected shafts, of which one shaft is alternately operated as a combustion or co-current shaft and another shaft as a counter-current shaft, the supply of the solid fuel together with air and / or an inert gas as a carrier medium via two or more, via the Distributed shaft cross-section, located at the same height, outlet mouth of fuel lances hanging in the preheating zone, and a device therefor.
For burning carbonate-containing raw materials such as
Limestone is a regenerative process known (AT-Patent 211 214), which is widely used for the construction of direct current counter-current shaft furnaces with two or more shafts; the method is relatively simple to operate and, in addition to low energy consumption, has the considerable advantage of being able to produce both soft and medium and hard fire.
It is essential here that the fuel required for the firing is distributed uniformly over the cross section and is supplied in an amount that is approximately constant over time.
This is relatively easy to achieve when using gaseous or vaporized liquid fuels, since the gaseous fuel is distributed uniformly over a number of pipes in the shaft cross section, and the uniform distribution over the shaft cross section is thereby also achieved.
It is also known (DE patent 945 378) to use coal dust for burning limestone and the like in ring or shaft furnaces. The coal dust is introduced at different heights in the combustion zone in order to achieve gradual combustion. The gradual supply of the coal dust, however, requires a relatively large amount of piping, which nevertheless does not achieve an even distribution of the fuel over the cross-section of the shaft.
It is therefore an object of the invention to design a method of the type described in the introduction such that the uniform supply of the solid fuel is possible even over longer operating periods reliably and without wear and tear on the supply pipes and the fuel lances.
This object is achieved according to the invention in that the carrier medium / fuel mixture conveyed into the fuel lances has a ratio of carrier medium to fuel in the range of 0.2-0.8 m3 of carrier medium per kg of fuel.
The invention is shown in the drawing in one embodiment and described below. The figure shows a vertical section of a partially, schematically illustrated DC regenerative shaft furnace.
This has two shafts 1, 2, which are connected to one another at the lower end of a combustion zone B by an overflow channel 20. In the figure, the shaft 1 is in operation as a burning shaft; The entry of the combustion air introduced into the shaft 1 is indicated by the arrow 8.
A dusty and / or fine-grained solid fuel, e.g. Coal dust used, which is fed through a fuel line 5. A carrier medium, e.g. Air and / or an inert gas, supplied and mixed with the solid fuel.
The carrier medium-fuel mixture emerges from the outlet openings 30 from vertically arranged fuel lances and is evenly distributed in the empty spaces of the bed. The outlet openings 30 lie in the same horizontal plane which marks the end of a preheating zone V and the beginning of the combustion zone B. Coming from above, the preheated combustion air 8 in the preheating zone V meets the solid fuel introduced into the shaft and the combustion then takes place in the combustion zone B in cocurrent downwards, with the hot fuel gases through the overflow channel 20 in the shaft 2 described as counterflow shaft are directed where they heat the raw materials introduced into this shaft and are discharged upwards as waste gas 9.
In the figure, two fuel lances 3 are shown in each of the shafts 1, 2, which connect to supply pipes 4 entering the shaft 1, 2 horizontally. The transition between the feed pipe 4 and the fuel lance 3 takes place in a relatively large arc 10.
It has now surprisingly been found that, when the solid fuel is introduced into the shaft 1, 2, trouble-free operation can also be maintained over longer operating periods if a ratio of fuel to the mixture of carrier medium is maintained in a certain range. A range of 0.2-0.8 m3 of carrier medium per kg of fuel, preferably 0.45-0.7 m3 of carrier medium per kg of fuel, has proven expedient. If the ratio is within the specified range, no deposits occur in the feed pipe 4 or in the fuel lance 3 and there is practically no abrasion of the pipe wall. It is expedient here to make the radius 11 of the arc 10 between the feed pipe 4 and the fuel lance 3 at least equal to 300 mm.
In this case too, deposits or abrasion are avoided. This means that the fuel lance is out of habit
Lich steel can be made; it does not need to be isolated or cooled.
The range specified above for the carrier medium / fuel mixture also applies to different types of coal, lignites, e.g. Lignite and hard coal. The ash content can also vary within a relatively large range of 4-25% ash content.
If the area for the carrier medium-fuel mixture is adhered to, trouble-free operation can be achieved over long operating periods. Simple pipes, e.g. Steel pipes can be used without insulation and without cooling. The inner surfaces of the fuel lances and the feed pipes become completely bare during operation and show no deposits. Not only can the fuel lances be manufactured inexpensively, but the effort for supply lines is also relatively low, since a uniform distribution of the fuel is achieved with a few fuel lances.