CH651650A5

CH651650A5 - METHOD AND TUBE FOR THE BURNING OF PIECE OF COMBUSTION.

Info

Publication number: CH651650A5
Application number: CH733/81A
Authority: CH
Inventors: Erich Bertsch
Original assignee: Steine & Erden Gmbh
Priority date: 1981-02-04
Filing date: 1981-02-04
Publication date: 1985-09-30
Also published as: DE3119198A1; DE3119198C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Brennen von stückigem Brenngut gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und einen Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2. The invention relates to a method for burning lumpy firing material according to the preamble of patent claim 1 and a shaft furnace for carrying out the method according to the preamble of patent claim 2.

Verfahren und Schachtöfen dieser Art sind aus der DE-PS 1 281 111 und der DE-AS 1214 590 bekannt. Dabei ist koaxial zur Schachtwandung und von dieser distanziert ein Schachteinsatz angeordnet, der sich vom unteren Teil der Kühlzone bis zum oberen Teil der Brennzone erstreckt. Der Schachteinsatz weist Öffnungen auf, durch welche der Teil der wenigstens teilweise verbrauchten Brenngase, der vom gebrannten Gut nach unten mitgenommen wird, sowie aus der Kühlzone aufsteigende Kühlluft in den Schachteinsatz gelangen. Mittels Injektoren wird das Gasgemisch aus dem Schachteinsatz abgesaugt und der in die Brennzone mündenden Brenngaszuführung zugeführt. Durch diese Umwälzung der wenigstens teilweise verbrauchten Brenngase und der Kühlluft wird ein einwandfreies Brennen des Guts in der Brennzone erreicht. Methods and shaft furnaces of this type are known from DE-PS 1 281 111 and DE-AS 1214 590. In this case, a shaft insert is arranged coaxially to the shaft wall and at a distance from it, which extends from the lower part of the cooling zone to the upper part of the burning zone. The shaft insert has openings through which the part of the at least partially used fuel gases, which is carried downwards by the burned material, and cooling air rising from the cooling zone enter the shaft insert. The gas mixture is sucked out of the shaft insert by means of injectors and fed to the fuel gas supply opening into the combustion zone. This recirculation of the at least partially used fuel gases and the cooling air ensures that the material burns properly in the combustion zone.

Bisher hat man den Injektor mit Treibluft betrieben, die in einem Rekuperator vorgewärmt wurde, dem als Wärmemittel ein Teil der in der Vorwärmzone aufsteigenden Ofenabgase zugeführt wurde. Die Erwärmung der Treibluft war vor allem beim Brennen von hochprozentigem Kalkstein unumgänglich, der beim Brennen ein Höchstmass an Wärme erfordert und bei dem ein Höchstmass an Kohlensäure entweicht. So far, the injector has been operated with propellant air, which was preheated in a recuperator, to which part of the furnace exhaust gases rising in the preheating zone was supplied as the heating medium. The heating of the propellant air was inevitable, especially when burning high-percentage limestone, which requires a maximum of heat when burning and a maximum of carbon dioxide escapes.

Die Erwärmung der Treibluft im Rekuperator mittels der Ofenabgase hat den Nachteil, dass der Russ der Ofenabgase und der je nach Beschaffenheit des Brenngutes von den Ofenabgasen mitgeführte Staub sich im Rekuperator niederschlägt, so dass die Treibluft allmählich immer weniger erwärmt wird und der Rekuperator schliesslich nach einiger Zeit verstopft. Weil die Reinigung des Rekuperators mühsam und zeitaufwendig ist, musste der Ofenbetrieb jeweils für längere Zeit unterbrochen werden, wobei der Ofen abkühlte, so dass die Temperatur in der Brenn- und Vorwärmzone beim Wiederbeginn des Ofenbetriebs nicht für ein einwandfreies Brennen des Gutes ausreichte. The heating of the propellant air in the recuperator by means of the furnace exhaust gases has the disadvantage that the soot from the furnace exhaust gases and the dust carried by the furnace exhaust gases, depending on the nature of the combustion material, are deposited in the recuperator, so that the propellant air gradually heats up less and the recuperator finally after some Time clogged. Because cleaning the recuperator is tedious and time-consuming, the furnace operation had to be interrupted for a long time each time, the furnace cooling down, so that the temperature in the combustion and preheating zone when the furnace operation started again was not sufficient for the product to burn properly.

Die Erfindung geht weiter von der überraschenden The invention continues from the surprising

Erkenntnis aus, dass die Treibluft des Injektors den thermischen Wirkungsgrad des Ofens erheblich herabsetzt. Der thermische Wirkungsgrad des Ofens hängt vor allem davon ab, wie gross die von den Abgasen aus dem Ofen weggeführte Wärmemenge ist. Da die Abgase die Brennzone mit hoher Temperatur verlassen, führen sie erhebliche Wärmemengen mit sich. Ein Teil dieser Wärmemenge wird für die Erwärmung des in der Vorwärmezone befindlichen Guts genutzt. Für den Wirkungsgrad kommt es nun darauf an, dass ein möglichst grosser Teil der von den Ofenabgasen mitgeführten Wärmemenge vom in der Vorwärmzone befindlichen Material aufgenommen wird. Dieser Anteil ist um so grösser, je langsamer das Abgas durch die Vorwärmzone strömt, d.h. je kleiner die Gasmengen sind, welche pro Zeiteinheit die Wärme von der Brenn- in die Vorwärmzone transportieren. Vor allem bei stark endothermen Prozessen (Entsäuerung von Karbonaten, Brennen von Schamotte usw.) und wenn das zu brennende Gut ausserdem noch wärmeempfindlich ist und nur mit Abgasen von niedrigen Temperaturen vorgewärmt werden darf, musste aber bisher sehr viel Treibluft zugeführt werden. Durch die für den Betrieb des Injektors bisher verwendete Treibluft wurde nämlich der Luftanteil des in der Brennzone umgewälzten Gasgemischs stark erhöht, wodurch sich dessen Enthalpie verringerte. Die in der Brennzone vor allem für stark endotherme Prozesse erforderliche, grosse Wärmemenge konnte bei gleichzeitig niedriger Temperatur der Gase deshalb nur mit grossen Gasmengen und damit erheblicher Treibluftzufuhr erreicht werden. Es entstanden so sehr grosse Abgasströmungen, die grosse Wärmemengen aus dem Ofen wegführten und damit den thermischen Wirkungsgrad erheblich herabsetzten. Find out that the injector's driving air significantly reduces the thermal efficiency of the furnace. The thermal efficiency of the furnace primarily depends on how large the amount of heat that is carried away by the exhaust gases from the furnace. Since the exhaust gases leave the combustion zone at high temperatures, they carry considerable amounts of heat with them. Part of this amount of heat is used to heat the goods in the preheating zone. For efficiency, it is now important that as large a part as possible of the amount of heat carried by the furnace exhaust gases is absorbed by the material in the preheating zone. This proportion is greater the slower the exhaust gas flows through the preheating zone, i.e. the smaller the gas quantities that transport the heat from the combustion zone to the preheating zone per unit of time. Especially with strongly endothermic processes (deacidification of carbonates, firing chamottes, etc.) and if the material to be burned is also sensitive to heat and may only be preheated with exhaust gases from low temperatures, a lot of propellant air had to be supplied so far. Because of the propellant air previously used for the operation of the injector, the proportion of air in the gas mixture circulated in the combustion zone was greatly increased, as a result of which its enthalpy was reduced. The large amount of heat required in the combustion zone, especially for strongly endothermic processes, could therefore only be achieved with large amounts of gas and thus a considerable supply of propellant air, while the temperature of the gases was low. This resulted in very large exhaust gas flows, which led large amounts of heat out of the furnace and thus significantly reduced the thermal efficiency.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den Luftanteil der Gase im Ofen zu verringern und einen ununterbrochenen Betrieb des Ofens zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung in verfahrensmässiger Hinsicht durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale und in vorrichtungsmässiger Hinsicht durch die im Kennzeichen des Anspruchs 2 aufgeführten Merkmale gelöst. The invention is therefore based on the object of reducing the air content of the gases in the furnace and enabling uninterrupted operation of the furnace. This object is achieved according to the invention in procedural terms by the features specified in the characterizing part of claim 1 and in terms of the device by the features listed in the characterizing part of claim 2.

Durch das erfindungsgemässe Ersetzen der Treibluft des Injektors durch das Abgas eines Gasmotors wird der Luftanteil der Gase im Ofen herabgesetzt, wodurch deren Enthalpie und damit der thermische Wirkungsgrad des Ofens erhöht wird. Zudem werden Unterbrechungen des Ofenbetriebs, die wegen der periodischen Reinigung des Rekuperators bisher erforderlich waren, vermieden. By replacing the driving air of the injector with the exhaust gas of a gas engine according to the invention, the air content of the gases in the furnace is reduced, as a result of which their enthalpy and thus the thermal efficiency of the furnace is increased. In addition, interruptions in furnace operation that were previously necessary due to the periodic cleaning of the recuperator are avoided.

Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. In the following an embodiment of the invention will be described with reference to the drawing.

Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Schachtofens. The single figure shows a schematic representation of a shaft furnace.

Der dargestellte, zylindrische Schachtofen 1 hat eine Vorwärmzone V, eine Brennzone B und eine Kühlzone K. Das zu brennende, stückige Gut, z.B. Kalk, wird der Vorwärmzone V durch eine trichterförmige Zuführung 2 zugeführt. In der Vorwärmzone V ist ein Rohr 3 koaxial zur Ofenwandung angeordnet, in das am unteren, offenen Ende ein Teil der in dieser Zone aufsteigenden Ofenabgase strömt und dessen oberer, am Ende abgeschlossener Teil durch eine Leitung 4 mit einem Rekuperator 5 verbunden ist. Die durch den Auslassstutzen 6 des Rekuperators 5 austretenden Ofenabgase werden zusammen mit den restlichen, durch einen Auslassstutzen 7 am oberen Ende der Vorwärmzone V ausströmenden Ofenabgasen in nicht dargestellter Weise über Ent-staubungsfilter zum Kamin geleitet. Die Abwärme der dem Rekuperator 5 zugeführten Abgase wird zur Erwärmung von Frischluft genutzt, die einer (nicht dargestellten) Mahltrocknungsanlage zugeführt wird. Durch mehrere, in der Höhe gegeneinander versetzte Zuführungen 8 wird der Brennzone The cylindrical shaft furnace 1 shown has a preheating zone V, a combustion zone B and a cooling zone K. The lumpy material to be burned, e.g. Lime, the preheating zone V is fed through a funnel-shaped feed 2. In the preheating zone V, a tube 3 is arranged coaxially to the furnace wall, into which a part of the furnace gases rising in this zone flows at the lower, open end and whose upper, end-closed part is connected to a recuperator 5 by a line 4. The furnace exhaust gases exiting through the outlet connection 6 of the recuperator 5 are passed, together with the remaining furnace exhaust gases flowing out through an outlet connection 7 at the upper end of the preheating zone V, via dedusting filters to the chimney. The waste heat from the exhaust gases supplied to the recuperator 5 is used to heat fresh air, which is fed to a (not shown) mill drying system. The firing zone is formed by a plurality of feeds 8 offset in height from one another

2 2nd

s s

10 10th

IS IS

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

SO SO

55 55

60 60

65 65

3 3rd

651 650 651 650

B Brenngas zugeführt, das mittels nicht dargestellter Brenner durch Verbrennung von Leuchtgas, Erdgas, Öl oder festen Brennstoffen erzeugt wird und dessen Zufuhr durch Pfeile 9 angedeutet ist. In jede der Zuführungen 8 mündet ein Injektor, wobei in der Zeichnung nur einer dieser Injektoren dargestellt und mit 10 bezeichnet ist. Die Treibmitteleinlässe 12 der Injektoren 10 sind an eine Ringleitung 13 angeschlossen, die mit der Auspuffleitung Meines Gasmotors 15 verbunden ist. Der z.B. mit Erdgas betriebene Gasmotor 15 treibt einen Generator 16 an, der elektrischen Strom erzeugt, welcher z.B. für die Mahltrocknungsanlage verwendet werden kann. Die Ansaugstutzen 17 der Injektoren 10 sind mit dem oberen Teil eines koaxial zur Ofenwandung angeordneten und von dieser distanzierten, zylindrischen Schachteinsatzes 18 verbunden. Der Schachteinsatz 18 erstreckt sich vom oberen Teil der Brennzone B bis in den unteren Teil der Kühlzone K und beschränkt die beiden Zonen auf den von ihm und der Schachtwandung begrenzten Ringraum. Er ist unten offen und im mittleren Bereich, unterhalb der Zuführungen 8 mit Öffnungen 19 versehen, durch s welche der mit 20 bezeichnete Teil der wenigstens teilweise verbrauchten Brenngase, der zusammen mit dem gebrannten Gut in der Brennzone B nach unten in Richtung auf die Kühlzone K strömt, sowie durch eine Kühlluftzufuhrleitung 21 in den unteren Teil der Kühlzone K geblasene, darin aufsteigende Kühlluft 22 in den Schachteinsatz 18 eintreten. Mittels der Injektoren 10 wird das Gasgemisch aus dem Schachteinsatz 18 abgesaugt und mit den Gasmotorabgasen durch die das Brenngas 9 zuführenden Zuführungen 8 in die Brennzone B eingespeist. Am unteren Ende der Kühlzone K ist eine trichterförmige Austragevorrichtung 23 für das gebrannte Gut angeordnet. B fuel gas is supplied, which is generated by means of a burner (not shown) by burning luminous gas, natural gas, oil or solid fuels and the supply of which is indicated by arrows 9. An injector opens into each of the feeds 8, only one of these injectors being shown in the drawing and being designated by 10. The propellant inlets 12 of the injectors 10 are connected to a ring line 13 which is connected to the exhaust line of my gas engine 15. The e.g. natural gas powered gas engine 15 drives a generator 16 which generates electrical current, e.g. can be used for the mill drying system. The suction nozzles 17 of the injectors 10 are connected to the upper part of a cylindrical shaft insert 18 which is arranged coaxially with the furnace wall and is distanced therefrom. The shaft insert 18 extends from the upper part of the combustion zone B to the lower part of the cooling zone K and limits the two zones to the annular space delimited by it and the shaft wall. It is open at the bottom and in the middle area, below the feeds 8, is provided with openings 19 through which the part of the at least partially used fuel gases, designated 20, together with the burned material in the combustion zone B down towards the cooling zone K. flows, as well as cooling air 22 blown through a cooling air supply line 21 into the lower part of the cooling zone K and entering the shaft insert 18. The gas mixture is sucked out of the shaft insert 18 by means of the injectors 10 and fed into the combustion zone B with the gas engine exhaust gases through the feeds 8 which supply the fuel gas 9. At the lower end of the cooling zone K, a funnel-shaped discharge device 23 for the fired material is arranged.

10 10th

IS IS

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

651650 PATENT CLAIMS

1. A method for firing lumpy firing material, in which the material fed into a shaft furnace at the top sinks successively through a preheating zone, a firing zone and a cooling zone, cooling air is fed to the cooling zone and fuel gas is fed to the combustion zone, and at least the one with the fired material part of the at least partially used fuel gases sinking at the bottom and rising cooling air are sucked in by at least one injector and fed to the combustion zone, characterized in that the injector (10) is operated with the exhaust gas of a gas engine (15).

2. shaft furnace for carrying out the method according to claim 1, with a preheating, a combustion and a cooling zone, at least one fuel gas supply opening into the combustion zone, a cooling air supply opening into the cooling zone and a shaft insert at least partially distanced from the shaft furnace wall, the openings for has the entry of at least partially used fuel gases and rising cooling air and is connected to the intake port of at least one injector opening into the fuel gas supply or the combustion zone, characterized in that the propellant inlet (12) of the injector (10) to the exhaust line (14) a gas engine (15) is connected.