CH652819A5

CH652819A5 - Schachtofen zum brennen und sintern von stueckigem gut mit innenbrenner.

Info

Publication number: CH652819A5
Application number: CH7461/81A
Authority: CH
Inventors: Ulrich Beckenbach; Helmuth Beckenbach
Original assignee: Steine & Erden Gmbh
Priority date: 1981-06-27
Filing date: 1981-11-20
Publication date: 1985-11-29
Also published as: CA1172034A; FR2508611A1; MX157405A; ZA818685B; AT377077B; JPS582582A; JPS6137541B2; US4403951A; DE3125320C1; ATA495981A

Description

Die Erfindung betrifft einen Schachtofen zum Brennen und Sintern von stückigem Gut, wie Kalkstein oder Dolomit, mit einem Ofenmantel und einem in diesem zentral nahe der Ofensohle angeordneten aufrechtstehenden, im Querschnitt 40 senkrecht zur Ofenlängsachse im wesentlichen kreissymmetrischen Innenbrenner, der, konzentrisch zueinander angeordnet, einen zentralen Verbrennungsluftkanal mit einer nahe dessen oberem Ende angeordneten Verbrennungsluftvertei-lerkammer, einen diesen umgebenden Innenkühlluftkanal, ei-45 nen Aussenkühlluftkanal, der nahe seinem oberen Ende mit dem Innenkühlluftkanal über eine Kühlluftumlenkkammer kommuniziert, sowie eine Brenngaszuführung aufweist, nahe deren oberem Ende, unterhalb des Niveaus der Verbren-nungsluftverteilerkammer, Brenngasaustrittsöffnungen ange-50 ordnet sind, die unterhalb des Niveaus seitlich in den Schacht mündender, mit der Verbrennungsluftverteilerkammer kommunizierenden Luftaustrittsöffnungen liegen.

Aus der DE-PS 2 042 838 ist ein derartiger Schachtofen bekannt, bei dem oberhalb der wiederum auf einem höheren 55 Niveau als die Verbrennungsluftverteilerkammer hegenden Brenngasverteilerkammer eine weitere Verbrennungsluftver-teilerkammer angeordnet ist, wodurch auch bei schwankenden Betriebsbedingungen ein gleichmässiges Gas-Luft-Ver-hältnis über den gesamten Schachtquerschnitt sichergestellt 60 sein soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schachtofen der gattungsgemässen Art zu schaffen, bei dem durch eine verbesserte Luft- und Gasführung eine günstigere Energiebilanz sowie eine gleichmässigere Erwärmung des zu be-« handelnden Gutes erzielt werden.

Erfindungsgemäss wird dies bei einem Schachtofen der gattungsgemässen Art dadurch erreicht, dass die Kühlluft nahe der Ofensohle in den Aussenkühlluftkanal eingeführt

wird, diesen aufwärts und den Innenkühlluftkanal abwärts durchströmt und alsdann von einem nahe der Ofensohle angeordneten Luftaustritt des Innenkühlluftkanals in eine den Schachtofen umgebende erste Ringleitung gelangt; dass der Verbrennungsluftkanal aus der ersten Ringleitung mit Ver- ' brennungsluft beaufschlagbar ist; und dass die Brenngaszuführung innerhalb des Aussenkühlluftkanals verläuft.

Besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Von besonderem Vorteil ist es dabei, wenn der Ofenmantel von einer Anzahl seitlicher Brennstoff-/Luftzuführungen durchsetzt ist, da sich durch die Kombination der auf diese Weise erreichten Verbrennungs- und Gaszuführungen eine besonders gleich-massige Erwärmung des zu behandelnden Gutes erzielen lässt, wobei, wie insgesamt beim erfindungsgemässen Schachtofen, die weitestgehend mögliche Verwendung vorgewärmter Verbrennungsluft für eine besonders günstige Energiebilanz sorgt.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung in vier Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Schachtofens im Längsschnitt;

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Schachtofens, teilweise längsgeschnitten, wobei bestimmte Einzelheiten weggelassen sind;

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Schachtofens, teilweise längsgeschnitten, wobei bestimmte Einzelheiten weggelassen sind; und

Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Schachtofens, teilweise längsgeschnitten, wobei bestimmte Einzelheiten weggelassen sind;

Fig. 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Schachtofens, teilweise längsgeschnitten, wobei bestimmte Einzelheiten weggelassen sind, mit aussen angesetzter Brennkammer und auf diese aufgesetztem Verbrennungsrohr;

Fig. 6 zeigt eine Brennkammer mit Verbrennungsrohr im Schnitt entlang der Linien VI-VI in Figur 5;

Fig. 7 zeigt eine Ausgestaltung zweier Brennkammern mit Verbrennungsrohren;

Fig. 8 eine andere Ausgestaltung zweier Brennkammern mit Verbrennungsrohren.

Wie die Zeichnung erkennen lässt, weist der in Fig. 1 gezeigte Kalkschachtofen einen Ofenmantel 10 auf, innerhalb dessen, kreissymmetrisch zur Ofenlängsachse 12, nach der Ofensohle ein Innenbrenner 14 angeordnet ist, der von der Ofensohle aus nach oben ragt und im Querschnitt senkrecht zur Ofenlängsachse 12 im wesentlichen kreissymmetrisch ausgebildet ist. Im Innenbrenner 14 ist zentral ein Verbrennungsluftkanal 16 angeordnet, nahe dessen oberem Ende sich eine Verbrennungsluftverteilerkammer 18 befindet, die zwölf seitlich in den Schacht mündende Luftaustrittsöffnungen 20 aufweist. Der Verbrennungsluftkanal 16 ist konzentrisch von einem ringförmigen Innenkühlluftkanal 22 umgeben, der nahe seinem oberen Ende über eine Kühlluftumlenkkammer 24 mit einem Aussenkühlluftkanal 26 kommuniziert, der den Innenkühlluftkanal 22 wiederum konzentrisch nach Art eines Ringraumes umgibt. Innerhalb des Aussenkühlluftkanals 26 verlaufen Brennzuführungen 28, die über zwölf Brenngasaus-trittsöffnungen 32 mit einem Ringraum 34 kommunizieren, der zwischen dem Innenbrenner 14 und dem gegenüberliegenden Teil des Ofenmantels 10 gebildet ist. Der Ofenmantel 10 ist von sechzehn seitlichen Brenngaszuführungen 36 durchsetzt, die jeweils konzentrisch von einer Luftzuführung 38 umgeben sind.

Von einem Gebläse 44 aus wird kalte Aussenluft über eine Zuluftleitung 40 nahe der Ofensohle aus einer den Ofenman-

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tel 10 umgebenden zweiten Ringleitung 42 in den Aussenkühlluftkanal 26 eingeführt. Die Kühlluft strömt im Aussenkühlluftkanal nach oben, wird in der Kühlluftumlenkkammer 24 in ihrer Richtung umgelenkt und strömt dann im In-s nenkühlluftkanal 22 nach unten. Nahe der Ofensohle zweigt vom Innenkühlluftkanal 22 eine Abluftleitung 46 ab, die zu einer den Ofenmantel 10 umgebenden (ersten) Ringleitung 48 führt, welche einen Auslass 50 für überschüssige Luft aufweist. Die Zuluftleitung 40 verläuft ebenso wie die Abluftlei-io tung 46 jeweils in den vier Armen des Trägerkreuzes des Schachtofens. Ein in der Zeichnung unten gezeigtes Gebläse 52 dient zur üblicherweise notwendigen Kühlung des zu behandelnden Gutes im unteren Ofenteil mittels Luft, wobei diese Luft innerhalb des Ofens mit zur Verbrennung der aus i5 dem Innenbrenner 14 und den Brennrohren 36,38 ausströmenden Brenngasmengen beiträgt. Sämtliche bei der Verbrennung und Entsäuerung entstehenden Gase treten im übrigen in üblicher Weise oberhalb der Gichtbühne 54 über Schornsteine ins Freie aus.

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Bei dem dargestellten Kalkschachtofen erfolgt also die Beheizung des zu behandelnden Gutes sowohl mittels des auf dem Trägerkreuz unmittelbar über der Austragevorrichtung aufgestellten, feuerfest ausgekleideten Innenbrenners 14 als 25 auch über die den Ofenmantel 10 seitlich durchsetzenden Brennrohre, die aus den Brenngaszuführungen 36 und den diese konzentrisch umgebenden Luftzuführungen 38 bestehen, wobei sowohl die Luftzuführungen 38 als auch der Verbrennungsluftkanal 16 in erfindungswesentlicher Weise aus 30 der ersten Ringleitung 48 mit vorgewärmter Verbrennungsluft beaufschlagt werden. Dadurch, dass die Luftaustrittsöffnungen 20 oberhalb der Brenngaszuführungen 28 und, wie bemerkt sei, umfangsmässig versetzt zu diesen angeordnet sind, wird ein sofortiger, allzu heftiger Verbrennungsbeginn 35 am oberen Ende des Innenbrenriers verhindert, wobei die er-findungsgemäss vorgewärmte Verbrennungsluft, die aus der Verbrennungsluftverteilerkammer 18 durch die Luftaustrittsöffnungen 20 austritt, eine günstige Energiebilanz gewährleistet. Im Vergleich zum Innenbrenner fördern die seitlichen 40 Brenngaszuführungen 36 nur eine verhältnismässig geringe Brenngasmenge in den Ofen, wobei auch hier die Verwendung der aus der ersten Ringleitung 48 stammenden Verbrennungsluft, die über die seitlichen Luftzuführungen 38 zugegeben wird, eine günstige Energiebilanz gewährleistet. Die « Brennrohre 36,38 können sowohl unterhalb des Niveaus der Brenngasaustrittsöffnungen 32 als auch oberhalb derselben, auch oberhalb der Luftaustrittsöffnungen 20 des Innenbrenners 14, angeordnet sein, wie weiter unten unter Bezugnahme auf die weiteren Ausführungsbeispiele noch gezeigt wird. Zu 50 bemerken ist, dass die von dem Gebläse 52 gelieferte Kühlluft innerhalb des Schachtofens noch in vorteilhafter Weise zur Verbrennung der aus den Brenngasaustrittsöffnungen 32 des Innenbrenners 14 und der aus den seitlichen Brenngaszuführungen 36 ausströmenden Brenngasmengen beiträgt, ss Figur 2 zeigt, dass abweichend von dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel auch andere gegenseitige niveaumäs-sige Anordnungen der Luftaustrittsöffnungen 20, der Brenngasaustrittsöffnungen 32 und der seitlichen Brennrohre 36,38 möglich sind, wobei die übrigen Einzelheiten dem in Figur 1 60 gezeigten Ausführungsbeispiel entsprechen, wie dies auch bei den Ausführungsbeispielen von Figur 3 und 4 der Fall ist, so dass weitgehend auf das Einführen von Bezugszeichen verzichtet und insoweit auf Figur 1 Bezug genommen wird.

Das in Figur 3 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet 65 sich von dem in Figur 1 und 2 gezeigten insofern, als dort die Brenngasaustrittsöffnungen 32 und Luftaustrittsöffnungen 20 des Innenbrenners 14 nicht nahe dem oberen Ende des Innenbrenners, dem Innenbrennerkopf, angeordnet sind, son-

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dem seitlich die Aussenwand des Innenbrenners 14 durchsetzen.

Das in Figur 4 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Figur 3 gezeigten, bei dem im übrigen anzumerken ist, dass sich die Zuführungen 36,38, die seitlich den Ofenmantel 10 durchsetzen, oberhalb des Niveaus der Luftaustrittsöffnungen 20 und der Brenngasaustrittsöffnungen 32 befinden, dadurch, dass der Innenbrenner verlängert ausgebildet ist, wodurch sich ein für einen gleichmässigen Mi-schungs- und Verbrennungsablauf sowie einen gleichmässigen Wärmeübergang günstiger Ringraum 34 mit besonders grossen Längsabmessungen in der Brennzone ergibt.

Optimale Wirkungen lassen sich beim erfindungsgemäs-sen Schachtofen dann erzielen, wenn, wie bei sämtlichen gezeigten Ausführungsbeispielen, sowohl im Ofenmantel 10 als auch im Innenbrenner 14 die verschiedenen seitlichen Brennrohre, Brenngasaustrittsöffnungen und Luftaustrittsöffnun-gen in den verschiedenen beanspruchten Anordnungen vorgesehen sind.

Bei allen Ausführungsbeispielen ist das Brenngas im übrigen den seitlichen Brenngaszuführungen 36 einerseits und der Brenngaszuführung 28 des Innenbrenners 14 andererseits aus einer den Ofenmantel umgebenden dritten Ringleitung 56 zuführbar.

Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Schachtofens, bei dem Brennkammern 58 mit auf die Brennkammern 58 aufgesetzten Verbrennungsrohren 60 vorgesehen sind.

Die Verwendung solcher Brennkammern 58 mit oder 5 ohne aufgesetzten Verbrennungsrohren 60 macht die Verwendung auch nicht-gasförmiger Brennstoffe möglich.

Bei gasförmigem Brennstoff kann die Feuerung über die Brenngaszuführung 28 des Innenbrenners 14 und/oder die Brenngaszuführung 36 des Ofenmantels 10 erfolgen. Bei flüs-lo sigem oder staubförmigem Brennstoff erfolgt die Feuerung über die Brennkammern 58 mit oder ohne aufgesetzte Verbrennungsrohre 60. Der Innenbrenner 14 wird in diesem Fall lediglich gekühlt und die austretende gewärmte Kühlluft wird als Teilverbrennungsluft für den aus Brennkammern 58 aus-15 tretenden teilverbrannten Brennstoff verwendet. Die Zuführung von Brennstoff am oberen Ende des Verbrennungsrohres 60 erfolgt insbesondere dann, wenn schwerer brennbarer Brennstoff z.B. wie Steinkohlenstaub eingesetzt werden soll.

20 Auslass 57 kann zum Abziehen der Asche benutzt werden.

Bei einer Befeuerung des Ofens ausschliesslich vom Rand her kann durch eine Beschickung des Ofens mittels verstellbarer Klappen die Schüttgutoberfläche im Hinblick auf eine mögüchst gleichmässige Durchgasung des zu brennenden 25 bzw. zusinternden Schüttgutes geeignet gestaltet werden.

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6 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Schachtofen zum Brennen und Sintern von stückigem Gut, wie Kalkstein oder Dolomit, mit einem Ofenmantel und einem in diesem zentral nahe der Ofensohle angeordneten aufrechtstehenden im Querschnitt senkrecht zur Ofenlängsachse im wesentlichen kreissymmetrischen Innenbrenner, der, konzentrisch zueinander angeordnet, einen zentralen Verbrennungsluftkanal mit einer nahe dessen oberem Ende angeordneten Verbrennungsluftverteilkammer, einen diesen umgebenden Innenkühlluftkanal, einen Aussenkühlluftkanal, der nahe seinem oberen Ende mit dem Innenkühlluftkanal über eine Kühlluftumlenkkammer kommuniziert, sowie Brenngaszuführungen aufweist, nahe deren oberen Ende, unterhalb des Niveaus der Verbrennungsluftverteilerkammer, Brenngasaustrittsöffnungen angeordnet sind, die unterhalb des Niveaus seitlich in den Schacht mündender, mit der Ver-brennungsluftverteilerkammer kommunizierenden Luftaus-trittsöffnungen liegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluft nahe der Ofensohle in den Aussenkühlluftkanal (26) eingeführt wird, diesen aufwärts und den Innenkühlluftkanal (22) abwärts durchströmt und alsdann von einem nahe der Ofensohle angeordneten Luftaustritt (46) des Innenkühlluft-kanals (22) in eine den Schachtofen umgebende erste Ringleitung (48) gelangt; dass der Verbrennungsluftkanal (16) aus der ersten Ringleitung (48) mit Verbrennungsluft beaufschlagbar ist; und dass die Brenngaszuführung (28) innerhalb des Aussenkühlluftkanals (26) verläuft.
2. Schachtofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluft in den Aussenkühlluftkanal (26) aus einer den Ofenmantel (10) umgebenden zweiten Ringleitung (42) einführbar ist.
3. Schachtofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluft in den Aussenkühlluftkanal (26) einführbar ist.
4. Schachtofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluft aus dem Luftaustritt (46) des Innenkühlluftkanals (22) in die erste Ringleitung (48) einführbar ist.
5. Schachtofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofenmantel (10) von einer Anzahl seitlicher Brennstoff-/Luftzuführungen durchsetzt ist.
6. Schachtofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Luftzuführungen (38) aus der ersten Ringleitung (48) mit Verbrennungsluft beaufschlagt sind.
7. Schachtofen nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Brenngaszuführungen (36) oberhalb des Niveaus der Luftaustrittsöffnungen (20) des Innenbrenners (14) angeordnet sind.
8. Schachtofen nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Brenngaszuführungen (36) unterhalb des Niveaus der Luftaustrittsöffnungen (20) des Innenbrenners (14) angeordnet sind.
9. Schachtofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Brenngaszuführungen (36) oberhalb des Niveaus der Brenngasaustrittsöffnungen (32) des Innenbrenners (14) angeordnet sind.
10. Schachtofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Brenngaszuführungen (36) unterhalb des Niveaus der Brenngasaustrittsöffnungen (32) des Innenbrenners (14) angeordnet sind.
11. Schachtofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftaustrittsöffnungen (20) des Innenbrenners (14) umfangsmässig versetzt zu den Brenngasaustrittsöffnungen (32) des Innenbrenners (14) angeordnet sind.
12. Schachtofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Brenngaszu10

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führungen (36) umfangsmässig versetzt zu den Brenngasaustrittsöffnungen (32) des Innenbrenners (14) angeordnet sind.
13. Schachtofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Brenngaszuführungen (36) umfangsmässig versetzt zu den Luftaustrittsöffnungen (20) des Innenbrenners (14) angeordnet sind.
14. Schachtofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass seitliche Brenngaszuführungen (36) vorgesehen sind.
15. Schachtofen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass jede Brenngaszuführung (36) unmittelbar mit brennbarem Gas und Verbrennungsluft beaufschlagbar ist.
16. Schachtofen nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch die Vorschaltung von Brennkammern (58) die mit Brennstoff und Verbrennungsluft beaufschlagbar sind.
17. Schachtofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass den Brennkammern (58) unmittelbar gasförmiger bzw. leichtbrennbarer, vorzugsweise flüssiger Brennstoff wie Leichtöl, zuführbar ist.
18. Schachtofen nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch die Vorschaltung von Verbrennungsrohren (60) vor die Brennkammern (58) zur Zuführung von schwerem brennbarem, vorzugsweise festem Brennstoff.
19. Schachtofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ringleitung (48) einen Luftauslass (50) für überschüssige Kühlluft aufweist.
20. Schachtofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brenngas der Gaszuführung (28) des Innenbrenners (14) einerseits und den seitlichen Brenngaszuführungen (36) andererseits aus einer gemeinsamen, den Ofenmantel (10) umgebenden dritten Ringleitung (56) zuführbar ist.

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