DE10051710A1 - Verfahren und Ringschachtofen zur Erzeugung von gebranntem Gut - Google Patents

Abstract

Die Erfindung befaßt sich mit der Erzeugung von gebranntem Gut, wie Kalk, Dolomit, Magnesit oder dergleichen, in einem Ringschachtofen, dessen sich im wesentlichen vertikal erstreckender, einen Behandlungsraum bildender Ringschacht vom Behandlungsgut von oben nach unten durchsetzt wird, das nacheinander eine Vorwärmzone, eine Brennzone und eine Kühlzone durchwandert. Die Brennzone ist in mehrere übereinander liegende Brennabschnitte unterteilt, wobei in den Übergangsbereichen zwischen je zwei Brennabschnitten Brennebenen ausgebildet sind, denen heiße Behandlungsgase aus Brennkammern zur Wärmebehandlung des Gutes zugeführt werden. Eine zuverlässige Betriebsweise sowie eine relativ einfache Steuerung und Versorgung bei verhältnismäßig einfachem Gesamtaufbau des Schachtofens werden ermöglicht, indem zumindest die in der unteren Brennebene in den Ringschacht einzuführenen heißen Behandlungsgase in einer einzigen Außenbrennkammer erzeugt und über eine den Ringschacht umgebende Ringleitung gleichmäßig über den Schachtumfang verteilt in den Behandlungsraum eingeleitet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1) sowie einen Ringschacht­ ofen (entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 10) zur Erzeugung von gebranntem Gut, wie Kalk, Dolomit, Magnesit oder dergleichen, durch Wärmebehandlung von im wesentlichen stückigem Ausgangs- bzw. Behandlungsgut.

Verfahren und Ringschachtöfen der vorausgesetzten Art sind aus der Praxis in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. So ist beispielsweise in der EP-A-0 774 635 ein zur thermischen Behandlung von Kalk- und Dolomitge­ stein vorgesehener Ringschachtofen beschrieben, dessen den Behandlungsraum bildender Ringschacht von oben nach unten in eine Vorwärmzone, drei aufeinanderfolgende Brennzonen bzw. Brennabschnitte sowie in eine Kühlzone unterteilt ist. In die obere Brennzone, die mittlere Brennzone und in die untere Brennzone münden - etwa un­ ter Ausbildung von Brennebenen - jeweils drei oder meh­ rere über den Ofenumfang gleichmäßig verteilte Stutzen für die Zufuhr von heißen Behandlungsgasen ein, die von einer entsprechenden Anzahl von Brennern erzeugt und zugeführt werden können. Für dieses Einmünden der ein­ zelnen Behandlungsgas-Zuführstutzen in jeder der drei Ebenen wird jeweils eine den Schachtaußenmantel und - innenmantel verbindende Brücke ausgenutzt. Es versteht sich von selbst, daß die Anordnung von mindestens drei Brennern bzw. Brennkammern je Brennebene nicht nur rein baulich relativ aufwendig ist, sondern auch hinsicht­ lich eines zuverlässigen und gleichmäßigen Betriebes aller Brennebenen und somit aller Brennzonen einen entsprechend hohen Aufwand erforderlich macht, beispielsweise in bezug auf die Brennstoffversorgung und die Steuerung der relativ großen Anzahl von Brennern bzw. Brennkammern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie einen Ringschachtofen gemäß dem Oberbegriff des Anspru­ ches 10 in der Weise auszubilden, daß bei zuverlässiger Betriebsweise eine verhältnismäßig einfache Steuerung und Versorgung der Brennkammern sowie ein relativ ein­ facher Gesamtaufbau des Ringschachtofens ermöglicht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß zum einen (verfahrenstechnisch) durch das Kennzeichen des Anspru­ ches 1 und zum andern (vorrichtungsmäßig) durch das Kennzeichen des Anspruches 10 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der entsprechenden Unteran­ sprüche.

Nach dem erfindungsgemäß vorgesehenen Verfahren werden zumindest die in der unteren Brennebene in den Ring­ schacht einzuführenden heißen Behandlungsgase in einer einzigen Außenbrennkammer erzeugt und - über eine den Ringschacht umgebende Ringleitung - im wesentlichen gleichmäßig über den Schachtumfang verteilt in den Be­ handlungsraum eingeleitet. Durch diese erfindungsgemäße Vorgehensweise wird zumindest für die Erzeugung der in die untere Brennebene einzuleitenden heißen Behand­ lungsgase bereits eine deutliche Vereinfachung gegen­ über dem erläuterten Stand der Technik durch die Ver­ wendung nur einer einzigen Außenbrennkammer geschaffen, die - im Gegensatz zu mehreren verteilt angeordneten Einzelbrennkammern bzw. Einzelbrennern - verhältnismä­ ßig unkompliziert und einfach gesteuert und mit dem erforderlichen Brennstoff und der notwendigen Verbrennungsluft (bzw. entsprechend sauerstoffhaltigen Verbrennungsgasen) versorgt werden kann. Letzteres bringt einen weiteren Vorteil insofern mit sich, als in dieser einzigen Außenbrennkammer (die auch als zentrale Außenbrennkammer bezeichnet werden kann) nicht nur hochwertige Brennstoffe, wie z. B. Öl, Gas oder Kohle, sondern auch sogenannte Sekundärbrennstoffe relativ zu­ verlässig eingesetzt werden können.

Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn im Übergangs­ bereich zwischen je zwei in der Brennzone übereinander liegenden Brennabschnitten jeweils eine Brennebene aus­ gebildet wird.

Auch wenn es erfindungsgemäß grundsätzlich möglich ist, die heißen Behandlungsgase für jede Brennebene in einer zugeordneten einzigen Außenbrennkammer zu erzeugen, kann es aus verfahrenstechnischen Gründen besonders vorteilhaft sein, wenn die in die obere von zwei Brennebenen einzuleitenden heißen Behandlungsgase in mehreren, über den Umfang des Ringschachtes verteilten Einzelbrennkammern erzeugt und von dort jeweils direkt in den Ringschacht eingeleitet werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird auch darin gesehen, daß in der einzigen Außen­ brennkammer für die untere Brennebene Brennstoff mit Luftüberschuß, also überstöchiometrisch, und in den Einzelbrennkammern für die obere Brennebene Brennstoff mit Luftmangel, also unterstöchiometrisch, verbrannt wird, wobei die vollständige Verbrennung des Brennstof­ fes in der oberen Brennebene und dem oberen Brennab­ schnitt der Brennzone durch Sauerstoff-Überschuß er­ folgt, der in den vom mittleren Brennabschnitt aufstei­ genden heißen Behandlungsgasen (wegen der Verbrennung mit Luftüberschuß in der unteren Brennebene) vorhanden ist.

Der erfindungsgemäß ausgeführte Ringschachtofen zeich­ net sich dadurch aus, daß zumindest der unteren Brennebene der Brennzone eine einzige Außenbrennkammer zugeordnet ist, die zur Erzeugung der heißen Behand­ lungsgase ausgebildet ist sowie zur im wesentlichen gleichmäßigen Zuführung und Verteilung dieser Behand­ lungsgase in den Bereich der unteren Brennebene über eine um den Außenmantel umlaufende Ringleitung (bzw. Ringverteilerleitung) mit dem Ringschacht in Verbindung steht.

Bei diesem erfindungsgemäßen Ringschachtofen wird es ferner für zweckmäßig angesehen, wenn die Brennzone - bezüglich der Gutwanderrichtung (von oben nach unten) - in einen oberen Brennabschnitt, einen mittleren Brennabschnitt und einen unteren Brennabschnitt unter­ teilt ist, wobei im Übergangsbereich vom oberen Brennabschnitt in den mittleren Brennabschnitt die obere Brennebene und im Übergangsbereich vom mittleren Brennabschnitt in den unteren Brennabschnitt die untere Brennebene ausgebildet ist.

Dabei ist es ferner von besonderem Vorteil, wenn in be­ zug auf die Gut- und Gasströmungen im Ringschacht der obere Brennabschnitt und der mittlere Brennabschnitt als Gegenstromabschnitte (d. h. das Behandlungsgas strömt entgegen der Gutwanderbewegung von unten nach oben) ausgebildet sind, während der untere Brennab­ schnitt einen Gleichstromabschnitt bildet, wobei die der unteren Brennebene zugeführten heißen Behandlungs­ gase auf den mittleren und den unteren Brennabschnitt in sinnvoller Weise aufteilbar sind.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung. In dieser weitgehend schematisch gehaltenen Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine vereinfachte Ansicht (teilweise im Ver­ tikalschnitt) des erfindungsgemäßen Ring­ schachtofens;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht etwa entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Detail-Ansicht des Ringschachtofens etwa im Bereich der bei­ den Brennebenen und des mittleren Brennab­ schnittes der Brennzone;

Fig. 4 ein vereinfachtes Fließschema mit dem Ring­ schachtofen zur Veranschaulichung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens.

Der allgemeine Aufbau des erfindungsgemäßen Ring­ schachtofens sei zunächst anhand der Fig. 1 bis 3 erläu­ tert, wobei in dieser vereinfachten zeichnerischen Dar­ stellung weitgehend nur die zur Erläuterung der eigent­ lichen Erfindung notwendigen Teile und Einrichtungen veranschaulicht sind.

Dieser Ringschachtofen enthält zunächst in an sich be­ kannter Weise einen sich entsprechend der vertikalen Ofenachse 1 im wesentlichen vertikal erstreckenden Ringschacht 2, der von dem durch Pfeile 3 angedeuteten Behandlungsgut von oben nach unten durchsetzt bzw. durchwandert wird. Dieser Ringschacht kann generell je­ den geeigneten Ringquerschnitt, d. h. sowohl einen run­ den als auch einen polygonalen Querschnitt aufweisen, wobei im allgemeinen - wie in Fig. 2 veranschaulicht ist ein im wesentlichen kreisringförmiger Querschnitt für diesen Ringschacht 2 bevorzugt wird, der den Behand­ lungsraum für das Brenn- bzw. Behandlungsgut (Pfeile 3) bildet. Dabei ist dieser Ringschacht 2 nach außen von einem Außenmantel 4 und nach innen von einem im wesent­ lichen zylindrischen Innenmantel 5 begrenzt, wobei die­ ser Innenmantel 5 mit radialem Abstand vom und konzen­ trisch im Außenmantel 4 angeordnet ist.

In vertikaler Richtung ist der Ringschacht 2 in mehrere unmittelbar aufeinanderfolgende Behandlungszonen unter­ teilt, die in üblicher Weise offen ineinander überge­ hen. Im einzelnen weist der vertikale Ringschacht ein oberes Gutbeschickungsende 6 und ein unteres Gutauslau­ fende 7 auf, und im Bereich zwischen Gutbeschickungs­ ende 6 und Gutauslaufende 7 ist er - in Gutfließrich­ tung (vgl. Pfeile 3) - von oben nach unten in eine Vor­ wärmzone VZ, eine Brennzone BZ und eine Kühlzone KZ un­ terteilt, wobei die Brennzone BZ ihrerseits in mehrere unmittelbar aufeinanderfolgende Brennabschnitte noch weiter unterteilt ist, und zwar - ebenfalls in Gut­ fließrichtung bzw. in Gutwanderrichtung (Pfeile 3) von oben nach unten betrachtet - in einen oberen Brennab­ schnitt OB, einem mittleren Brennabschnitt MB und einen unteren Brennabschnitt UB. Hierbei ist im Übergangsbe­ reich vom oberen Brennabschnitt OB in den mittleren Brennabschnitt MB eine obere Brennebene 8 und im Über­ gangsbereich vom mittleren Brennabschnitt MB in den un­ teren Brennabschnitt UB eine untere Brennzone 9 ausge­ bildet, d. h., mit anderen Worten, zwischen je zwei in der Brennzone BZ übereinander liegenden Brennabschnit­ ten (OB-MB bzw. MB-UH) ist jeweils eine Brennebene 8 bzw. 9 ausgebildet. Die Brennebenen 8 und 9 sind auf diese Weise mit geeignetem vertikalem Abstand überein­ ander angeordnet.

Im Bereich der zuvor erläuterten Brennabschnitte 8, 9 sind Brennkammern 10, 11 zur Erzeugung von heißen Be­ handlungsgasen (gestrichelte Pfeile 12) an den Ring­ schacht 2 angeschlossen. Auf die Ausbildung dieser Brennkammern 10, 11, wird später noch etwas näher ein­ gegangen werden.

Grundsätzlich ist der erfindungsgemäße Ringschachtofen in an sich bekannter Weise in Form eines sogenannten Saugzugofens aufgebaut, d. h. dieser Schachtofen wird im Unterdruck betrieben, wobei die den Ringschacht 2 durchströmenden Behandlungsgase (gestrichelte Pfeile 12) am oberen Ende dieses Ringschachtes 2, also an sei­ nem Gutbeschickungsende 6 als Abgase abgesaugt werden, und zwar mit Hilfe eines geeigneten Gebläses bzw. Ven­ tilators 13, von dem sie über eine geeignete Filteran­ lage 14 abgeleitet werden. Dabei wird der Ringschacht 2 im Bereich der Brennzone BZ und der Vorwärmzone VZ von heißen Behandlungsgasen 12 und im Bereich der Kühlzone KZ von unten nach oben von unten zugeführter Kühlluft (strichpunktierte Pfeile 12a) durchströmt, wobei letz­ tere nach Abzug aus der Kühlzone VZ - wie an sich bekannt - wenigstens teilweise als Verbrennungsluft aus­ genutzt wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es nun wichtig, daß zumindest der unteren Brennebene 8 der Brennzone BZ eine einzige Zentralbrennkammer bzw. Außenbrennkammer 11 zugeordnet ist, die zur Erzeugung der in den Ring­ schacht 2 einzuführenden heißen Behandlungsgase 12 aus­ gebildet ist. Um eine im wesentlichen gleichmäßige Zu­ führung und Verteilung der hier erzeugten Behandlungs­ gase 12 in den Bereich der unteren Brennebene 9 gewähr­ leisten zu können, steht die Außenbrennkammer 11 über eine um den Außenmantel 4 umlaufende Ringverteilerlei­ tung bzw. Ringleitung 15 mit dem Ringschacht 2 bzw. mit dem Innenraum dieses Ringschachtes in Verbindung, so daß diese heißen Behandlungsgase 12 äußerst gleichmäßig über den Schachtumfang verteilt in den durch diesen Ringschacht 2 gebildeten Behandlungsraum eingeleitet werden können.

Obwohl es generell möglich wäre, jeder in der Brennzone BZ ausgebildeten Brennebene nur eine einzige Zentral- bzw. Außenbrennkammer 11 zuzuordnen, wird es gemäß dem in der Zeichnung veranschaulichten, bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel als besonders zweckmäßig angesehen, nur der untersten bzw. unteren Brennebene 9 eine einzige Außenbrennkammer 11 zuzuordnen. Demgegenüber ist etwa in der Höhe der oberen Brennebene 8 - weitgehend in an sich bekannter Weise - eine geeignete Anzahl von Ein­ zelbrennkammern 10 über den Umfang des Schachtaußenman­ tels 4 gleichmäßig verteilt angeordnet, die in üblicher und daher nicht näher veranschaulichter Weise mit je einem geeigneten Einzelbrenner versehen sind. Hierbei mündet jede dieser Einzelbrennkammern 10 gesondert in dieser oberen Brennebene 8 in den den Behandlungsraum bildenden Ringschacht 2 ein.

Wie sich der Darstellung in Fig. 1 (und z. T. auch der Fig. 3) entnehmen läßt, ist die um den Außenmantel 4 des Ringschachtes 2 umlaufende Ringleitung 15 vorzugsweise etwa in Form einer Ringkammer bzw. eines Ringkanales in die Wand 4a dieses Außenmantels 4 direkt eingeformt, wobei sie auf ihrer zum Innenraum des Ringschachtes 2 weisenden Innenseite umlaufend vollkommen offen ausge­ führt ist.

Im Gegensatz zu der zuvor erläuterten, im allgemeinen bevorzugten Ausführungsform der Ringleitung 15 kann letztere aber auch in jeder anderen als zweckmäßig an­ gesehenen Weise ausgeführt sein. So bietet sich vor al­ lem für im Sinne der vorliegenden Erfindung umzubauende Ringschachtöfen, bei denen auch die untere Brennebene mit einer Anzahl von über den Außenmantelumfang ver­ teilt angeordneten Einzelbrennkammern versehen ist, die Möglichkeit, daß die um den Außenmantel 4 des Ring­ schachtes 2 umlaufende Ringleitung 15 als gesonderte Heißgas-Verteilungsleitung ausgebildet ist und über eine entsprechende Anzahl von angepaßten Verbindungs­ stutzen sowie eine entsprechende Anzahl von Einzel­ brennräumen mit der unteren Brennebene 9 in Verbindung steht, dabei aber von der einzigen Außenbrennkammer 11 mit heißen Behandlungsgasen versorgt wird. Auf diese Weise können somit bestehende ältere Ringschachtöfen im Sinne der vorliegenden Erfindung auf relativ einfache Weise umgebaut werden.

Wie in Fig. 1 ferner veranschaulicht ist, wird es für zweckmäßig angesehen, wenn der Innenmantel 5 des Ringschachtes 2 - ebenfalls in im wesentlichen an sich be­ kannter Weise - in einen oberen Innenmantelabschnitt 5a und einen unteren Innenmantelabschnitt 5b aufgeteilt ist und beide Innenmantelabschnitte 5a und 5b etwa in Form von Hohlsäulen sowie mit von Mantelkühlluft durch­ strömten Doppelwänden 16a, 16b (wie in Fig. 2 angedeu­ tet) ausgebildet sind. Wie in diesem Zusammenhang im Fließschema der Fig. 4 durch einfache Linien angedeutet ist, sind an beide Innenmantelabschnitte 5a und 5b ge­ sonderte Kühlluftzuführleitungen 17a und 17b und Kühl­ luftabführleitungen 15a und 18b angeschlossen; die Kühlluftzuführleitungen 17a und 17b können von einer gemeinsamen Mantelkühlluftleitung 17 abgezweigt sein, die von einem Kühlluftgebläse oder einer anderen Kühl­ luftquelle herangeführt ist.

Bei dieser Ausgestaltung und Aufteilung des Innenman­ tels 5 bildet der Innenraum 5b' des unteren Innenman­ telabschnittes 5b einen gemeinsamen Umwälzgas-Sammel­ raum für das Abgas einerseits aus dem unteren Brennab­ schnitt UB und andererseits für erwärmte Kühlluft aus der Kühlzone KZ. Hierbei steht nun das obere Ende die­ ses Umwälzgas-Sammelraumes 5b' über eine Umwälzgaslei­ tung 19 und über ein mit Treibgas betriebenes Injektor­ system 20 mit der Außenbrennkammer 11 für die untere Brennebene 9 in Verbindung. Ferner ist für das Heran­ führen von Treibgas (vorzugsweise Treibluft) eine Treibgas-Zuführleitung 21 vorgesehen, die von wenig­ stens einem Drehkolbengebläse 22 (Fig. 4) über einen in­ direkten Wärmetauscher 23 zum Injektorsystem 20 geführt ist. Dieses Injektorsystem 20 kann in Anpassung an die erforderlichen Umwälzgas- bzw. Verbrennungsgasmengen zur Ausbrennkammer 11 mit wenigstens einem Treibgasin­ jektor ausgestattet sein. Gemäß der schematischen Darstellung in Fig. 4 enthält das Injektorsystem 20 dieses Beispieles wenigstens zwei parallel geschaltete Treib­ gasinjektoren 20a, 20b, die ihrerseits durch eine ge­ meinsame Verbrennungsgas- und Umwälzgasleitung 24 mit der Außenbrennkammer 11 für die untere Brennebene 9 verbunden sind.

Wie vor allem in Fig. 4 angedeutet ist, ist die Kühl­ luft-Abführleitung 18b des unteren Innenmantelabschnit­ tes 5b einerseits über eine erste Teilluftleitung 18b' mit der Außenbrennkammer 11 für die untere Brennebene 9 und andererseits über eine zweite Teilluftleitung 18b" mit den Einzelbrennkammern 10 für die obere Brennebene 8 zur Versorgung aller dieser Brennkammern 10, 11 mit Verbrennungsluft verbunden. Die Kühlluft-Abführleitung 18a des oberen Innenmantelabschnittes 5a (aus dessen Doppelwand) kann für beliebige Zwecke abgeleitet wer­ den.

An das obere Ende des oberen Innenmantelabschnittes 5a ist ferner eine mit der Saugseite des Abgasgebläses bzw. -ventilators 13 in Verbindung stehende Abgaslei­ tung 25a angeschlossen, die ihrerseits zur indirekten Erwärmung des Treibgases (Treibgas-Zuführleitung 21) über den Wärmetauscher 23 geleitet ist und in eine Ab­ gasleitung 25 übergeht, die aus dem oberen Gutbeschic­ kungsende 6 des Ringschachtes 2 abgeführte Ofenabgase über den Ventilator 13 und die Filteranlage 14 ablei­ tet. Es sei noch erwähnt, daß in dem Wärmetauscher 23 wahlweise entweder der gesamte Anteil der vom Drehkol­ bengebläse 22 kommenden Treibluft oder nur ein ein­ stellbarer Anteil davon im Wärmetauscher 23 erwärmt werden kann (wie in Fig. 4 angedeutet).

Für die Betriebsweise dieses erfindungsgemäßen Ring­ schachtofens und somit letztlich auch für die Durchfüh­ rung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ferner noch von Bedeutung, daß in bezug auf die Gut- und Gasströ­ mungen (vgl. durchgehende Pfeile 3, gestrichelte Pfeile 12 und strichpunktierte Pfeile 12a) im Ringschacht 2 der obere Brennabschnitt OB und der mittlere Brennab­ schnitt als Gegenstromabschnitte ausgebildet sind, wäh­ rend der untere Brennabschnitt UB einen Gleichstromab­ schnitt bildet, wobei die der unteren Brennebene 9 zu­ geführten heißen Behandlungsgase 12 in geeigneter und vorzugsweise steuerbarer Weise auf den mittleren Brennabschnitt MB und den unteren Brennabschnitt UB aufgeteilt werden.

Die obigen Erläuterungen zur erfindungsgemäßen Ausfüh­ rung des Ringschachtofens lassen auch bereits weitge­ hend das eingangs geschilderte erfindungsgemäße Verfah­ ren zur Erzeugung von gebranntem Gut erkennen. Dem Ringschacht 2 wird in wesentlichen in üblicher Weise das zu brennende bzw. durch Wärme zu behandelnde stüc­ kige Aufgabegut (Rohkalk, Rohdolomit, Rohmagnesit oder dergleichen) von oben her - entsprechend Pfeil 3 - an seinem Gutbeschickungsende 6 verteilt aufgegeben. In der Vorwärmzone VZ wird das aufgegebene Behandlungsgut 3 mit Hilfe der im Ringschacht aufsteigenden Behand­ lungsgase (im Gegenstrom von Gut und Gas) getrocknet und etwa bis auf Entsäuerungstemperatur vorgewärmt. Aus dieser Vorwärmzone VZ wandert das vorgewärmte Gut in die Brennzone BZ, in der es nacheinander den oberen Brennabschnitt OB, den mittleren Brennabschnitt MB und den unteren Brennabschnitt UB durchsetzt, wobei es im oberen Brennabschnitt OB und im mittleren Brennab­ schnitt MB im allgemeinen Gegenstrom von den aufsteigenden Behandlungsgasen 12 durchströmt wird, während es im unteren Brennabschnitt UB von den im Gleichstrom mit ihm nach unten strömenden heißen Brenngasen gebrannt wird. Während die in die obere Brennebene 8 einzufüh­ renden heißen Behandlungsgase in mehreren über den Schachtumfang verteilten Einzelbrennkammern 10 erzeugt und von dort jeweils direkt in den Ringschacht einge­ leitet werden, werden die in die untere Brennebene 9 einzuleitenden heißen Behandlungsgase in der einzigen Außenbrennkammer 11 erzeugt und gleichmäßig über den Umfang verteilt über die Ringleitung 15 in den Ring­ schacht 2 eingeleitet. Diese in die untere Brennebene 9 eingeleiteten heißen Behandlungsgase 12 werden nun im wesentlichen in zwei Teilströme aufgeteilt (vgl. Dar­ stellungen in den Fig. 1 und 4), von denen der erste Teilgasstrom den unteren Brennabschnitt UB - wie be­ reits erwähnt - im Gleichstrom mit dem Behandlungsgut 3 nach unten und der zweite Teilgasstrom den mittleren Brennabschnitt MB im Gegenstrom zum Behandlungsgut nach oben durchströmt. Demgegenüber werden die in die obere Brennebene 8 eingeleiteten heißen Behandlungsgase ge­ meinsam mit dem aus dem mittleren Brennabschnitt MB aufwärtsströmenden zweiten Teilgasstrom nur dem oberen Brennabschnitt OB im Gegenstrom zum Behandlungsgut nach oben durchströmen, wobei diese vereinigten Behandlungs­ gasströme dann aus dem oberen Brennabschnitt OB unmit­ telbar die Vorwärmzone VZ im Gegenstrom zum Behand­ lungsgut sowie unter Vorwärmung dieses Gutes nach oben durchströmen. Der nach unten strömende erste Teilgas­ strom der heißen Behandlungsgase aus der unteren Brennebene 9 wird gemeinsam mit der aus der Kühlzone KZ aufsteigenden erwärmten Kühlluft (strichpunktierte Pfeile 12a) unter Ausbildung eines Saugzuges abgezogen und der Außenbrennkammer 11 für die untere Brennebene 9 als einen Teil der Verbrennungsluft zugeführt. Der zu­ vor erwähnte Saugzug zum gemeinsamen Abziehen des er­ sten Teilgasstromes und der erwärmten Kühlluft aus dem oberen Ende des unteren Innenmantels 5b wird von dem Injektorsystem 20 erzeugt, das mit einem vorzugsweise erwärmten Treibgas bzw. erwärmter Treibluft in der be­ reits erwähnten Weise betrieben wird.

Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn in der einzigen Außenbrenn­ kammer 11 für die untere Brennebene 9 Brennstoff mit Luftüberschuß, d. h. überstöchiometrisch beispielsweise mit einem Luftfaktor von etwa 1,6, und in den Einzel­ brennkammern 10 für die obere Brennebene 8 Brennstoff unter Luftmangel, d. h. unterstöchiometrisch beispiels­ weise mit einem Luftfaktor von etwa 0,5 betrieben bzw. verbrannt wird. Hierbei erfolgt dann die vollständige Verbrennung des Brennstoffes in der oberen Brennebene 8 sowie im oberen Brennabschnitt OB durch den Luft- bzw. Sauerstoffüberschuß, der in den vom mittleren Brennab­ schnitt MB aufsteigenden Behandlungsgasen enthalten ist.

Claims (20)

1. Verfahren zur Erzeugung von gebranntem Gut, wie Kalk, Dolomit, Magnesit oder dergleichen, durch Wär­ mebehandlung von im wesentlichen stückigem Behand­ lungsgut in einem Ringschachtofen, wobei
das Behandlungsgut (3) einen sich im wesentli­ chen vertikal erstreckenden, einen Behandlungs­ raum bildenden Ringschacht (2) des Ofens von oben nach unten durchsetzt und dabei von einem oberen Gutbeschickungsende (6) bis zu einem un­ teren Gutauslaufende (7) nacheinander eine Vor­ wärmzone (VZ), eine Brennzone (BZ) und eine Kühlzone (KZ) durchwandert,
das in der Vorwärmzone (VZ) vorgewärmte Behand­ lungsgut in mehreren in der Brennzone (BZ) un­ mittelbar aufeinanderfolgenden Brennabschnitten (OB, MB, UB) mittels heißer Behandlungsgase ge­ brannt wird, die in Brennkammern (20, 11) er­ zeugt und in wenigstens zwei mit vertikalem Ab­ stand übereinander liegenden Brennebenen (8, 9) in den Ringschacht (2) eingeführt werden und
das Behandlungsgut (3) beim Durchwandern des Ringschachtes (2) im Bereich der Brennzone (BZ) und der Vorwärmzone (VZ) von heißen Behandlungs­ gasen und im Bereich der Kühlzone (KZ) von unten nach oben von Kühlluft durchströmt wird, die nach Abzug aus dieser Kühlzone wenigstens teil­ weise als Verbrennungsluft ausgenutzt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens die in der unteren Brennebene (8) in den Ringschacht (2) einzuführenden heißen Behand­ lungsgase (12) in einer einzigen Außenbrennkammer (11) erzeugt und im wesentlichen gleichmäßig über den Schachtumfang verteilt in den Behandlungsraum eingeleitet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Vorwärmzone (VZ) kommende Behand­ lungsgut (3) in der Brennzone (BZ) nacheinander einen oberen Brennabschnitt (OB), einen mittleren Brennabschnitt (MB) und einen unteren Brennabschnitt (UB) durchsetzt und dabei im oberen Brennabschnitt (OB) und mittleren Brennabschnitt im allgemeinen Gegenstrom von aufsteigenden Behandlungsgasen, dage­ gen im unteren Brennabschnitt (UB) von im Gleich­ strom mit ihm nach unten strömenden heißen Brennga­ sen gebrannt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Übergangsbereich zwischen je zwei in der Brennzone (BZ) übereinander liegenden Brennabschnitten jeweils eine Brennebene (8, 9) aus­ gebildet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die in die obere (8) von zwei Brennebenen (8, 9) einzuführenden heißen Behand­ lungsgase (12) in mehreren, über den Umfang des Ringschachtes (2) verteilten Einzelbrennkammern (10) erzeugt und von dort jeweils direkt in den Ring­ schacht (2) eingeleitet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die in die untere Brennebene (9) ein­ geleiteten heißen Behandlungsgase (12) im wesentli­ chen in zwei Teilströme aufgeteilt werden, von denen der erste Teilgasstrom den unteren Brennabschnitt (UB) im Gleichstrom mit dem Behandlungsgut (3) nach unten und der zweite Teilgasstrom den mittleren Brennabschnitt (MB) im Gegenstrom zum Behandlungsgut nach oben durchströmt, während die in die obere Brennzone (8) eingeleiteten heißen Behandlungsgase (12) gemeinsam mit dem aus dem mittleren Brennab­ schnitt (MB) aufwärts strömenden zweiten Teilgas­ strom nur den oberen Brennabschnitt (OB) im Gegen­ strom zum Behandlungsgut nach oben durchströmen, wo­ bei diese vereinigten Behandlungsgasströme aus dem oberen Brennabschnitt (OB) unmittelbar durch die Vorwärmzone (VZ) im Gegenstrom zum Behandlungsgut sowie unter Vorwärmung dieses Gutes nach oben strö­ men und als Abgas im Bereich des oberen Gutbeschic­ kungsendes (6) unter der Saugzugwirkung eines Geblä­ ses (13) aus dem Ringschacht (2) abgezogen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teilgasstrom der heißen Behandlungs­ gase (12) aus der unteren Brennebene (9) gemeinsam mit der aus der Kühlzone (KZ) aufsteigenden erwärm­ ten Kühlluft unter Ausbildung eines Saugzuges abge­ zogen und der Außenbrennkammer (11) für die untere Brennzone (9) als Verbrennungsluft zugeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugzug zum gemeinsamen Abziehen des ersten Teilgasstromes und der erwärmten Kühlluft von einem Injektorsystem (20) erzeugt wird, das mit einem - vorzugsweise erwärmten - Treibgas betrieben wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Ringschacht (2) an seinem Innenumfang von einem etwa hohlsäulenför­ migen, doppelwandigen und von Kühlluft durchströmten Innenmantel (5) begrenzt wird, dadurch gekennzeich­ net, daß der Innenmantel (5) in einen oberen Mantel­ abschnitt (5a) und einen unteren Mantelabschnitt (5b) aufgeteilt ist, wobei die erwärmte Mantelkühl­ luft aus dem unteren Mantelabschnitt (5b) als Ver­ brennungsluft in steuerbaren Anteilen einerseits der Außenbrennkammer (11) für die untere Brennebene (9) und andererseits den Einzelbrennkammern (10) der oberen Brennebene (8) zugeführt wird.

9. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Außen­ brennkammer (11) für die untere Brennebene (9) Brennstoff mit Luftüberschuß und in den Einzelbrenn­ kammern (10) für die obere Brennebene (8) Brennstoff unter Luftmangel verbrannt wird, wobei die vollstän­ dige Verbrennung des Brennstoffes in der oberen Brennebene (8) und dem oberen Brennabschnitt (OB) durch Sauerstoffüberschuß in den vom mittleren Brennabschnitt (MB) aufsteigenden Behandlungsgasen erfolgt.

10. Ringschachtofen zur Erzeugung von gebranntem Gut, wie Kalk, Dolomit, Magnesit oder dergleichen, durch Wärmebehandlung von im wesentlichen stückigem Gut, enthaltend
einen sich im wesentlichen vertikal erstrecken­ den, vom Behandlungsgut (3) von oben nach unten durchsetzten Behandlungsraum in Form eines Ring­ schachtes (2), der nach außen von einem Außen­ mantel (4) und nach innen von einem Innenmantel (5) begrenzt ist, ein oberes Gutbeschickungsende (6) und ein unteres Gutauslaufende (7) aufweist und der im Bereich zwischen Gutbeschickungsende und Gutauslaufende - in Gutfließrichtung von oben nach unten betrachtet - in eine Vorwärmzone (VZ), eine Brennzone (BZ) und eine Kühlzone (KZ) unterteilt ist,
wobei die Brennzone (BZ) einerseits mehrere un­ mittelbar übereinander liegende Brennabschnitte (OB, MB, UB) sowie wenigstens zwei mit vertika­ lem Abstand übereinander angeordnete Brennebenen (8, 9) aufweist, in deren Bereichen Brennkammern (10, 11) zur Erzeugung von heißen Behandlungsga­ sen (12) an den Ringschacht (2) angeschlossen sind und
wobei der Ringschacht (2) im Bereich der Brenn­ zone (BZ) und der Vorwärmzone (VZ) von heißen Behandlungsgasen (12) und im Bereich der Kühl­ zone (KZ) von unten nach oben von Kühlluft (12a) durchströmt wird, die nach Abzug aus der Kühl­ zone wenigstens teilweise als Verbrennungsluft nutzbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest der unteren Brennebene (9) der Brenn­ zone (BZ) eine einzige Außenbrennkammer (11) zugeordnet ist, die zur Erzeugung von heißen Behand­ lungsgasen (12) ausgebildet ist sowie zur im wesent­ lichen gleichmäßigen Zuführung und Verteilung dieser Behandlungsgase in den Bereich der unteren Brennebene (9) über eine um den Außenmantel (4) um­ laufende Ringleitung (15) mit dem Ringschacht (2) in Verbindung steht.

11. Ringschachtofen nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Brennzone (BZ) - bezüglich der Gutwanderrichtung - in einen oberen Brennabschnitt (OB), einen mittleren Brennabschnitt (MB) und einen unteren Brennabschnitt (UB) unterteilt ist, wobei im Übergangsbereich vom oberen Brennabschnitt in den mittleren Brennabschnitt die obere Brennebene (8) und im Übergangsbereich vom mittleren Brennabschnitt in den unteren Brennabschnitt die untere Brennebene (9) ausgebildet ist.

12. Ringschachtofen nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in bezug auf die Gut- und Gasströmun­ gen (3, 12, 12a) im Ringschacht (2) der obere Brennabschnitt (OB) und der mittlere Brennabschnitt (MB) als Gegenstromabschnitte ausgebildet sind, wäh­ rend der untere Brennabschnitt (UB) einen Gleich­ stromabschnitt bildet, wobei die der unteren Brenn­ zone (9) zugeführten heißen Behandlungsgase (12) auf den mittleren und den unteren Brennabschnitt auf­ teilbar sind.

13. Ringschachtofen nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß nur der un­ tersten Brennebene (9) eine einzige Außenbrennkammer (11) zur Erzeugung der heißen Behandlungsgase (12) zugeordnet ist.

14. Ringschachtofen nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die um den Außenmantel (4) des Ring­ schachtes (2) umlaufende Ringleitung (15) etwa in Form einer Ringkammer oder eines Ringkanales in die Mantelwand (4a) dieses Außenmantels eingeformt ist, wobei sie auf ihrer zum Innenraum des Ringschachtes (2) weisenden Innenseite umlaufend offen ausgeführt ist.

15. Ringschachtofen nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die um den Außenmantel (4) des Ring­ schachtes (2) umlaufende Ringleitung (15) als geson­ derte Heißgas-Verteilungsleitung ausgebildet ist und über eine Anzahl von Verbindungsstutzen sowie eine entsprechende Anzahl von Einzelbrennräumen mit der unteren Brennebene (9) in Verbindung steht.

16. Ringschachtofen nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß etwa in der Höhe der oberen Brennebene (8) eine Anzahl von Ein­ zelbrennkammern (10) über den Umfang des Schachtau­ ßenmantels (4) verteilt angeordnet ist und jede Ein­ zelbrennkammer (10) gesondert in dieser oberen Brennebene (8) in den Ringschacht (2) einmündet.

17. Ringschachtofen nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenman­ tel (5) des Ringschachtes (2) in einen oberen Innen­ mantelabschnitt (5a) und einen unteren Innenmantel­ abschnitt (5b) aufgeteilt ist und beide Innenmantel­ abschnitte etwa in Form von Hohlsäulen sowie mit von Mantelkühlluft durchströmten Doppelwänden (16a, 16b) ausgebildet sind, wobei an beide Innenmantelab­ schnitte (5a, 5b) gesonderte Kühlluft-Zuführleitun­ gen (17a, 17b) und Kühlluft-Abführleitungen (18a, 18b) angeschlossen sind und wobei der Innenraum (5b') des unteren Innenmantelabschnittes (5b) einen gemeinsamen Umwälzgas-Sammelraum für das Abgas aus dem unteren Brennabschnitt (UB) und für erwärmte Kühlluft aus der Kühlzone (KZ) bildet und das obere Ende dieses Umwälzgas-Sammelraumes (5b') über eine Umwälzgasleitung (19) und überein mit Treibgas be­ triebenes Injektorsystem (20) mit der Außenbrennkam­ mer (11) für die untere Brennebene (9) in Verbindung steht.

18. Ringschachtofen nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kühlluft-Abführleitung (18b) des unteren Innenmantelabschnittes (5b) über eine erste Teilluftleitung (18b') mit der Außenbrennkammer (11) für die untere Brennebene (9) und über eine zweite Teilluftleitung (18b") mit den Einzelbrennkammern (10) für die obere Brennebene (8) zur Versorgung al­ ler Brennkammern (10, 11) mit Verbrennungsluft ver­ bunden ist.

19. Ringschachtofen nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an das obere Ende des oberen Innenman­ telabschnittes (5a) eine mit der Saugseite des Ab­ gasgebläses (13) in Verbindung stehende Abgasleitung (25a) angeschlossen ist, die ihrerseits zur indirek­ ten Erwärmung des Treibgases über einen Wärmetau­ scher (23) geleitet ist.

20. Ringschachtofen nach Anspruch 17 und/oder 19, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Treibgas-Zuführlei­ tung (21) von wenigstens einem Drehkolbengebläse (22) über den Wärmetauscher (23) zum Injektorsystem (20) angeordnet ist, wobei als Treibgas vorzugsweise Treibluft vorgesehen ist und wobei das Injektorsy­ stem einen Treibgasinjektor oder mehrere parallel geschaltete Treibgasinjektoren (20a, 20b) enthält, die ihrerseits durch eine Verbrennungsgas- und Um­ wälzgasleitung (24) mit der Außenbrennkammer (11) verbunden sind.