Mit Gas oder Kohlenstaub beheizbarer Schachtofen zum Brennen von Kalkstein,
Dolomit oder Magnesit und Verfahren zu dessen Betrieb In gasbeheizten Kalkschachtöfen
mit Außenbrennern steigt das Gas vornehmlich an der Ofenwand empor, weil es dort
einerseits den geringsten Widerstand findet und andererseits sein Weg zum Ofenkopf
dort am kürzesten ist. Dadurch wird die Verbrennungsluft, die aus der Kühlzone nach
oben steigt, zur Schachtmitte hin abgedrängt. Die hieraus resultierende schlechte
Gas- und Luftverteilung in der Brennzone führt dazu, daß an der Ofenwand häufig
200 bis 300°C höhere Brenntemperaturen herrschen als in der Mitte des Schachtes,
so daß die Brennzeit der Brenngutstücke in der Schachtmitte oft zwei- bis dreimal
so lang ist wie diejenige an der Ofenwand. Dadurch wird die Leistung des Schachtofens
erheblich vermindert; durchweg ist auch der Restkohlensäuregehalt des Kalkes in
der Schachtmitte höher als derjenige des Kalkes an der Ofenwand.Shaft furnace that can be heated with gas or coal dust for burning limestone,
Dolomite or magnesite and process for its operation In gas-fired lime shaft kilns
with external burners, the gas mainly rises up the furnace wall because it is there
on the one hand finds the least resistance and on the other hand its way to the furnace head
is shortest there. This causes the combustion air to come out of the cooling zone
rises above, pushed towards the middle of the shaft. The resulting bad
Gas and air distribution in the firing zone leads to frequent occurrences on the furnace wall
The firing temperatures are 200 to 300 ° C higher than in the middle of the shaft,
so that the firing time of the items to be fired in the middle of the shaft is often two to three times
is as long as the one on the stove wall. This increases the performance of the shaft furnace
considerably reduced; The residual carbonic acid content of the lime is also consistently in
the shaft center higher than that of the lime on the furnace wall.
Zur Vermeidung dieser Nachteile sind Schachtöfen gebaut worden, in
denen Vorrichtungen zur Einleitung des Brenngases in den mittleren Teil des Schachtquerschnittes
angeordnet sind. Solche Vorrichtungen sind a) ein von feuerfesten Baustoffen umgebener
Brenngaskanal, meistens in Form einer Mittelwand mit waagerechtem Kanal, und b)
ein Brenngaskanal in einem kühlbaren Metallkörper.To avoid these disadvantages, shaft furnaces have been built in
which devices for introducing the fuel gas into the middle part of the shaft cross-section
are arranged. Such devices are a) one surrounded by refractory building materials
Fuel gas duct, usually in the form of a central wall with a horizontal duct, and b)
a fuel gas channel in a coolable metal body.
Bei Schachtöfen mit mehreren Brennerebenen haben beide Vorrichtungen
Nachteile. Bei Anwendung der Vorrichtung zu a) muß die Mittelwand in den heißesten
Teil der Brennzone hinaufreichen und hat dann keine lange Lebensdauer. Wird nur
die Vorrichtung zu b) angewendet, so gehen dadurch, daß gekühlte Metallkörper in
mehreren Brennebenen in die Brennzone hineinreichen, große Mengen an Hochtemperaturwärme
verloren, so daß der Wärmeverbrauch unverhältnismäßig stark steigt.In shaft furnaces with several burner levels, both have devices
Disadvantage. When using the device for a) the central wall must be in the hottest
Reach part of the burn zone and then does not have a long service life. Will only
the device to b) applied, so go in that cooled metal body in
several focal planes reach into the focal zone, large amounts of high-temperature heat
lost, so that the heat consumption increases disproportionately.
Der Erfinder hat erkannt, daß diese Nachteile weitgehend beseitigt
werden können, wenn beide Vorrichtungen kombiniert werden. Zum Brennen von Kalkstein,
Dolomit oder Magnesit wird der mit Gas oder Kohlenstaub beheizbare Schachtofen vorgeschlagen,
bei welchem Brennstoff durch mehrere in waagerechten Ebenen übereinanderliegende,
den Schachtraum durchquerende, mit Austrittsöffnungen versehene Kanäle in die Schüttsäule
eingeführt wird, wobei die Kanäle in der oberen Ebene durch kühlbare Metallkörper
und die in der oder den unteren Ebenen aus nichtmetallischen feuerfesten Körpern
gebildet sind.The inventor has recognized that these disadvantages have largely been eliminated
when both devices are combined. For burning limestone,
Dolomite or magnesite, the shaft furnace, which can be heated with gas or coal dust, is proposed,
with which fuel by several in horizontal planes one above the other,
Channels that cross the shaft space and are provided with outlet openings in the bulk column
is introduced, the channels in the upper level through coolable metal bodies
and those in the lower tier or levels of non-metallic refractory bodies
are formed.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel. Der Schachtofen 1 hat
einen Schacht von rechteckigem Querschnitt 2 - 5 m = 10 m2. Im unteren Teil des
Schachtes ist eine Mittelwand 2 angeordnet, welche den Schachtquerschnitt in zwei
gleich große Schächte teilt. Die Verbrennungsluft wird durch den Kanal 3 in den
untersten Teil der Schüttsäule eingeleitet. Durch den Brenngaskanal4 wird Brenngas
in solch geringer Menge in die Schüttsäule eingeführt, daß in der Nachentsäuerungszone
N nur eine Temperatur von etwa 950 bis 1050° C herrscht. Eine größere Brenngasmenge
wird durch den Kanal 5 - erforderlichenfalls auch durch den Ringkanal 6 - in die
Schüttsäule eingeleitet. Der größte Teil des Brenngases wird jedoch durch Metallrohre
7, die quer durch den Schacht gehen und deren Unterseiten mit Brenngasaustrittsöffnungen
versehen sind, in den mittleren Teil des Schachtquerschnittes eingeführt. Dem Ringraum
zwischen dem Brenngasrohr 7 und dem äußeren Rohr 8 strömt Kühlwasser aus dem Behälter
9 durch die Leitung 10 zu und fließt nach Durchgang durch den Ringraum durch die
Warmwasserleitung 11 ab. Das Brenngas strömt aus der Brenngasleitung 12 durch
die Leitung 13 in das Rohr 7. Die Querwand 14 dient der Abstützung der Mittelwand
2.The drawing shows an embodiment. The shaft furnace 1 has a shaft with a rectangular cross-section 2 - 5 m = 10 m2. In the lower part of the shaft there is a central wall 2 which divides the shaft cross-section into two shafts of equal size. The combustion air is introduced through channel 3 into the lowest part of the packing column. Through the fuel gas channel 4, fuel gas is introduced into the bulk column in such a small amount that the temperature in the post-deacidification zone N is only about 950 to 1050 ° C. A larger amount of fuel gas is introduced into the bulk column through the channel 5 - if necessary also through the annular channel 6. Most of the fuel gas, however, is introduced into the middle part of the shaft cross-section through metal pipes 7 which go transversely through the shaft and whose undersides are provided with fuel gas outlet openings. Cooling water flows from the container 9 through the line 10 to the annular space between the fuel gas pipe 7 and the outer pipe 8 and, after passing through the annular space, flows off through the hot water line 11. The fuel gas flows from the fuel gas line 12 through the line 13 into the pipe 7. The transverse wall 14 serves to support the central wall 2.
Der vorgeschlagene Schachtofen hat den Vorteil, daß in dem oberen
Teil der Brennzone B, Brenngas und Luft sich innig mischen, so daß es ausgeschlossen
ist, daß Kohlenmonoxyd unverbrannt in die Vorwärmzone V gelangt. In der Zone
B, wird
der größte Teil der Kalksteinkohlensäure ausgetrieben, und
zwar in kürzester Zeit, weil die Wärmeerzeugung in der Zone B, besonders groß ist.
Auch in dem unteren Teil der Brennzone B" mischen sich Brenngas und Luft gut, wobei
das Brenngas mit etwa 20011/9 Luftüberschüß und daher milder Brenntemperatur verbrennt.
Bei Verwendung von Brenngas mit hohem Heizwert kann diesem Abgas zugesetzt werden,
um Stichflammen an den Gasaustrittsöffnungen ebenfalls zu vermeiden. In der Nachentsäuerungszone
N behält der Kalk eine über der Zersetzungstemperatur- - von Kalk$tein liegende
Temperatur, so daß der Kalk völlig entsäuert in die Kühlzone K austritt.The proposed shaft furnace has the advantage that the fuel gas and air mix intimately in the upper part of the combustion zone B, so that it is impossible for carbon monoxide to enter the preheating zone V without being burned. In zone B, most of the carbonic acid is expelled, and in a very short time, because the heat generation in zone B is particularly large. Combustion gas and air also mix well in the lower part of combustion zone B ″, with the combustion gas burning with about 20011/9 excess air and therefore at a milder temperature In the post-deacidification zone N the lime maintains a temperature above the decomposition temperature - of lime stone, so that the lime leaves the cooling zone K completely deacidified.
Infolge der stufenweisen Gasverbrennung wird einerseits eine 10 m
hohe Brennzone (Bo+Bu) erzielt. Durch die oben beschriebene mengenmäßige Verteilung
des Brenngases auf die Zonen Bo, B" und N des Schachtofens wird andererseits eine
beträchtliche Verkürzung der Brennzeit erreicht. Beide Faktoren machen den Schachtofen
zu einem ausgesprochenen Hochleistungsschachtofen mit hoher spezifischer Kalkleistung
je m2 Schachtquerschnitt und Tag. An Stelle von Brenngas kann auch Kohlenstaub verwendet
werden.As a result of the gradual gas combustion, on the one hand a 10 m
high burn zone (Bo + Bu) achieved. Through the quantitative distribution described above
of the fuel gas to the zones Bo, B "and N of the shaft furnace, on the other hand, becomes one
considerable reduction of the burning time achieved. Both factors make the shaft furnace
a decidedly high-performance shaft kiln with a high specific lime output
per m2 shaft cross-section and day. Instead of fuel gas, coal dust can also be used
will.