DE1137374B - Process for burning briquettes with a high fuel content in ring ovens of the Hofmann design - Google Patents

Process for burning briquettes with a high fuel content in ring ovens of the Hofmann design

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DE1137374B DEST15901A DEST015901A DE1137374B DE 1137374 B DE1137374 B DE 1137374B DE ST15901 A DEST15901 A DE ST15901A DE ST015901 A DEST015901 A DE ST015901A DE 1137374 B DE1137374 B DE 1137374B
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    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
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Description

Verfahren zum Brennen von Formlingen hohen Brennstoffgehaltes in Ringöfen der Hofmann-Bauart Die Erfindung befaßt sich mit der Herstellung von Formlingen, z. B. Ziegeln, durch Brennen von Tonschiefern vorwiegend karbonischen Ursprungs, welche Kohlen oder andere brenn- oder verschwelbare Stoffe enthalten. Der Gehalt dieser Tonschiefer an Kohle, die als Abraum, Gruben-, Lese-, Waschberge oder Flotationsberge bei der Kohlengewinnung anfallen, beträgt bis zu 20,% Steinkohle.Process for burning briquettes with a high fuel content in ring furnaces the Hofmann design The invention is concerned with the production of moldings, z. B. bricks, by firing clay slate of predominantly carbonic origin, which contain carbon or other combustible or carbonizable substances. The salary this clay slate on coal, which is used as overburden, pit, reading, washing mountains or flotation mountains incurred during coal production is up to 20.% hard coal.

Während bei dem bisherigen Brennen kohlefreier oder kohlearmer Tone im Ringofen (Bauart Hofmann) die Brennstoffe erst dann geschüttet werden, wenn die entsprechenden Reihen des Vorfeuers in Rotglut stehen, wird bei kohlehaltigen Tonschiefern die Kohle bereits mit dem getrockneten Formling eingesetzt. Diese Kohlenmengen sind verhältnismäßig groß; sie können die vier- und fünffache Menge der üblicherweise zugeschütteten Kohlemenge erreichen.While in the previous firing of carbon-free or low-carbon clays In the ring furnace (Hofmann type) the fuel is only poured when the corresponding rows of the pre-fire are in red heat, is in the case of coal-containing clay slate the charcoal is already used with the dried molding. These amounts of coal are relatively large; they can be four and five times the usual amount Reach the amount of buried coal.

Dieser hohe Kohleeinsatz würde unter Beibehaltung der üblichen Brennverfahren dazu führen, daß die kohlehaltigen Formlinge sich sehr schnell vom Hauptfeuer über das Vorfeuer bis in die Anwärm-und Arbeitszone hin entzünden und dort ein Einsetzen der Formlinge unmöglich würde. Auch könnten bei diesem schnellen Feuerfortschritt die anfallenden, außerordentlich großen Mengen an Generator- und Verbrennungsgas unmöglich beherrscht werden.This high level of coal would be used while maintaining the usual combustion process lead to the fact that the carbon-containing briquettes very quickly from the main fire Ignite the pre-fire up to the heating and work zone and start there the moldings would be impossible. Also could with this rapid fire progress the resulting, extraordinarily large amounts of generator and combustion gas impossible to control.

Das Gewicht des kohlehaltigen Formlings eines 1,6fachen Gittersteines beträgt etwa 4 kg, das Gewicht der im Formling enthaltenen Steinkohle beträgt also 400 g bei einem Steinkohlengehalt der Waschberge von 1.011/o, bezogen auf Trockensubstanz. Für einen Ringofen mit achtzehn Kammern beträgt bei einer Belegung der Kammer mit 7300 Steinen die eingesetzte Steinkohlenmenge 29,2 t pro Kammer. Von den achtzehn Kammern des Ofens mögen drei Kammern als Kühlzone und drei Kammern als Arbeitszone verwendet werden. Dem Feuer würde also zwölf Kammern, d. h. 12 - 29,2 t Kohle = 350,4 t Kohle ausgesetzt sein.The weight of the carbon-containing molding of a 1.6-fold lattice stone is about 4 kg, the weight of the coal contained in the molding is therefore 400 g with a coal content of the washing mountains of 1,011 / o, based on dry matter. For a ring furnace with eighteen chambers, if the chamber is occupied with 7,300 stones, the amount of hard coal used is 29.2 t per chamber. Of the eighteen chambers of the furnace, three chambers may be used as a cooling zone and three chambers as a working zone. Twelve chambers, ie 12-29.2 tons of coal = 350.4 tons of coal, would be exposed to the fire.

Zur Vergasung des Kohlenstoffs der Steinkohlenmenge von 29,2t pro Kammer, die einen C-Gehalt von 801/o haben möge, zu Kohlenoxyd, werden mindestens 135,371 t Luft benötigt. Da die Vergasung nach der GleichungC+O=CO erfolgt, entstehen pro Kammer 158,731 t Generatorgas..To gasify the carbon of the hard coal amount of 29.2t per Chambers, which may have a carbon content of 801 / o, become at least carbon monoxide 135.371 t of air are required. Since the gasification takes place according to the equation C + O = CO, arise 158.731 t generator gas per chamber.

Zur Verbrennung des Kohlenstoffes zu Kohlensäure werden 270,666 t Luft benötigt. Da die Verbrennung nach der GleichungC+Oz=COz vor sich geht, entstehen 294,026t Verbrennungsgas pro Kammer.To burn the carbon to carbonic acid, 270.666 t are needed Air required. Since the combustion proceeds according to the equation C + Oz = COz, arise 294,026t of combustion gas per chamber.

Da man praktisch den Brennstoff mit der theoretischen Luftmenge weder völlig vergasen noch verbrennen kann, sind in der Praxis die benötigten Luftmengen erheblich größer.Since you can practically use the fuel with the theoretical amount of air neither can be completely gasified or burn, in practice this is the amount of air required considerably larger.

Die Oxydation von Kohlenstoff zu Kohlenoxyd und Kohlensäure läuft nebeneinander her. Es stellt sich hierbei das temperaturabhängige Boudouardsche Gleichgewicht ein.The oxidation of carbon to carbon dioxide and carbonic acid is ongoing side by side. The temperature-dependent Boudouardian arises here Balance a.

Nach dem Stande der Technik vermeidet man die überhitzung stark brennstoffhaltiger Tonschiefer durch lockeres Setzen oder langsames Brennen. Auch Magerung karbonischer Tonschiefer durch brennstofffreie Magerungsstoffe bis zu einem Gesamtkohlegehalt der Formlinge unter 501ü wird vorgeschlagen. Andere Verfahren sehen Umbauten des Ringofens in Kammerringöfen oder Zickzacköfen durch Einbau massiver Kammertrennwände vor. Die Führung der Kühl- bzw. Oxydationsluft und der Verbrennungs-und Generatorgase erfolgt dann durch ventilgesteuerte Rohr- und Kanalsysteme. Ferner bedient man sich der Verdünnung oder Veränderung der brennbaren Gase durch Zuführen von inerten Gasen wie Stickstoff und von Wasserdampf usw.According to the state of the art, overheating of clay slate with a high concentration of fuel is avoided by loosely settling or slowly burning. It is also proposed to lean carbonate slate by means of fuel-free lean substances up to a total carbon content of the briquettes below 501 g. Other methods provide for the conversion of the ring furnace into chamber ring furnaces or zigzag furnaces by installing solid chamber partition walls. The cooling or oxidation air and the combustion and generator gases are then routed through valve-controlled pipe and duct systems. In addition, the flammable gases can be diluted or modified by adding inert gases such as nitrogen and water vapor, etc.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren dar, stark brennstoffhaltige Formlinge zu brennen, ohne Verluste an Zeit und Raumausnutzung des Ofens hinzunehmen oder den herkömmlichen Ringofen (Bauart Hofmann) durch irgendwelche Ein- oder Umbauten zu verändern. Auch Magerung durch Fremdtone bis auf die 5%-Grenze oder Verdünnung der Verbrennungsgase durch Verdünnungsmittel sind unnötig.The present invention provides a method of high fuel content Burning briquettes without sacrificing time and space utilization of the furnace or the conventional ring furnace (Hofmann type) by adding or converting anything to change. Also leaning due to foreign clays up to the 5% limit or dilution the Combustion gases from diluents are unnecessary.

Der Erfindungsvorschlag beruht darauf, daß die auf den hohen Brennstoffgehalt zurückzuführenden Schwierigkeiten beim Brennen derartiger Tonschiefer dadurch ausgeräumt werden, daß man vor die Vorfeuerzone eine Schwelzone mit dem Temperaturverlauf etwa zwischen 100 und 400'° C einschaltet. An diese schließt sich durch Asbestschieber getrennt eine Ausgleichszone mit einem Temperaturverlauf zwischen 400 und 600° C an. Die Zufuhr der benötigten Luft erfolgt sowohl über die Kühlzone als auch über die Ausgleichszone im Gegenstromprinzip.The inventive proposal is based on the fact that the high fuel content The difficulties that can be traced back to the firing of such slate are eliminated be that there is a smoldering zone in front of the pre-firing zone with the temperature profile approximately switches on between 100 and 400 ° C. This is followed by asbestos sliders separately a compensation zone with a temperature profile between 400 and 600 ° C at. The required air is supplied both via the cooling zone and via the equalization zone based on the countercurrent principle.

In der erfindungsgemäß vorgesehenen Schwelzone, die vorzugsweise aus zwei Kammern gebildet wird, liegen der Beginn der Verschwelung und die Anfänge der Gas- und Urteerentwicklung vor allem an den Außenflächen und langsam eindringend ins Innere der Formlinge. Besteht die Schwelzone aus mehreren Kammern, so liegt also am Ende der letzten Kammer eine Temperatur von etwa 400° C vor (Kaltvergasung).In the smoldering zone provided according to the invention, which preferably consists of two chambers are formed, the beginning of the smoldering and the beginning of the Development of gas and tar, especially on the outer surfaces and slowly penetrating inside the moldings. If the smoldering zone consists of several chambers, it is located so at the end of the last chamber a temperature of about 400 ° C (cold gasification).

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung erstreckt sich die anschließende Ausgleichszone auf vier Kammern, wobei die Temperatur am Ende der vierten Kammer etwa 600° C erreicht. In der Ausgleichszone spielt sich vorwiegend die Verschwelung des Brennstoffes in den Formlingen und die teilweise Verbrennung der Schwelprodukte ab. Die Schwelung in der Ausgleichszone muß in zeitlich gestrecktem Verlauf erfolgen, um dem Formling Zeit zu geben, gleichmäßig auch aus den inneren Schichten heraus die vergasbaren Stoffe abzugeben. Es soll sich also in dieser Zone ein Ausgleich des Gehaltes an brennbaren Stoffen von außen nach innen her im Formling vollziehen. Die Schwelung in der Ausgleichszone darf nicht beschleunigt, sondern muß gestreckt werden, um Gasaufblähungen und Kernschwärze im Stein zu verhindern.According to a special feature of the invention, the following extends Equalization zone on four chambers, with the temperature at the end of the fourth chamber reached about 600 ° C. The smoldering predominantly takes place in the compensation zone of the fuel in the moldings and the partial combustion of the smoldering products away. The smoldering in the compensation zone must take place over time, to give the molding time, even from the inner layers to give up the gasifiable substances. So there should be a balance in this zone the content of flammable substances from the outside to the inside in the molding. The swelling in the compensation zone must not be accelerated, but rather stretched to prevent gas bloating and blackening in the stone.

Aus der Technik der Kohlenwäsche ergibt sich, daß die Kohlegehalte der Waschberge übergangslos sehr stark wechseln können, so daß Formlinge mit hohem und mit niedrigerem Kohlegehalt nebeneinander im Ofen liegen können. Auch dieser wechselnde Kohlenstoffgehalt des Rohstoffes soll in dieser Zone ausgeglichen werden.From the technology of coal washing it follows that the coal content the wash mountains can change seamlessly very strongly, so that moldings with high and with a lower coal content can be placed next to each other in the furnace. Also this one Changing carbon content of the raw material should be compensated in this zone.

Die Schwelung in zeitlich gestrecktem Verlauf ist also nötig, um einmal den Ausgleich des Kohlegehaltes zwischen Oberfläche und Kern des Steines stattfinden zu lassen und zum anderen die unterschiedlichen Brennstoffgehalte der einzelnen Formlinge auszugleichen. In der Endkammer der Ausgleichszone ist die Urteerentwicklung beendet und die Hochtemperaturverkokung beginnt.The smoldering over time is therefore necessary to once the equalization of the carbon content between the surface and the core of the stone take place to leave and on the other hand the different fuel contents of the individual To compensate for briquettes. The primordial tar development is in the end chamber of the compensation zone ends and the high-temperature coking begins.

Die übliche Vorfeuerzone kann auf zwei Kammern mit einem Temperaturbereich etwa zwischen 600 und 800'° C ausgelegt sein. In dieser Zone spielt sich hauptsächlich die Hochtemperaturverkokung mit gesteigerter Bildung von Gas und Hochtemperaturkoks ab, mit der auch eine Benzolbildung einhergeht.The usual pre-firing zone can have two chambers with a temperature range be designed approximately between 600 and 800 ° C. This zone mainly plays high-temperature coking with increased formation of gas and high-temperature coke with which benzene is also formed.

Die Hauptfeuerzone (Garfeuer) erfaßt das Temperaturintervall etwa zwischen 800 und 1000° C. Am Ende dieser Zone hört die Gasentwicklung auf, und die völlige Verbrennung der Restgase und des Restkokses erfolgt. Sollten die brennbaren Reste der mitgeführten Brennstoffe für das Garfeuer nicht ausreichen, dann ist in dieser Zone gegebenenfalls zusätzlich Kohle zu schütten. Der Temperaturablauf in den Kammern der Kühlzone entspricht demjenigen der bekannten Brennverfahren, da der inzwischen kohlefreie und gargebrannte Stein lediglich der Kühlung unterworfen wird.The main fire zone (cooking fire) covers the temperature interval for example between 800 and 1000 ° C. At the end of this zone the evolution of gas stops and the complete combustion of the residual gases and the residual coke takes place. Should the flammable Remnants of the fuel you have carried with you are not sufficient for the cooking fire, then in to pour additional coal into this zone if necessary. The temperature sequence in the chambers of the cooling zone corresponds to that of the known combustion process, since the now coal-free and cooked stone is only subjected to cooling will.

Um die Oxydationsvorgänge zu beherrschen, wird der Luftstrom aus zwei Richtungen im Gegenstromverfahren dem Ofen so zugeführt, daß einmal die von der Kühlzone her zur Verfügung stehende Luft zur Verbrennung in der Hauptfeuer- und Vorfeuerzone verwendet wird, während andererseits über die erste Kammer der Ausgleichszone ein weiterer Luftstrom zugeführt wird, der für die Verbrennung in der Ausgleichszone ausreicht und auch der Vorfeuerzone noch weitere Luft zuführt.In order to control the oxidation processes, the air flow is made up of two Directions in the countercurrent process fed to the furnace so that once the Air available for combustion in the main fire and cooling zone Prefire zone is used, while on the other hand via the first chamber of the compensation zone Another air stream is fed in for the combustion in the equalization zone is sufficient and also supplies more air to the pre-firing zone.

Zur Regelung der Luftzufuhr und damit der Temperatursteuerung bedient man sich besonderer Asbestschieber, die mindestens Temperaturen von 400° C aushalten müssen. Ferner werden zwischen den Asbestschiebern und dem Inhalt der nächsten Kammer Zwischenräume frei gelassen und Spalten in der Vermauerung der Ofentüren ausgespart, die bei Bedarf mit Asbestpapier vorübergehend abgedichtet werden können. Darüber hinaus erfolgt die Zuführung der Luft durch Einstellung der Rauchgasventile und Öffnen (ganz oder teilweise) der Schüttlochdeckel. Zusätzlich kann noch Luft durch die Türspalten vermittels Ventilatoren oder anderer geeigneter Einrichtungen zugeführt werden.Used to regulate the air supply and thus the temperature control special asbestos sliders that can withstand temperatures of at least 400 ° C have to. Furthermore, between the asbestos slider and the contents of the next chamber Gaps left free and gaps left out in the brickwork of the oven doors, which can be temporarily sealed with asbestos paper if necessary. About that In addition, the air is supplied by adjusting the flue gas valves and Open (fully or partially) the pouring hole cover. In addition, air can still pass through the door gaps are supplied by means of fans or other suitable devices will.

Diese Maßnahmen ermöglichen eine große Variationsbreite der Luftzuführung, die von völliger Abdichtung einer Kammer bis zur Zuführung eines hohen Luftüberschusses reicht.These measures allow the air supply to be varied widely, ranging from the complete sealing of a chamber to the supply of a large excess of air enough.

Als Werkstoff für die erfindungsgemäß vorgesehenen Schieber, welche die Unterteilung des Schwelbereiches in zwei Zonen bewirken, eignet sich besonders ein temperaturbeständiges Asbestpapier aus Chrysotil, das bis 400° C an Reißfestigkeit gewinnt, während darüber hinaus die Reißfestigkeit langsam abnimmt. In weiterer Ausbildung der Erfindung wird beim reihenweisen Einsetzen der Formlinge zur Luftisolation und zum Abreißen des Asbestschiebers, der ja von selbst nicht verbrennt, zwischen Schieber und Inhalt der nächsten Kammer eine Reihe frei gelassen, die mit dem entsprechenden Zwischenraum der nächsten Kammer durch zwei Längsschlitze verbunden ist.As a material for the slide provided according to the invention, which effect the subdivision of the smoldering area into two zones is particularly suitable a temperature-resistant asbestos paper made of chrysotile that is tear-resistant up to 400 ° C gains, while in addition the tear strength slowly decreases. In further The embodiment of the invention is used for air insulation when the moldings are inserted in rows and to tear off the asbestos slide, which does not burn by itself, between The slide and contents of the next chamber leave a row free, which corresponds to the corresponding one The space between the next chamber is connected by two longitudinal slots.

Um die Zufuhr von Frischluft als Kühlmittel für den Schieber und als Oxydationsluft zu vermehren, wird im Bereich der frei gelassenen Reihe die Vermauerung der Ofentür mit einer oder gegebenenfalls mehreren Spalten ausgespart. Zahl und Größe der Spalten richten sich nach dem Kohlegehalt der eingesetzten Formlinge und machen auch das Abreißen der Asbestschieber von außen her möglich. Die Spalten werden erst nach dem Entfernen der Schieber zugemauert.To the supply of fresh air as a coolant for the slide and as To increase the oxygenation air, the walling up in the area of the row left free the oven door with one or, if necessary, several gaps. Number and The size of the gaps depends on the carbon content of the moldings used and also make it possible to tear off the asbestos slider from the outside. The columns are bricked up only after removing the slider.

Je nach der Menge des Brennstoffgehaltes der Formlinge kann durch die Türspalten zusätzlich Frischluft für die Kühlung oder Verbrennung mit Hilfe mechanischer Einrichtungen eingeblasen werden.Depending on the amount of fuel content of the briquettes can through the door gaps also use fresh air for cooling or combustion mechanical devices are blown in.

Um den Brennstoff und den Tonschiefer im Formling homogen zu verteilen, ist es notwendig, das einzusetzende Gut auf eine Korngröße im wesentlichen unter 0,5 mm zu zerkleinern. Diese Maßnahme bewirkt auch eine dichtere Sinterung der Steine, da die karbonischen Tonschiefer im allgemeinen nur niedrige Sinterungstemperaturen, die etwa bei 1000° C liegen, haben.In order to distribute the fuel and the slate homogeneously in the molding, it is necessary to reduce the material to be used to a grain size substantially below To shred 0.5 mm. This measure also causes a denser sintering of the stones, since the carbonic slates are generally low Sintering temperatures, which are around 1000 ° C.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Brennen von Formlingen hohen Brennstoffgehaltes in Ringöfen der Hofmann-Bauart, gekennzeichnet durch die Unterteilung des Schwelbereiches durch Asbestschieber in zwei Zonen, und zwar derart, daß die erste Zone bis zur Austreibung des Großteils der niedrigsiedenden, brennbaren Bestandteile reicht (Schwelzone), während in der zweiten Stufe die übrige Schwelung in zeitlich gestrecktem Verlauf stattfindet (Ausgleichszone), und durch die Zufuhr der in der Feuerzone benötigten Luft sowohl über die Kühlzone als auch über die Ausgleichszone. PATENT CLAIMS: 1. Process for burning moldings with a high fuel content in ring ovens of the Hofmann type, characterized by the subdivision of the smoldering area by asbestos slide in two zones, in such a way that the first zone up to Expulsion of the majority of the low-boiling, combustible components is enough (smoldering zone), while in the second stage the rest of the smoldering is extended over time takes place (compensation zone), and by supplying the required in the fire zone Air both over the cooling zone and over the equalization zone. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Waschbergen die eingesetzten Formlinge aus einem Gut gebildet werden, dessen Korngröße im wesentlichen unter 0,5 mm liegt. 2. Procedure according to Claim 1, characterized in that when using washing mountains the used Moldings are formed from a good, the grain size of which is essentially below 0.5 mm. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim reihenweisen Einsetzen der Formlinge in die Kammern zur Luftisolation zwischen Schieber und dem Inhalt der nächsten Kammer ein Zwischenraum frei gelassen wird, der mit dem entsprechenden Zwischenraum der nächsten Kammer durch Längsschlitze verbunden wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that when Row-wise insertion of the briquettes into the chambers for air insulation between the slide and a space is left free for the contents of the next chamber, which with connected to the corresponding space in the next chamber by longitudinal slots will. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des frei gelassenen Zwischenraums bei der Vermauerung der Ofentür Türspalten frei gelassen werden, die nach Entfernen der Asbestschieber zugemauert werden. 4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that in the area of the space left free when the furnace door was bricked up which are bricked up after removing the asbestos slider. 5. Verfahren nach einem oder allen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise durch die Spalten der Anfangskammer der Ausgleichszone Frischluft zugeführt, gegebenenfalls mittels geeigneter Vorrichtungen eingeblasen wird. 5. Procedure according to one or all of the preceding claims, characterized in that Fresh air is preferably supplied to the compensation zone through the gaps in the initial chamber, if necessary, is blown in by means of suitable devices. 6. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwelzone aus mindestens zwei Kammern gebildet wird. 6. Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the smoldering zone is formed from at least two chambers. 7. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach einem der Anspruchs 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichszone aus vier Kammern gebildet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 1037 945, 813 677, 403 630, 212495.7. Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the compensation zone is formed from four chambers. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 1037 945, 813 677, 403 630, 212495.
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