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Feuerung zum Verbrennen ungereinigter Gichtgase Den Gegenstand der
vorliegenden Erfindung bildet eine Feuerung zum Verbrennen der Gichtgase eines Schachthofens
bei gleichzeitigem Ausscheiden geschmolzener, unverbrennlicher Feststoffteilchen
und Unterstützung der Verbrennung durch Anwendung einer Zusatzfeuerung, z. B. für
Kohlenstaub oder Öl.
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Es ist bekannt, ungereinigte Gichtgase in Drehrohröfen einzuleiten
und sie dort unter Zufuhr von Luft vollständig zu verbrennen. Die mitgeführten festen
Staubteilchen werden hierbei teils geschmolzen, teils in plastischen Zustand übergeführt
und vereinigen sich zu Rollkörpern, in welcher Form sie den Drehrohrofen verlassen.
Diese Öfen müssen von Zeit zu Zeit wieder abgekühlt werden, wobei der zum Abkühlen
erforderliche kalte Luftstrom im Ofen aufgeheizt wird und dann als Gebläsewind für
den Hochofen verwendet werden kann. Um ununterbrochen arbeiten zu können, benötigt
man zum Betrieb eines Hochofens mehrere Drehrohröfen, die abwechselnd erhitzt und
gekühlt werden.
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Es ist weiterhin bekannt, Feuerungen für Dampfkesselanlagen mit Gichtgas
zu betreiben. Das Lichtgas muß in diesem Fall voher abgekühlt und gereinigt werden.
Dabei geht die in ihm enthaltene fühlbare Wärme verloren.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Feuerung zu schaffen,
der die Lichtgase ungereinigt zugeführt werden und in welcher sie bei gleichzeitigem
Ausscheiden der mitgeführten unverbrennlichen Feststoffteilchen in ununterbrochenem
Betrieb verbrannt werden können.
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Nach der Erfindung wird die Verbrennung der Lichtgase in der Schmelzkammer
eines mit dem Schachtofen zu einer Gesamtanlage kombinierten Schmelzkammerkessels
vorgenommen, aus der die abgeschiedenen Feststoffteilchen in flüssiger Form abgezogen
werden. Da die im Lichtgas enthaltene fühlbare Wärme und die vom Lichtgas bei der
Verbrennung entwickelte Wärme zum Aufrechterhalten der Schmelztemperatur der Feststoffteilchen
im allgemeinen nicht ausreichen, ist zur Unterstützung der Verbrennung eine mit
Kohlenstaub oder Öl betriebene Zusatzfeuerung vorgesehen.
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Diese Feuerungsbauart bietet den Vorteil, daß die seither für unumgänglich
gehaltene Grob- und Feinreinigung entfallen kann. Das Gas gelangt also ungereinigt
und mit noch hoher Temperatur in die Schmelzkammer. Dabei wird die Trennung des
Lichtgases von den mitgeführten Feststoffteilchen in die Schmelzkammer selbst verlegt
und der durch die früher übliche Reinigung bedingte große Wärmeverlust vermieden.
Eine weitere Verbesserung der Wärmebilanz kann dadurch erreicht werden, däß die
Verbrennungsluft über die bei Schmelzkesseln übliche Temperatur von etwa 450° C
vorgewärmt wird.
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Beim Verbrennen von Kohlenstaub in Anwesenheit von Erzstäuben in einer
Schmelzkammer hat sich ferner gezeigt, daß die Schmelzflüssigkeit der Schlacke ungünstig
beeinflußt wird. Die Schlacke wird in diesem Fall dickflüssig, und es kann der Fall
eintreten, daß sie die Abflußöffnung vollkommen verstopft. Diese nachteilige Beeinflussung
der Schmelzfähigkeit der Schlacke läßt jedoch wieder nach bei höheren Prozentsätzen
des Erzgehaltes. Auf Grund dieser Erkenntnis ist vom Erfinder weiterhin vorgeschlagen
worden, die Schmelzkammer mit Einrichtungen zu versehen, durch welche zusätzlich
Erzstaub in die Schmelzkammer eingeführt werden kann.
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Man kann somit bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Feuerung Schachtofengase
verschiedener Zusammensetzung und mit verschiedenem Feststoffgehalt in einem Schmelzkammerkessel
so verbrennen, daß der Feststoffgehalt in schmelzflüssiger Form aus der Schmelzfeuerung
abgeführt werden kann.
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Bisher waren die wesentlichen Maßnahmen bei der Konstruktion und Betriebsführung
eines Schachtofens darauf abgestellt, ein möglichst staubarmes Lichtgas zu gewinnen.
Die Leistung bei den meisten bekannten Öfen ist begrenzt durch den bei einer Erhöhung
der Leistung auftretenden hohen Staubgehalt des Lichtgases, der die Staubabscheidungsorgane
hinter dem Ofen belastet und das Problem der Gichtgasverwertung aufwirft. Demgegenüber
ist es ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Feuerung, daß die als Schmelzkammerfeuerung
ausgebildete und dem Schachtofen nachgeschaltete
Feuerung sogar
sehr hohe Staubgehalte, wie sie im Verbrennungsgas z. B. bei der Verbrennung einer
Ballastkohle mit 40 bis 50% Asche auftreten, durch Einschmelzen in der Schmelzkammer
bewältigt. überraschenderweise hat sich sogar herausgestellt, daß die erfindungsgemäße
Feuerung bei geringerem Staubgehalt ungünstiger arbeitet als bei höherem Staubgehalt.
Es ist deshalb vorteilhaft, die Feuerung ohne Zwischenschaltung irgendwelcher Entstaubungsorgane
unmittelbar hinter den Schachtofen zu schalten. Bei der Erfindung hat die Schmelzkammerfeuerung
zugleich die Funktion einer Gichtstaubgewinnungseinrichtung. Der Gichtstaub wird
nämlich, soweit er nicht aus Brennstoff besteht und - ein weiterer Vorteil - in
der Schmelzkammer verbrannt wird, in der Schmelzkammer in flüssige Form übergeführt
und flüssig aus der Schmelzkammer abgezogen. Die flüssige Schmelze kann bei der
Abkühlung in Stückform übergeführt und dem Möller des Schachtofens wieder beigegeben
werden. Die Überführung in Stückform kann mittels einer Granuliervorrichtung durch
Granulieren in Wasser erfolgen; man kann aber auch eine Abkühlung durch längeres
Erstarrenlassen in größeren Platten oder Stücken vornehmen, die nachher auf die
für den Schachtofen erforderliche Größe gebrochen werden.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht in der Verwendung
der Schmelzkammer zum Einschmelzen von Erzstaub. Bekanntlich lassen sich Schachtöfen
mit staubförmigen Rohstoffen, insbesondere mit staubförmigen Erzen nur sehr schwer
betreiben; es darf jedenfalls ein verhältnismäßig geringer Staubgehalt im Möller
nicht überschritten werden. Vielmehr ist bei hohem Staubgehalt im Möller die Leistung
des Schachtofens durch die Notwendigkeit des Einhaltens einer geringen Gasgeschwindigkeit
an der Gicht herabgesetzt. Da viele Eisenerze bei der Gewinnung überwiegend staubförmig
anfallen oder einen höheren Staubgehalt aufweisen als ihn der Schachtofen vertragen
kann, war man bisher gezwungen, mit erheblichem zusätzlichem Aufwand durch Sintern,
Pelletisieren oder Brikettieren für ein Zusammenbacken des Feinerzes zu Stücken
zu sorgen. Es ist ein Vorteil der erfindungsgemäßen Feuerung, daß man das Feinerz
in der Schmelzkammer eines Dampfkessels in flüssige Form überführen und aus der
Schmelze in einfacher Weise ein stückiges Produkt gewinnen kann, das man dem Möller
des Schachtofens beizufügen vermag. Bei überwie-end staubförmigen Erzen ist es vorteilhaft,
diese direkt zum Einschmelzen in die Schmelzkammer einzublasen.
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Um den Schmelzeffekt in der Schmelzkammer auch bei hohen Staubgehalten
und bei relativ niedriger Gichtgaswärme zu erzielen, ist es unter Umständen erforderlich,
die Verbrennungstemperatur in der Schmelzkammer zu steigern. Dies kann erfolgen
durch Erhöhung der Temperatur der Verbrennungsluft auf beispielsweise 450 bis 500°
C, also über die üblicherweise angewandte Lufttemperatur hinaus. In einem solchen
Fall wird dem gewöhnlichen Luftvorwärmer des Kessels ein Röhrenlufterhitzer nachgeschaltet,
wobei man nicht nur die Verbrennungsluft für die Schmelzkammer, sondern auch den
Wind für den Schachtofen im Röhrenlufterhitzer aufheizen kann.
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Bei hochschmelzendem Erzstaub gibt man vorteilhafterweise in die Schmelzkammer
Flußmittel zu, die eine niedrigere Schmelztemperatur ergeben, z. B. Ca0 oder Si0."
je nach der Zusammensetzung der Schmelze.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt.
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Es bezeichnet 1 den Schachtofen mit der Windzuführung 2 und
der Begichtungseinrichtung 3. Mit 4
sind die Zuführungsleitungen des
Gichtgases zum Dampfkessel bezeichnet. 5 ist die Schmelzkammer des Kessels mit den
Brennern 6 für die Zusatzfeuerung. Die Schmelzkammer 5 ist mit Verdampferrohren
ausgekleidet, die mit einer Schutzmasse, z. B. Schamotte, überzogen sind. Am unteren
Ende der Schmelzkammer 5 ist ein Auslaß 7 vorgesehen für die in der Schmelzkammer
gewonnene Schmelze. Der Schmelzkammer 5 sind nachgeschaltet ein überhitzer 8 und
der Röhrenlufterhitzer 9 für die Erhitzung des Schachtofenwindes. Weiterhin sind
in den Rauchgaswegen bei fallender Temperatur eingeschaltet ein Vorüberhitzer
10, ein Stahleconomiser 11, ein Gußeconomiser 12 und ein Luftvorwärmer
(Luvo) 13 für die Vorwärmung der Verbrennungsluft der Schmelzkammer und die
Vorerhitzung des Schachtofenwindes.