DE1181613B - Verfahren und Schachtofen zur Entsaeuerung von Karbonaten, insbesondere von Kalkstein und Dolomit - Google Patents

Description

• Verfahren und Schachtofen zur Entsäuerung von Karbonaten, insbesondere von Kalkstein und Dolomit Beim Brennen von Karbonaten, z. B. von Kalkstein, im Schachtofen wird üblicherweise die Verbrennung des Brennstoffes über eine verhältnismäßig große Höhe des Schachtes verteilt, wobei der Entsäuerungsfortschritb sich parallel zu dieser Abbrandhöhe einstellt. Bei festen Brennstoffen kann durch Wahl der Stückgrößen und bei flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen durch Zufuhr des Brennstoffes in mehreren übereinanderliegenden Brennerebenen ein mildes Wärmeangebot erreicht werden.
• Der Kalk ist dabei in Gefahr, uneinheitlich zu werden und z. B. von Hartbrand außen zu ungebranntem Kalkstein innen überzugehen. -Mit Rücksicht auf die vielfach bestehende Forderung nach ausreichender Reaktionsfähigkeit des Kalkes ist die Kubikmeterleistung darauf eingestellter Öfen beschränkt.
• Ziel der Erfindung ist, große Kubikmeterleistungen und reaktionsfähigen Kalk unter Vermeidung von Hartbrand und Ungebranntem (Möpse) zu erzielen. Weiterhin soll eine Eindämmung an Verlustwärme in Abgas und Strahlung erfolgen.
• Erfindungsgemäß soll zum Entsäuern von Karbonaten, insbesondere Kalkstein, dem Brenngut im Gegenstrom in einer praktisch nur dem Aufheizen dienenden Zone die zur Erreichung der Brenntemperatur notwendige Wärme und darüber hinaus ein wesentlicher Teil der Entsäuerungswärme zugeführt werden, und zwar bis in das Innere des Karbonatkornes durchgreifend. Es hat sich gezeigt, daß dies möglich ist, bevor sich eine wärmedämmende Schicht von entsäuertem Material an der Oberfläche des Brenngutkornes bildet, wobei das Eindringen der Wärme in das karbonatische Korn in um so kürzerer Zeit möglich ist, je höher die angebotene Temperatur ist. Von einer bestimmten Steinkorngröße abwärts kann in kurzer Zeit und bei hohen Temperaturen sogar so viel Wärme zugeführt werden, wie zur vollständigen Entsäuerung erforderlich ist. Solche Temperaturen werden in der Regel über 1350° C liegen, wobei es erwünscht ist, die untere Grenztemperatur weit zu überschreiten, so daß z. B. bevorzugt Temperaturen von 1500 bis 1600° C in Frage kommen. Aus dieser Hochtemperaturzone wird das Brenngut nach möglichst kurzer Verweilzeit in die Entsäuerungszone übergeführt, in der - vornehmlich durch die Entsäuerungsarbeit - Temperaturen unterhalb 1350° C entstehen. Eine Wiedererhöhung der Temperatur über 1350° C wird vermieden, es kann jedoch die zur vollständigen Entsäuerung etwa noch notwendige Wärme zugeführt werden. Die für diese Wärmezufuhr notwendigen Heizgase werden in Querstrom und Gegenstrom zugeführt.
• Die Verweilzeit des Brenngutes in dieser Zone ist gemäß der niedrigeren Temperaturen entsprechend länger zu bemessen.
• An die Entsäuerungszone schließt sich unten die Kühlzone an. Hier wird die Verbrennungsluft eingeführt und mit der Abwärme des Brenngutes vorgeheizt. Die Aufteilung der Flächen von Aufheizschacht- und Entsäuerungsschachtteil können so aufeinander abgestimmt werden, daß die Verweilzeiten des Brenngutes in den beiden Zonen ein gewünschtes, von der Korngröße des Brenngutes abhängiges Verhältnis besitzen.
• Aufheizzone und Entsäuerungszone haben bei verschiedenen Temperaturprofilen unterschiedlichen Wärmebedarf, der eine entsprechende Brennstoffmenge verlangt. Es ist deshalb erforderlich, die aus der Kühlzone austretende vorgewärmte Luft entsprechend aufzuteilen. Dies soll in der Weise geschehen, daß man an der Systemgrenze von Kühl-und Entsäuerungszone Steuerorgane, z. B. Schieber, vorsieht, die die Luft für die Aufheizzone freigeben. Diese Luft wird unter Umgehung der Entsäuerungszone am unteren Ende der Aufheizzone derselben direkt zugeführt. Die übrige Luft steigt in die Entsäuerungszone hoch und wird zur Deckung des entsprechenden Wärmebedarfs dort verbraucht. Man kann aber auch die gesamte aus der Kühlzone austretende Verbrennungsluft in den Entsäuerungsschachtteil eintreten lassen, dort einen Teil zur Erzeugung der für die Restentsäuerung notwendigen Wärmemenge verbrauchen und die übrige Luft dem daran anschließenden Aufheizschacht zur weiteren Verbrennung zuführen. Es ist bei diesem Ofensystem auch unwesentlich, ob man mit Saugzug oder mit Druckluft arbeitet. Als Brennstoff kann sowohl fester Brennstoff, z. B. Koks, als auch Gas oder Öl, aber auch eine Kombination dieser Brennstoffarten getrennt für die Aufheiz- und die Entsäuerungszone verwendet werden.
• Wird fester Brennstoff, z. B. Koks, in der Aufheizzone verwendet, so wird dieser in inniger Mischung mit dem Brenngut aufgegeben. Wird öl oder Gas in dieser Zone verwendet, so werden diese Brennstoffe am unteren Ende dieser Zone eingeblasen. Der Entsäuerungszone werden vorteilhaft und in bekannter Weise die Brennstoffe in verschiedenen Ebenen auf dem gesamten Umfang des Schachtes zugeführt. Man kann festen Brennstoff aber auch am oberen Ende der Entsäuerungszone dosiert zugeben. Die flüssigen und gasförmigen Brennstoffe führt man zweckmäßig in verschiedene Ebenen ein. Vorteilhaft steuert man das im gesamten Ofensystem niedersinkende Gut nur von einer Stelle aus, d. h. vom Austrag am Ende der Kühlzone.
• Zur Durchführung des Verfahrens wird zweckmäßig ein Ofen verwendet, der oben einen engen Aufheizschacht mit geschlossener Fläche und daran anschließend einen mit wesentlich größerer Fläche ausgestatteten ringförmigen Entsäuerungsschacht besitzt. Der enge Schacht hat den Vorteil, daß konzentriert große Wärmemengen und hohe Temperaturen erzeugt werden können und daß das Brenngut dort hohe Durchlaufgeschwindigkeiten erhalten kann, wobei zweckmäßig die bekannten Regeln, gleichmäßige und innige Mischungen von Brennstoff und Brenngut über die gesamte Fläche zu verteilen, eingehalten werden. Die im ringförmigen Schacht größere Fläche hat zur Folge, daß die Materialgeschwindigkeit entsprechend absinkt. Die ringförmige Ausbildung hat auch den weiteren Vorteil, daß die Schichtstärke im Querschnitt gering gehalten werden kann, so daß eine gute Durchgasung erfolgt. Das kann auch noch verstärkt werden durch Einführung von Brennstoff bzw. Luft von der äußeren und inneren Mantelfläche der Ringzone aus.
• An Hand der Zeichnung wird ein Schachtofen gemäß der vorliegendem Erfindung an sich und in seiner Betriebsweise erläutert. Der Schachtofen besteht aus der kreisförmigen Aufheizzone A, der ringförmigen Entsäuerungszone B und der ringförmigen Kühlzone C. Unter dem Gasabzug 1 sind Förderer 2 angeordnet, die das Ofengut in den Aufheizschacht 3 einwerfen können. Aus den Kopfdüsen 4 tritt die der Kühlzone bei 5 abgezogene anteilige Verbrennungsluft in den Aufheizschachtteil ein. Flüssige oder gasförmige Brennstoffe können über weitere Düsen 6 zugeführt werden.
• Fester Brennstoff kann aber auch wahlweise bei 2 mit dem Brenngut in den Aufheizschacht 3 eingeführt werden. Das hocherhitzte Brenngut tritt in die ringförmige Entsäuerungszone 6 ein. Flüssige oder gasförmige Brennstoffe werden zweckmäßig in mehreren Ebenen über die Ringleitung 7 und die Düsen 8 eingeführt.
• Feste Brennstoffe für die Entsäuerungszone können über senkrechte Einfüllstutzen 9 zugegeben werden, die um den Aufheizschacht angeordnet sind. Die Verbrennungsluft tritt in die Kühlzone über die Ringleitung 10 mit auf dem Umfang verteilten Stutzen 11 in die Kühlzone ein.
• Die Luft wird mit dem Ventilator 12 gefördert. Durch die Drosselklappen 13 wird die der Entsäuerungszone und der Aufheizzone zuzuteilende Verbrennungsluft gesteuert.
• Der drehbare und in seiner Geschwindigkeit steuerbare Austragsteller 14 bekannter Bauart wirft das Fertiggut in den Bunker 16, aus dem es über eine luftdichte Schleuse 17 auf das Transportband 18 geworfen wird. Der Innenraum des ringförmigen Schachtes ist über die Schleuse 19 begehbar.

Claims (7)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Entsäuern von Karbonaten, insbesondere Kalkstein, im Schachtofen, d a -durch gekennzeichnet, daß in der Aufheizungszone des Gutes die Behandlungstemperatur so hoch und die Behandlungsdauer so kurz bemessen wird, daß die Brenngutstücke bis in den Kern die Brenntemperatur erreichen, bevor an ihrem Umfang entsäuerte Schichten entstehen, und daß anschließend das Brenngut in der Entsäuerungszone bei niedriger Temperatur und längerer Behandlungsdauer zur Entsäuerung gebracht wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Entsäuerungszone weitere Wärme zugeführt wird und die Heizgase dabei im Querstrom und anschließend im Gegenstrom zugeführt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der an die Entsäuerungszone anschließenden Kühlzone austretende vorgewärmte Luft getrennt dem oberen Aufheizschachtteil im Verhältnis der jeweils zu erzeugenden Wärmemenge zugeführt wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte aus der Kühlzone austretende vorgewärmte Luft in den Entsäuerungsschachtteil eingeführt, dort ein Teil zur Erzeugung der für die Restentsäuerung notwendigen Wärmemenge verbraucht wird und die übrige Luft dem daran anschließenden Aufheizungsschachtteil zur weiteren Verbrennung zugeführt wird.
5. 5. Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen engen Aufheizschacht (3) mit geschlossener Fläche und einen daran anschließenden ringförmigen Entsäuerungsschacht (6) mit vergleichsweise größerer Fläche.
6. 6. Schachtofen nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen hohl ausgebildeten Kern im Ringschacht mit Zuführungsorganen für Brennstoff (7, 8) und Zuführungs- (4) bzw. Abführungsorganen (5) für Verbrennungsluft.
7. 7. Schachtofen nach einem der Ansprüche 5 und 6, gekennzeichnet durch ringförmig um den Aufheizungsschacht (3) angeordnete Einwurfschächte (9) für feste Brennstoffe.