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Verfahren zur Verbesserung des Brennens von Portlandzementklinker
oder Kalk aus einem zu Granalien verformten, innigen Gemisch von feingemahlenem
Rohgut und feingemahlenem Brennstoff in einem Brennofen, insbesondere Schachtofen,
auf der Grundlage der Reaktionsfähigkeit des Brennstoffes mit dem CO, der
Karbonate Gemäß der Lehre des deutschen Patents 1028 487 werden die endothermen
Vorgänge der bei der Reduktion von Kohlendioxyd durch Kohlenstoff nach der dem Boudouard-Gleichgewicht
zugrunde liegenden Gleichung COz+C-Z- 2C0 dazu herangezogen, ein Schachtofenverfahren
für die Erzeugung von Branntkalk und Portlandklinker zu schaffen, das besonders
gut geeignet ist, den stark kohlenstoffhaltigen Brennstoff von Schachtöfen auch
in der sauerstofffreien oder sauerstoffarmen Atmosphäre im Granalieninneren in die
besonders reaktionsfähige Gasform, also in Kohlenmonoxid überzuführen. Der wesentlichste
Teil des nach Boudouard zu CO zu reduzierenden CO z stammt aus den Karbonaten des
Ca und Mg des Kalkmehles oder Portlandzement-Rohmehles.
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Der Brennstoff, der in an sich bekannter Weise aus Steinkohlen und
anderen Koksen, aber auch aus gasarmer natürlicher Kohle besteht, wird nach diesem
Verfahren gemeinsam mit den Kalken bzw. den bekannten mineralischen Portlandzement-Rohstoffen
vermahlen. Es resultiert ein durch den Brennstoff besonders stark dunkel gefärbtes
Rohmehl, das Anlaß dazu gab, diesem Verfahren den Namen »Schwarzmehlverfahren« zu
verleihen.
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Der Kernpunkt des »Schwarzmehlverfahrens« nach dem deutschen Patent
1028 487 liegt in der Vergrößerung der Oberfläche des Brennstoffes, die letzterem
Gelegenheit bietet, bei genügend hoher Temperatur nach der Boudouardschen Reaktionsgleichung
mit dem aus der Dekarbonisierung der Karbonate stammenden CO., die bereits
bei etwa 500° C schwach einsetzt, unter CO-Bildung sehr viel intensiver zu reagieren,
als es bei dem früher üblichen Brennstoffgrus von beispielsweise etwa 0 bis 7 mm
Korngröße möglich war.
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Die Brennstoffvergasung im Inneren der einzelnen Schachtofengranalien
ist durch die überaus starke Oberflächenvergrößerung des Brennstoffes also sehr
erleichtert und kann dort durch Luftsauerstoffmangel nicht behindert werden. Es
bildet sich das bekanntlich gut zünd- und sehr reaktionsfähige gasförmige CO, das
in der mit hoher Geschwindigkeit strömenden (Druck-) Luft in den zahllosen Kanälen
des Haufwerkes der Schachtofengranalien äußerst rasch zum Endprodukt CO z verbrennt,
wo immer es von Luftsauerstoff erreicht wird.
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Die nach dem Schwarzmehlverfahren entstehenden Klinkergranalien sind
von ganz besonders porösem, deutlich schalenartigem, also auch gut gasdurchlässigem
Aufbau.
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Die erhöhte Gasdurchlässigkeit bewirkt, von anderen Vorteile bringenden
Umständen abgesehen, eine raschere Verbrennung aller Zwischenprodukte der Verbrennung
und eine raschere Übertragung der entstandenen Wärmeenergie auf die im Falle der
Portlandklinkererzeugnisse zu sinternden Granalien bzw. auf die »weich« zu brennenden
Kalkgranalien von reinen Kalkschachtöfen.
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Aus diesen günstigen physikalischen und chemischen Verhältnissen ergibt
sich mit Regelmäßigkeit eine Leistungssteigerung der nach dem »Schwarzmehlverfahren«
betriebenen Schachtöfen gegenüber den vorher gebräuchlichen. Sie wird von einer
Minderung des Brennstoffverbrauchs begleitet, was technisch und wirtschaftlich von
sehr hoher Bedeutung ist.
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Bei richtiger Brennstoffdosierung bilden sich aus Portlandofenmehl
kleinere Klinkeraggregate, die die ursprüngliche Granalienform noch gut erkennen
lassen. Sie neigen bei stark sinterfähigem Brenngut nur verhältnismäßig wenig zum
Zusammenbacken. Eine den Brennvorgang im Portland-Schachtofen störende »Klinkerstock«-Bildung
tritt nach seit über einem Jahrzehnt vorliegenden Betriebserfahrungen
nicht
ein. Das stellt einen ganz besonders großen technischen und wirtschaftlichen Vorteil
dar.
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Da der Schwarzmehlklinker also nicht zur Bildung von größeren Klinkerzusammenballungen
führt, bleibt auch der vollgesinterte Klinker, in dem alle Klinkermineralien zu
vollständiger Ausbildung gelangt sind, beweglich und unter Umständen rieselfähig.
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Durch bewährte und neuartige, sehr robuste Drehrostkonstruktionen,
deren Prinzip in verwandten Industrien bereits Anwendung fand, wird vor allem verhindert,
daß das Austraggut des Schachtofens frei und ungehemmt aus ihm gleitet. Diese in
der deutschen Patentschrift 1124 864 (aus dem Jahre 1954) beschriebenen Rostkonstruktionen
sind in der Lage, den Klinker, wenn dies gelegentlich einmal erforderlich ist, zu
zerkleinern und ihn in zeitlich einstellbarer Menge aus dem Schachofen auszutragen.
Sie ermöglichen aber auch eine gleichmäßige, für eine vollständige Verbrennung sehr
wichtige Verteilung der Luft über den ganzen Schachtofenquerschnitt.
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Durch die Anwendung solcher Drehroste ist es erstmals gelungen, den
durch das »Schwarzmehlverfahren« erzeugten Klinker fast ideal gleichmäßig vom Schachofen
abzuziehen und dadurch zu erreichen, daß die Sinterzone im Schachtofen auf einen
verhältnismäßig kurzen (zylindrischen) Raum zusammenrückt und bei dem leicht erreichbaren
guten Gang des Schachtofens stets an ihrem der Wärmewirtschaftlichkeit und den Bedienungsmaßnahmen
des Brenners entsprechenden bestimmten Platz bleibt. Ein schädliches Zerreißen der
Brennzone, die früher bei Anwendung von gasarmen Brennstoffen in Grusform häufig
genug vorkam, tritt beim Betrieb des Schachtofens nach dem Prinzip des Schwarzmehlverfahrens
praktisch nicht mehr ein.
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Das SChwarzmehlverfahren in Verbindung mit der Austragung durch einen
Drehrost nach der deutschen Patentschrift 1124 864 hat dazu geführt, daß
der erhaltene Betriebs-Portlandklinker nach Analysen von Durchschnittsproben trotz
des praktisch nicht völlig vermeidbaren Vorkommens von etwas CO im Gebiet über der
oberen Grenze hoher und höchster Temperaturen und stark fallender (Luft-) Sauerstoffgehalte
bei sorgfältiger Ofenführung und der Ofenmehlzusammensetzung genau angepaßter Brennstoffzugabe
kaum noch reduzierten Klinker liefert. Demgemäß finden sich kaum noch überbrannte
Klinkeraggregate, die Reduktionserscheinungen oder gar unter dem Vergrößerungsglas
erkennbare feinstgemahlene Brennstoffteilchen erkennen lassen. Auf diese Weise läßt
sich die gegenüber der früheren altbekannten Brennweise der Schachtöfen wesentlich
verbesserte Wärmewirtschaftlichkeit der nach dem Schwarzmehlverfahren betriebenen
Schachtöfen indirekt abschätzen.
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Gemäß »Schwarzmehl«-Patent 1028487 »Verfahren zum Herstellen von Granalien«,
Anspruch 2, soll die Kohle auf unter 1 mm geleint sein, um den Effekt einer vollständigen
Vergasung nach H a u e n -s c h i 1 d zu erreichen. In der Betriebspraxis wurde
das auf einfache Weise dadurch erreicht, daß Brennstoff und Rohmehl gemeinsam gemahlen
wurden.
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Die bisherigen Anlagen in Neuseeland, Japan, Österreich und der Bundesrepublik
Deutschland arbeiten nach dem Prinzip dieser gemeinsamen Mahlung. Der gewünschte
Effekt wurde dabei indessen nicht stets mit Sicherheit erzielt. In einem Falle zeigten
sich beim Wechsel der Brennstoffsorte im Kern der Granalien braune, reduzierte Zonen,
in einem anderen krassen Falle ließ sich ein normaler Brennbetrieb nur aufrechterhalten,
wenn das Schwarzmehlgemisch auf eine so hohe Feinheit gemahlen wurde, wie es bei
den betreffenden Rohstoffen an sich gar nicht nötig; gewesen wäre. Der Kostenaufwand
dafür wurde fast doppelt so hoch als ursprünglich notwendig. Aber auch dann waren
in diesem Falle noch braune, reduzierte Kernzonen zu finden.
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Die Erhitzung der einzelnen Granalien im Ofen schreitet von außen
nach innen sehr rasch fort. Dabei können zwischen den Außenschichten und dem Innern
Temperaturdifferenzen von 100° C und mehr auftreten. Ein reaktionsträger Brennstoff,
der erst oberhalb starker Dissoziation von CaCOs zündet, wird naturgemäß das zur
Reaktion benötigte CO., nicht aus den unmittelbar benachbarten CaCO,;-Körnern entnehmen
können; denn diese sind bereits entsäuert. Die Kohle der Randschichten ist also
auf das C02 angewiesen, welches aus dem noch weniger hoch erhitzten Innern der Granalien
nach außen strömt. Ist die Granalie bis zum Kern vollständig entsäuert, so ist der
Brennstoff in allen übrigen Granalienschichten bereits vergast. Im Kern jedoch bleibt
eine Restzone, deren Brennstoffteilchen kein C02 mehr zur Reaktion nach der Boudouard-Gleichung
zur Verfügung steht.
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Im Kern müssen also noch Reduktionen, insbesondere der Eisenverbindungen,
durch den verbliebenen Brennstoff eintreten.
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Die unvollständige Vergasung stellt eine Brennstoffvergeudung dar.
Besonders nachteilig wirken sich die Reduktionserscheinungen auf die Zementqualität
aus. E. W o e r m a n n (»The Decomposition of Alite in technical Portland Cement
Clinker«, IV. International Symposium of Cement Chemistry, Washington 1960) hat
nachgewiesen, daß sie den Zerfall von bereits gebildetem C.S in C2S und freien Kalk
bewirken. Solcher C2S-haltige Zement hat nicht nur schlechte Anfangsfestigkeiten.
Der freie Kalk führt zudem zu einer Expansion (Kalktreiben). Es wurde deshalb nach
Möglichkeiten gesucht, das Reaktionsvermögen der verschiedenen Brennstoffe zu messen
und zu beeinflussen.
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Es ist bekannt, daß die Zündwilligkeit und Verbrennungsgeschwindigkeit
von gasarmen, insbesondere verkokten Brennstoffen, von der Vorgeschichte dieser
Brennstoffe, d. h. bei Holzkohle und Koksen von der Verkokungstemperatur und Verkokungsdauer
abhängt.
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Nach dem Buch von Jaques M e u n i e r, »Vergasung fester Brennstoffe
und oxydative Umwandlung von Kohlenwasserstoffen« (deutsche Übersetzung 1962, Weinheim/Bergstraße),
S.237, gehen Verbrennungsgeschwindigkeiten zu C02, Boudouard-und Wassergas-Reaktion
bei gleichen (gasarmen) Brenstoffproben im allgemeinen parallel. Jaques M e u n
i e r widmet dem praktisch so wichtigen »Begriff der Reaktionsfähigkeit von Brennstoffen«,
die nach seinen überzeugenden Angaben nur empirisch ermittelt werden kann, die Seiten
234 bis 242 seines Werkes.
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Da die Reaktionsfähigkeit von Brennstoffen von einer großen Anzahl
von Faktoren bestimmt wird, läßt sie sich nicht mit wissenschaftlicher Exaktheit
erfassen. Es gibt auf diesem für fast alle Industrien direkt und indirekt so wichtigen
Gebiet nur aus der
Praxis stammende Erfahrungsregeln, die mehr allgemeinen
Charakter tragen, z. B. hängt danach die Reaktionsfähigkeit verkokter Brennstoffe
von ihrem ursprünglichen Inkohlungsgrade, von ihrer überdies nur roh bestimmbaren
und beim Vergasungs- und Verbrennungsprozeß sich noch ändernden inneren Oberfläche
und von der Menge und der chemischen Zusammensetzung der Asche, die bekanntlich
sehr wechseln können, ab. Nach allen praktischen Erfahrungen und nach vergleichenden
Laborversuchen läßt also die bei der vollen Verbrennung, und, wie bereits erwähnt
- völlig gleichlaufend -, bei der Vergasung mit CO, oder H,0 erzielbare »Reaktionsfähigkeit«
von verschiedenen verkokten Brennstoffen wenigstens in dem Sinne überblickbar machen,
daß sich eine Reihe fallender »Reaktionsfähigkeit« bilden läßt, die von bei hohen
Temperaturen verkokter Holzkohle oder Torf- und Braunkohlenschwelkoks, Gaskoks,
Hüttenkoks zu Retorten- und Elektrodenkoks führt. In den Endteil dieser Reihe lassen
sich sinngemäß zunächst Anthrazit und schließlich auch Graphit einfügen, die bekanntlich
gasarme Naturprodukte sind.
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Diese Reihe hat nur generellen und damit orientierenden Charakter,
im Einzelfall gibt es wegen der Vielzahl der Einflüsse, die die Reaktionsfähigkeit
ihrer Brennstoffarten hervorrufen, steigern oder hemmen, viele Überschneidungen.
Infolgedessen bleibt nichts übrig, als Brennstoffe dieser Art unter möglichst genau
definierten Vergleichsbedingungen auf »Reaktionsfähigkeit« zu untersuchen.
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Die Methoden und das Schrifttum darüber sind reich. Es sei nur auf
(Teil-) Zusammenfassungen, die den Charakter von Hinweisen tragen, bei A. B r ü
c k -n er, »Untersuchungsverfahren für feste Brennstoffe« (München 1943), S. 220
bis 228, und auf »Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie« Bd. 10 (München/Berlin
1958), S. 362 bis 369, sowie den Artikeln »Contribution to the Combustion Mechanism
of Carbon« (E. W i c k e), 5. Symposium an Combustion, Pittsburgh 1954, Reinhold
Publ. Co., New York 1955, S. 245 bis 252 (29 Schrifttumsstellen enthaltend), darin
auch auf die Abschnitte »Increase of the Inner Surface of the Elektrode Carbon During
Gasification« und »True Activation Energies of 0z Gasification of Carbon« verwiesen.
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Aus der folgenden Tabelle I geht hervor, daß die Boudouard-Reaktion
schon unterhalb 900° C, also der Temperatur völliger Entsäuerung des CaCO@; ziemlich
vollständig verläuft.
| Tabelle I |
| Bei |
| 4500 C 600 11 C 650 0 C 700°
C 750' C 800° C 900° C 1.000° C |
| Volumprozent CO, . . . . . . 98 77 61,5 42,3 24,7 6,0
2,8 0,7 |
| Volumprozent CO ....... 2 23 38,5 57,7 75,3 94,0 97,2
99,3 |
Diese Tatsachen gelten natürlich auch für die C-Vergasung am Rand und im Innern
einer Schwarzmehlgranalie.
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Die Geschwindigkeit dieser Reaktion ist in der Granalie grundsätzlich
gesehen und, wie teilweise bereits ausgeführt wurde, nicht nur abhängig von der
Brennstoffart, sondern auch a) von der Größe der äußeren relativen Oberfläche der
Brennstoffkörner und damit von ihrer Mahlfeinheit und b) von seiner im Verlauf des
bei der hohen Temperatur nach entsprechenden Untersuchungen von A. D a h m e und
H. J. Junker (Brennstoff-Chemie, Nr. 13/14, 1955, S. 198) sich meist vergrößernden
inneren Oberfläche. Beim Schwarzmehlverfahren nach der deutschen Patentschrift
1028 487 wurde der gasarme Brennstoff bisher stets gemeinsam mit den vorgebrochenen
Portlandzement-Rohstoffen vermahlen, weil er auf diese Weise am wirtschaftlichsten
auf die geforderte Feinheit von unter 1 mm gebracht werden konnte.
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Es ist jedoch nicht nur die Mahlbarkeit der Brennstoffe verschieden
von der des Rohmehles, sondern vor allem deren Raumgewicht und spezifisches Gewicht.
Das führt dazu, daß der Windsichter, der im Kreislauf mit den Mühlen geschaltet
ist, für Brennstoffe eine andere Trenngrenze besitzt als für Kalkstein und Portlandzement-Rohstoffe.
Er liefert im Feingut gröbere Brennstoffkörner als Kalksteinkörner. Besonders kraß
tritt dies bei porösen Koksen auf, die dazu oft gleichzeitig eine schlechte Mahlbarkeit
und eine schlechte »Reaktionsfähigkeit« besitzen. Genaue Kornanalysen haben ergeben,
daß in Schwarzmehl. das in gemeinsamer Mahlung von Brennstoff und Kalkstein auf
10°/o Rückstand auf dem 0,09-mm-Sieb gemahlen war, der Brennstoffanteil je nach
Brennstoffsorte einen Rückstand von über 4004 auf dem 0,09-mm-Sieb aufwies.
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Es ist leicht zu erkennen, daß die unter anderem von der Korngröße
des Brennstoffes beeinflußte Boudouard-Reaktion in den Granalien des Schachtofens
und schließlich ebenso die volle Verbrennung des C über das CO des Boudouard-Prozesses
zu CO., von dieser mahlfeinheitsbedingten Korngrößenfrage des Brennstoffes und seiner
damit zusammenhängenden häufigkeitsmäßigen Verteilung in der Granalie abhängig sind.
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Damit ist dann natürlich auch die Führung des Schachtofenbetriebes
durch automatische Teilsteuerung und die Tätigkeit des den Ofen überwachenden Brenners
verknüpft. Dieses gilt bereits bei der Verwendung einer technisch einheitlichen
Brennstoffsorte, deren Mahlbarkeit von Lieferung zu Lieferung durchaus Unterschiede
aufweisen kann, es gilt aber erst recht für Brennstoffmischungen und von Natur ungleichmäßige
Brennstoffe und vor allem bei grundsätzlichen, meist durch wirtschaftliche Erwägungen
bedingten
Wechseln von Schachtofenbrennstoffsorten.
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Kurz gesagt, fällt bei der bisherigen Mahlungsweise des Schwarzmehles
für Schachtöfen der Brennstoff im Mehl in Korngrößen an, die von den wiederholt
genannten zahlreichen Einflußgrößen, welche vom Steinbruch bis zur Vermählung des
(Schwarz-) Mehles reichen und die wegen ihres dauernden und schwer erkennbaren Wechsels
nicht ausreichend konstant gehalten werden können, abhängen. Der Brennstoff wird
infolgedessen nicht oder nur selten in einer solchen Mahlfeinheit ermahlen, wie
sie für einen guten, andererseits aber auch wirtschaftlichen Klinkerbrand im Schachtofen
nach dem Schwarzmehlverfahren notwendig ist. Daher ist es nach Betriebserfahrungen
und physikalischen, chemischen und technischen Erwägungen ohne Zweifel in Abweichung
von der bisherigen Arbeitsweise erforderlich, 1. den jeweiligen Brennstoff getrennt
von den kalkhaltigen Rohstoffen für sich zu vermahlen, 2. die Mahlfeinheit des jeweils
verwendeten Brennstoffes auf seine »Reaktionsfähigkeit« abzustimmen. Nach den bei
angewandten Laboratoriumsmethoden zur Ermittlung der Brennstoffvergasung in Schwarzmehlgranalien
nach der Boudouard-Gleichung im Nz und/oder Ar-Strom wurden zwanzig einheitliche
oder gemischte Schachtofenbrennstoffe aus West- und Mitteldeutschland, aus Österreich,
Spanien, Polen, der Sowjetunion und Japan auf 10°/o Rückstand auf dem 0,09-mm-DIN-Sieb
vermahlen und mit einem brennstofffreien fertigen Schachtofenmehl im Gewichtsverhältnis
10,0:90,0 innig vermischt und in Granalienform (nach Trocknung bei 105° C) untersucht
(Vergasungstemperatur 1000° C, Vergasungsdauer im voll vorgewärmten Ofen 30 Minuten).
Außer aus mehreren einheitlichen, nachstehend genannten gasarmen und den Verhältnissen
in den Betrieben entsprechend gemischten Brennstoffen befanden sich unter ihnen
Braunkohlenschwelkoks, Petrolkoks, Anthrazite und Gas- und Hüttenkokse (als einheitliche
Brennstoffe).
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Der auf Grund seiner Herstellungsweise natürlich noch etwas kohlenwasserstoffhaltige
Braunkohlenschwelkoks zeigte unter den geschilderten Vergleichsbedingungen eine
100%ige Vergasung seines C durch das übergeleitete CO.. Die nur deutschen
Gaswerks- und Hüttenkokse wurden zu 60 bis 50 0l0 vergast. Dazwischen lagen die
übrigen genannten einheitlichen und gemischten gasarmen, festen, technischen Brennstoffe,
wobei die untersuchten Anthrazite aus der Bundesrepublik Deutschland, Spanien und
der Sowjetunion deutlich eine bessere Reaktionsfähigkeit als die Steinkohlenkokse
aufwiesen.
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Die Reihenfolge der Brennstoffe entspricht mit einiger Annäherung
den oben angeführten, allgemein - sowohl von der Verbrennung im Sauerstoffstrom
als auch von der Brennstoffvergasung her -bekannten Erfahrungen. Diese werden durch
eine von der Anmelderin 1961 veröffentlichte übersicht ergänzt, in der sie die Zündtemperatur
im Sauerstoffstrom von Braunkohlenschwelkoks, Anthraziten, Petrolkoks und Koksgrusen,
welche in den Schachtöfen der Werke der Anmelderin als Brennstoff verwendet werden,
mit der Stärke ihrer Vergasung durch C02 in Vergleich setzt (s. »Die Hauenschildsche
Reaktion beim Zement-Schachtofen« von E.Spohn, Heidelberg, Zement - Kalk - Gips,
Nr. 3/1961, S. 105 bis 108).
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Zur Klärung des Mahlfeinheitseinflusses auf die Vergasung durch C02
wurden diese verschiedenen Brennstoffe auf drei verschiedene Mahlfeinheitsstufen,
die auch technisch in Betracht gezogen werden können, gemahlen.
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Aus der Gegenüberstellung der folgenden Tabelle II ist vor allem zu
entnehmen, daß das Ausmaß der Vergasung durch C02 bei ein und demselben Brennstoff
ebenso wie bei verschiedenen Brennstoffsorten durch deren feinere Mahlung erhöht
werden kann. Es sei auch erwähnt, daß die Tabelle II den Zusammenhang zwischen der
Zündtemperatur im Sauerstoffstrom und der Vergasungsintensität mit CO., erkennen
läßt.
Es ist nun nach den aus der Betriebspraxis des Schwarzmehlverfahrens an vielen Orten
in der ganzen Welt gesammelten Erkenntnissen und den vorangegangenen gesamten Ausführungen
allein schon aus Gründen der Wirtschaftlichkeit technisch nicht sinnvoll, 1. z.
B. einen dazu noch leicht mahlbaren Hochtemperatur-Braunkohlenkoks etwa ebenso fein
zu mahlen wie einen schwer mahlbaren und reaktionsträgen Hochtemperatur-Steinkohlenkoks
(Hüttenkoks), 2. überhaupt eine gemeinsame Mahlung von Kalk-oder Portlandzement-Rohstoffen
mit gasarmen Brennstoffen vorzunehmen, da für die Feinheitserfordernisse für das
Rohmehl ganz andere Richtlinien geiten als für den Brennstoff.
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Es wäre in den meisten Fällen unwirtschaftlich, das gesamte Gemisch
gemeinsam so fein zu mahlen, daß auch die eine Komponente, z. B. harter, aber spezifisch
leichter Koks, fein genug wird. Statt dessen wird nach vorliegender Erfindung ein
Verfahren zur Verbesserung des Brennens von Kalk und Portlandklinker insbesondere
in Schachtöfen unter Abstimmung der Mahlfeinheit des dem Rohmehl beizumischenden
Brennstoffes auf dessen Reaktionsvermögen mit dem Kohlendioxid der Karbonate vorgeschlagen,
welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die jeweils zur Verwendung gelangende Brennstoffsorte
entsprechend ihrem bei einer Normtemperatur von vorzugsweise 1000° C innerhalb eines
Standardzeitraumes vorzugsweise von 30 Minuten unter Überleitung eines mit den Feststoffen
nicht reagierenden Gases eingestellter Geschwindigkeit ermittelten Reaktionsvermögen
mit dem Kohlendioxid des jeweils zur Anwendung gelangenden karbonathaltigen Rohmehles
betriebsmäßig für sich auf eine Mahlfeinheit gebracht wird, die eben hinreicht,
bei der genannten Prüfungsweise eine annähernd vollständige, mindestens aber 4Woige
Vergasung der Brennstoffe (ohne Luftzutritt) zu erzielen.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird so gearbeitet,
daß der auf optimale Mahlfeinheit gebrachte Brennstoff mit dem karbonathaltigen
Rohmehl für den Brand im Schachtofen innig vermischt wird.
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Beispiel Eine Durchschnittsprobe des für das Schwarzmehlverfahren
in Betracht gezogenen, bei 105° C getrockneten Brennstoffes wird laboratoriumsmäßig
auf beispielsweise 30, 20, 10 oder 5 % Rückstand auf dem 0,09-mm-Sieb oder eine
vergleichbare Blaine-Feinheit vermahlen, die Brennstoffmahlproben werden am besten
im Verhältnis l0,0:90,0 mit dem in Frage kommenden Betriebsofenmehl von üblicher
Mahlfeinheit, z. B. mittels eines Magnetrührers, innig und ohne Materialverlust
vermischt. Aus dem erhaltenen Schwarzmehl werden Granalien von etwa 12 mm Durchmesser
unter geeignetem Wasserzusatz geformt und bei 105° C getrocknet. Sie werden im Stickstoff-
oder Argonstrom 30 Minuten bei 1000° C vergast. Unter Zuhilfenahme der ermittelten
Werte für den Glühverlust des Rohmehles und des Brennbaren im Brennstoff wird das
»Vergasbare« in den unter verschiedener Brenstoffmahlfeinheit labormäßig hergestellten
Schwarzmehlproben ermittelt.
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Nach zahlreich gesammelten Betriebserfahrungen mit Schachtöfen, die
nach dem Schwarzmehlverfahren betrieben werden, kann für einen beliebigen gasarmen
Brennstoff eine Mahlfeinheit empfohlen werden, die bei Ermittlung nach dieser Prüfungsweise
eine möglichst vollständige Vergasung erzielt. 50 bis 6011/o »Vergastes« erwiesen
sich unter Inkaufnahme geringer Reduktionserscheinungen noch als tragbar. Unter
3001o kann zu ausgesprochenen Brennschwierigkeiten führen. Unter Umständen sind
demnach noch zwischen den erwähnten liegenden
| B°rinstoffmahlfeinheitsstiifen nach dieser Methode |
| z:.- untersuchen, um die BrennstofTmahlfeinheit für |
| eis x: Schwarzmehl-Schachtofenbetrieb bei Verwen- |
| _iWIC des untersuchten Brennstoffes exakt festsetzen |
| zöLönnen. Der auf die so ermittelte Weise unter- |
| und in der geschilderten Weise praxisnah vor- |
| t=_ rir:,bte Brennstoff wird im Betrieb auf
den als opti- |
| m_ ermittelten Sollrückstand auf dem 0,09-mm-Sieb |
| @är auf die entsprechende Biaine-Feinheit) trocken |
| iLiciex eventuell auch naßj vermahlen. Bei der üblichen |
| c=a '. technisch wohlbegründeten trockenen Vermali- |
| 1=.r@ ; wird ;°.r mit bekannter. Mitteln mit dem (brenr:- |
| @;to£ -reim ) Rohmehl. das die übliche, im Werk be- |
| @i il@ite hfahlfeinheit b.sitzen muß, sehr innig ver- |
| ä?:@ @iit. Dieses Vorgehen führt im Schachtofen zu |
| iijvr.i sehr gleichmäßigen Brennstoffabbrand und |
| m besonders guten Klinker. Die Granulierung des |
| j:I- i.' diese bisher nirgends gebräuchliche Weise ge- |
| @aiiiienen Schwarzmehles kann in den üblichere, |
| 1111",i- verschiedenen Grundsätzen gebauten Granulier- |
| üinrilitungen, insbesondere, mit neuzeitlich kon- |
| @,iz-ii3rten Granuliertellern, vorgenommen werden. |
| De Betriebsversuche der Anmelderen haben |
| .ni@irriscli die überraschend fortschrittliche Tatsache |
| ergcf@en, daß eine getrennte Verrnahlung und an- |
| sciiii:ßende innige Vermischung gasarmer fester |
| i3.-elinstoffe in gewissen Grenzen beliebiger Art mit |
| icliachtofenmehl, insbesondere für die Branntkalk- |
| und f'ortlandklinkererzeugung |
1. eine ganz wesentliche Verminderung der Bildung auch nur leicht reduzierend gebrannter
Klinker- oder Kalkkörner oder leichter Klinkenzusammenballungen, 2. eine Steigerung
der Wärmewirtschaftlichkeit des Brennens im Schachtofen, 3. eine Erhöhung der Tagesleistung
von Schachtöfen,
eine entsprechend den Eigenschaften der zu mahlenden Stoffe
oft beträchtliche Ersparnis von Mahlarbeit von 50% und mehr, herbeiführt, wenn man
die Mahlung des Brennstoffes für das abgewandelte Schwarzrnehlverfahren getrennt
von den kalkhaltigen Rotistoffe,n vornimmt und das i:, das fertige Ofennichl sorgfältig
einzumischende Brennstoffmehl auf eine opiimale Mahlfeinheit bringt. Diese kann
nach der oben, gefi>:liiii.:erten Methode er-
mittelt werden.