DE1483089C

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Publication number: DE1483089C
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Die Erfindung bezieht sich auf einen von oben be- des Flusses des Brennguts durch die öfen beruhenThe invention relates to a top-down flow of the material to be fired through the furnace

schickten Schachtofen zum Brennen von wärmeemp- und andere die Verbrennungsprobleme des Gasflus-sent shaft furnaces to burn heat and other combustion problems of gas flow

findlichem Material, insbesondere Kalk, mit einer ses und seiner Verteilung in den Brenngutbetten be-sensitive material, especially lime, with a ses and its distribution in the firing beds

Vorwärmzone, einer Brennzone und einer Kühlzone trafen.Preheating zone, a burning zone and a cooling zone met.

mit abwärts gerichteter Brennereinrichtung, mit Ein- 5 So zeigt die britische Patentschrift 742 802 einenwith a downward-facing burner device, with a 5 Thus British patent specification 742 802 shows a

richtungen zum Abziehen von Gasen aus der Kühl- Schachtofen mit einem im Inneren angeordnetendirections for withdrawing gases from the cooling shaft furnace with an inside arranged

zone in die Brennzone und aus der Brennzone in die dach- oder haubenförmigen Ablenkteil und einemzone into the combustion zone and from the combustion zone into the roof- or hood-shaped deflector and a

Vorwärmzone, wobei diese Gase in der Kühlzone Gebläse, welches den Anteil des von der Brennkam-Preheating zone, these gases in the cooling zone blower, which the proportion of the combustion chamber

und in der Vorwärmzone des Schachtofens im Gegen- mer nach unten strömenden Gases erhöhen soll, daand should increase in the preheating zone of the shaft furnace in the counter-mer downward flowing gas, since

strom, in der Brennzone aber μη Gleichstrom geführt 10 auf Grund des dortigen Schachtprofils ein Großteilcurrent, in the combustion zone however μη direct current out 10 due to the shaft profile there a large part

werden. der aus der Brennkammer austretenden Gase den un-will. of the gases emerging from the combustion chamber

Heutzutage gibt es zwei allgemein verwendete han- erwünschten Weg nach oben nimmt,Nowadays there are two commonly used han- dical ways up,

delsübliche Einrichtungen zur Herstellung von Kalk, Trotz des vorgesehenen Gebläses ist jedoch kaumThe usual facilities for the production of lime, despite the intended fan, however, is hardly

und zwar den Drehrohrofen und den Schachtofen. von einem Gleichstrom von Gasen und Brenngut zunamely the rotary kiln and the shaft furnace. from a direct current of gases and material to be fired

Der Drehofen ist wahrscheinlich der in Nord- 15 sprechen, da nur ein Anteil von etwa 50% der Gase amerika weitestverbreitete, obwohl er die Nachteile die erhoffte Strömungsrichtung einschlägt,
verhältnismäßig hoher Investierungskosten und einer In der österreichischen Patentschrift 202 918 wird verhältnismäßig niedrigen Brennstoff ausbeute von an- ein Schachtofen beschrieben, bei dem durch gleichnähernd 30 bis 35% aufweist. Er läßt jedoch eine mäßig am Umfang verteilte, parallel zum Schachtsehr genaue Steuerung des Produkts zu. 90 ofen angeordnete Brennkammern, die von oben nachThe rotary kiln is probably the one in Northern 15 speaking, since only about 50% of the gases are most widespread in America, although the disadvantages are the hoped-for flow direction,
relatively high investment costs and a relatively low fuel yield from a shaft furnace is described in the Austrian patent specification 202 918, which has approximately 30 to 35%. However, it allows a moderately distributed over the circumference, parallel to the shaft very precise control of the product. 90 furnace arranged combustion chambers facing from top to bottom

Der Schachtofen hat bei verhältnismäßig niedrigen unten führen, dem Schachtofen die zum Brennen er-The shaft furnace has the bottom lead at relatively low, the shaft furnace has to be fired

Investierungskosten den Vorteil einer viel größeren forderlichen HeiBgise-zugeführt werden. Im InnerenInvesting costs have the advantage of a much larger required heat supply. Internally

mechanischen Einfacheit und eines -geringen mecha- des Schachtofens strömen die Gase dem Brenngut immechanical simplicity and a low mechanical shaft furnace, the gases flow in the material to be fired

nischen Instandhaltungsaüfwandes bei Vergleichs- Gegenstrom von unten nach oben entgegen,niche maintenance wall with comparative countercurrent from bottom to top,

weise hoher Brennstoff ausbeute von 50 bis 75 %. Je- 35 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, fürwise high fuel yield of 50 to 75%. Each 35 The invention is based on the object for

doch bestanden bei dem senkrechten Schachtofen einen Schachtofen mit vorteilhafter Gasführung einebut there was a shaft furnace with an advantageous gas flow in the case of the vertical shaft furnace

stets mehrere Steuerungsprobleme, wie beispielsweise Anordnung zu schaffen, bei der innerhalb der Kanäle,always several control problems, such as creating an arrangement in which within the channels,

die Gasführung bzw. Gaskanalbildung, die zu einer in denen Heißgase geführt werden, kein infolge derthe gas flow or gas channel formation, which lead to one in which hot gases, no as a result of the

ungleichmäßigen Wärmeverteilung und zu einem hohen Gastemperaturen erfahrungsgemäß störungs-uneven heat distribution and high gas temperatures, experience has shown to be disruptive

nicht gleichmäßigen oder ungleich gebrannten Er- 30 anfälliges Gebläse erforderlich ist. .inconsistent or unevenly fired er-30 susceptible fan is required. .

zeugnis führen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäßto bear witness. According to the invention, this object is achieved

Ein weiterer Nachteil der durchschnittlich verwen- vorgeschlagen, daß eine QuerschnittsverminderungAnother disadvantage of the average proposed is that a reduction in cross section

deten Bauweise des Schachtofens liegt darin, daß der oberhalb der Brennereinrichtung und oberhalb derDeten construction of the shaft furnace is that the above the burner device and above the

Brennstoff in Gasform in die Lücken oder Räume Brennzone angeordnet ist, wobei der verminderteFuel in gaseous form is placed in the gaps or spaces of the combustion zone, with the diminished

zwischen dem Brenngut eingebracht wird, worauf 35 Durchtrittsquerschnitt kleiner als oder gleich 25%is introduced between the items to be fired, whereupon the passage cross-section is less than or equal to 25%

sich dieser Brennstoff mit Luft vermischt und die ent- des freien Schachtofenquerschnitts ist.This fuel mixes with air and is the free shaft furnace cross-section.

stehende Verbrennung hauptsächlich in den Lücken Die Länge der Querschnittsverminderung wirdstanding burn mainly in the gaps The length of the draft is

zwischen dem Brenngut stattfindet. Es ist nachweis- vorteilhafterweise wenigstens gleich dem Abstandtakes place between the items to be fired. It is demonstrably advantageously at least equal to the distance

bar, daß die Schwierigkeit, um eine gründliche Ver- von der Unterkante der Brennerkammer bis zu denbar that the difficulty to get a thorough check from the lower edge of the burner chamber to the

mischung der Luft mit dem Brennstoff zu erzielen, 40 Auslässen aus der Brennzone zur Vorwärmzone sein.To achieve mixing of the air with the fuel, there should be 40 outlets from the combustion zone to the preheating zone.

. weitgehend die Ursache der unerwünschten Gasfüh- Der Gasauslaß aus der Vorwärmzone wird zweck-. largely the cause of the undesired gas flow- The gas outlet from the preheating zone is purposeful-

rung ist, d. h. der unterschiedlichen Erhitzung von mäßigerweise zwischen der Ofenbeschickungsvorrich-tion is, d. H. the difference in heating from moderately between the furnace loader

Teilen des Brennguts mit weiteren Unregelmäßigkei- tung und dem Gaseinlaß in die Vorwärmzone, ange-Dividing the material to be fired with further irregularities and the gas inlet into the preheating zone,

ten oder Ungleichmäßigkeiten des Endprodukts. ordnet.or unevenness in the end product. arranges.

Die meisten Schachtöfen werden an ihrer Oberseite 45 Der durch die Querschnittsverminderung hervorge-Most shaft furnaces are 45 on their upper side due to the reduction in cross-section.

mit Brenngut beschickt, wobei die Verbrennungsgase rufene Druckunterschied kann zur Förderung dercharged with material to be fired, whereby the combustion gases called pressure difference can promote the

von unten nach oben, also im Gegenstromverfahren, Gase aus der Brennzone dienen,from bottom to top, i.e. in the countercurrent process, gases from the combustion zone are used,

durch den Ofen streichen. Allgemein hat man immer Zweckmäßigerweise wird der Schachtofen fernerbrush through the oven. In general, the shaft furnace is always expedient

angenommen, daß man zum Erreichen eines hohen so aufgebaut sein, daß wenigstens auf einer Seite desassumed that to achieve a high one should be built so that at least one side of the

Wirkungsgrades bei einem endothermen Vorgang, 50 Ofens ein Zugang zur Brennereinrichtung vorgesehenEfficiency in an endothermic process, 50 furnace an access to the burner device is provided

wie beispielsweise dem Brennen von Kalk, ein Gegen- ist.such as the burning of lime, is a counter- is.

stromverfahren verwenden müßte. Jedoch hat man Die Brennereinrichtung kann aus einer Mehrzahlwould have to use electricity method. However, the burner device can be selected from a plurality

festgestellt, daß die Gegenstromwirkung, die die von mit Abstand zueinander angeordneten Brennernfound that the countercurrent effect caused by spaced apart burners

Gase mit der höchsten Temperatur bei dem Brenngut bestehen.Gases with the highest temperature exist in the material to be fired.

bei seiner höchsten Temperatur in Berührung bringt, 55 Die Querschnittsverminderung kann durch einebrings into contact at its highest temperature, 55 The reduction in area can be achieved by a

eine der Ursachen der Gaskanalbildung und der Un- Mehrzahl von im wesentlichen lotrecht angeordneten,one of the causes of the gas channel formation and the non-plurality of essentially vertically arranged,

gleichmäßigkeit des Endprodukts ist. die Brennereinrichtung umschließenden Durchgängenuniformity of the end product. the burner device enclosing passages

Andererseits hat man festgestellt, daß eine Gleich- gebildet werden. , ;On the other hand, it has been found that equals are formed. ,;

Stromfeuerung oder -heizung, bei der die Gase mit . Diese Anordnung ist in jeder Weise «betriebssicher höherer Temperatur mit dem Niedertemperatur- 60 und erfordert keinen zusätzlichen Aufwand. Dem-Brenngut in Berührung kommen, das Totbrennen des gegenüber ist das Gebläse nach der genannten briti-Erzeugnisses fast unmöglich macht und zu einer sehr sehen Patentschrift temperaturempfindlich und repagleichmäßigen Temperatur über die gesamte heiße raturanfällig. Es erfordert besondere Kosten zur AnZone führt. Schaffung und zu seinem Betrieb, und — das istElectric firing or heating, in which the gases with. This arrangement is "safe to operate" in every way higher temperature with the low temperature 60 and does not require any additional effort. The material to be fired come into contact, the dead burning of the opposite is the blower after the said briti product Makes it almost impossible and makes a patent very sensitive to temperature and repetitive Temperature susceptible to temperature over the entire hot. It requires special costs to the AnZone leads. Creation and its operation, and - that is

Zum Beheben der vorerwähnten Schwierigkeiten 65 einer der wesentlichsten Punkte — bei dessen Aussind zahlreiche verschiedene Vorschläge für den Bau fall ist der Betrieb gestört. Sobald keine Absaugung von senkrechten Schachtöfen bekanntgeworden, von mehr erfolgt, wird einerseits das in der Brennzone denen einige auf mechanischer Basis zum Regeln befindliche Material zerstört, und andererseits trittOne of the most essential points for resolving the aforementioned difficulties - when it comes to finding out numerous different proposals for the construction case, the operation is disrupted. As soon as no suction became known of vertical shaft furnaces, of more done, on the one hand that in the combustion zone which destroys some mechanically controlled material, and kicks on the other

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keine Vorwärmung des frisch zugeführten Materials Temperatur aller Teile des Brennguts auszugleichen,no preheating of the freshly supplied material to equalize the temperature of all parts of the firing material,

ein. Dieser Übelstand wird bei der vorliegenden Er- so daß die Gaskanalbildung behoben wird.one. This deficiency is eliminated in the case of the present er- so that the gas channel formation is eliminated.

findung mit Sicherheit vermieden. Wie vorstehend erörtert, sei bemerkt, daß diefinding avoided with certainty. As discussed above, it should be noted that the

Der erfindungsgemäße Ofen arbeitet wie folgt: Gaskanalbildung bei den bisher bekannten Bauarten Über die' Einlaßöffnungen an der Unterseite der S des Schachtofens eine naturgemäße Folge der Ver-Kühlzone, die die letzte Stufe im abwärts gerichteten brehnung des Brennstoffs in den Hohlräumen im Fluß des Kalksteins im Verlauf des Brennvorgangs Inneren des Brennguts ist. Es leuchtet ein, daß sich ist, wird Luft eingesaugt. Diese Frischluft wird nach dort, wo der Brennstoff mit der Luft in !Berührung dem Kühlen des frisch erzeugten Kalks in der Kühl- tritt - und j sich mit ihr vermischt und verbrennt, zone im Gegenstrom zumindest teilweise über die io zwischen den Gas- und den Luftströmen eine Zwi-Absaugöffnungen der Kühlzone abgesaugt und mit schehfläche bildet, an der sich eine hohe Temperatur Hilfe geeigneter Druckerzeugungsmittel in die Brenn- entwickelt. Da der Strömungswiderstand für Hochzone gedrückt zum Unterstützen der maximalen Ver- temperaturgase größer ist als für Niedertemperaturbrennung des an dieser Stelle eingebrachten Brenn- gase, besteht eine natürliche Neigung für die.schwerstoffs. Die heißen Verbrennungsgase kommen dann 15 sten Gase, durch das Brenngutbett zu streichen, d. h., abwärts gerichtet im Gleichstrom zusammen mit dem daß die Luft zu den kühlsten Stellen in dem Brenngut Brenngutfluß mit dem Kalkstein in Berührung, was strömt, so daß das Bett dynamisch unstabil ist. durch ihr teilweises Absaugen über die unteren Ab- Demzufolge ist ein weiterer Vorteil der Erfindung Saugöffnungen unterstützt wird. Der beschränkte das Beheizen des Brennguts mit den Produkten einer Durchlaß zwischen der angrenzenden Vorwärmzone ao vollständigen Verbrennung aus einem Heizbrenner und der Brennzone läßt einen Druck entstehen, so daß oder -ofen. Es JsT klar, daß das Beheizen~eines die Heißluft mit den Gasen aus dor Verbrennung im Gegenstromofens mit Produkten aus einer vollstän-Gleichstrom (mit dem Brenngutfluß) nach unten digen Verbrennung zu sehr hohen Temperaturen und durch das Brenngut zu den Ausgangsöffnungen ge- zu Schwierigkeiten mit dem feuerfesten Aufbau führt, preßt wird, ohne Zuhilfenahme zusätzlicher mechani- as Demzufolge ist es die Kombination der Gleichstromscher Mittel. Feuerung mit der Heizung mit Produkten aus einerThe furnace according to the invention works as follows: Gas channel formation in the previously known types Via the inlet openings on the underside of the shaft furnace, a natural consequence of the cooling zone, the last stage in the downward burning of the fuel in the cavities in the Limestone flow is inside the kiln during the firing process. It stands to reason that air is sucked in. This fresh air is directed to where the fuel comes into contact with the air the cooling of the freshly produced lime in the cooling step - and j mixes with it and burns, zone in countercurrent at least partially via the io between the gas and air flows an intermediate suction opening the cooling zone is sucked off and forms with a sloping surface, on which a high temperature builds up Using suitable pressure generating means in the burning developed. As the flow resistance for high zone pressed to support the maximum temperature gases is greater than for low temperature combustion of the fuel gases introduced at this point, there is a natural tendency for the heavy material. The hot combustion gases then come 15 most gases to sweep through the bed of fuel, d. H., directed downwards in cocurrent with the fact that the air to the coolest places in the kiln Brenngutfluss in contact with the limestone, which flows, so that the bed is dynamically unstable. by their partial suction over the lower Ab- Accordingly, there is a further advantage of the invention Suction openings is supported. That restricted the heating of the items to be fired with the products of one Passage between the adjacent preheating zone ao complete combustion from a heating burner and the burning zone creates a pressure so that or furnace. It is clear that heating ~ a the hot air with the gases from dor combustion in the countercurrent furnace with products from a complete co-current (with the Brenngutfluss) downward combustion to very high temperatures and through the material to be fired to the exit openings leads to difficulties with the refractory structure, is pressed without the aid of additional mechanics. It is therefore the combination of direct current shears Medium. Firing with the heater with products from one

Die Heißgase, die dann im Gegenstrom durch die vollständigen Verbrennung, die die vorbeschriebeneThe hot gases that then flow in countercurrent through the complete combustion, which is the above

in die Vorwärmzone führenden öffnungen ein- Bauweise zuläßt. . .Openings leading into the preheating zone permit. . .

gebracht werden, können bei viel höheren Tempera- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in dercan be brought at much higher temperature. An embodiment of the invention is in the

türen als bei den bisher bekannten Schachtofenbau- 30 Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näherdoors than shown in the previously known shaft furnace construction drawing and will be explained in more detail below

arten befördert werden, da ein auf sie unmittelbar beschrieben. Es zeigtspecies are promoted as one is directly described on them. It shows

einwirkendes Gebläse nicht erforderlich ist. Nachdem Fig. 1 eine Vorderansicht eines senkrechten OfensActing fan is not required. After Fig. 1 is a front view of a vertical furnace

die Gase in die Vorwärmzone gelangt und durch die nach der Erfindung mit nach unten gerichtetemthe gases get into the preheating zone and through the downward directed according to the invention

obere Schicht des Brennguts hindurchgestrichen sind, Brenngutfluß,the upper layer of the items to be fired are swept through, the flow of the items to be fired,

werden sie aus den Abfuhröffnungen der Vorwärm- 35 Fig.2 eine Seitenansicht des Ofenbaus bei Ver-they are removed from the discharge openings of the preheating 35 Fig. 2 a side view of the furnace construction when

zone, vorzugsweise mit Hilfe eines äußeren Gebläses, anschaulichung der Leitungs- und Gebläseeinheit,zone, preferably with the help of an external blower, illustration of the line and blower unit,

abgeführt. . F i g. 3 eine Äusführungsform des Ofens in sehe-discharged. . F i g. 3 shows an embodiment of the furnace in

Es sei bemerkt, daß der Brennstoff in einer Feue- matischer Darstellung unier Veranschaulichung derIt should be noted that the fuel is shown in a feuematic representation as an illustration of the

rungskammer mit hoher Wärmeabgabe völlig ver- Strömung der Verbrennungsgase,chamber with high heat emission completely eliminates the flow of combustion gases,

brannt wird und daß nur die Verbrennungsprodukte 40 Fig. 4 einen horizontalen Schnitt nach deris burned and that only the combustion products 40 Fig. 4 is a horizontal section according to the

durch das Kalkstein-Brenngut geleitet werden. Die Linie 4-4 in F i g. 2, ,be passed through the limestone kiln. The line 4-4 in FIG. 2,,

für den Gasfluß maßgebenden grundlegenden Gesetze Fi g. 5 eine andere Ausführungsform des Ofensfundamental laws governing gas flow Fi g. 5 shows another embodiment of the furnace

ergeben sich aus der Gleichung in schematischer Darstellung mit ; einer anderenresult from the equation in a schematic representation with; another

p^_ _r j ο Feuerungsanordnung,p ^ _ _r j ο combustion arrangement,

P-C du, _4S F i g. 6 eine graphische Darstellung der Intensität PC du, _4S F i g. 6 is a graph of the intensity

in der ' der Flammtemperatur gegen Zeit. , ',.'■ ■■·-■in the 'flame temperature versus time. , ',.' ■ ■■ · - ■

P = Druckabfall Gemäß Fig. 1 bis 3 besteht der Ofen nach der P = pressure drop According to Fig. 1 to 3, the furnace is after

C — Pin? K-nnitnntf. Erfindung mit nach unten gerichtetem Brenngutfluß C - pin? K-nnitnntf. Invention with downward fuel flow

*-* ™~ VlIlC IVUliu lall LC₉ ' ■ · ... 1·« 1· T · 1 n« * -<λ ν«.* - * ™ ~ VlIlC IVUliu lall LC ₉ '■ · ... 1 · «1 · T · 1 n« * - <λ ν «.

u = die Geschwindigkeit des Gases, aus emem länglichen zylindrischen Schacht 10. Der u = the velocity of the gas from an elongated cylindrical shaft 10. The

d = die Dichte des Gases ⁵° Schacht ^lst ^mJ™. Haupttate aufgeteilt, d h die d = the density of the gas ⁵ ° shaft ^lst ^m J ™. Main acts divided, i.e. the

Vorwarmzone 20, die Brennzone 30 und die KuhlzonePreheating zone 20, the burning zone 30 and the cooling zone

bedeutet. 40. Der Mantel des Hauptschachtes 10 ist auf seinermeans. 40. The jacket of the main shaft 10 is on his

Nach den grundlegenden Gesetzen für Gase ver- Innenseite mit hochgradig wärmebeständigen feuerändert sich ihre Dichte umgekehrt mit der absoluten festen Ziegeln 12 ausgekleidet Temperatur. Demzufolge nehmen das Volumen und 55 Das aus Kalkstein bestehende Brenngut wird mit die Geschwindigkeit für ein beliebiges gegebenes Hilfe eines mit der Vorwännzone unmittelbar in Gasgewicht direkt zu. Verbindung stehenden Einfülltrichters 14 in denAccording to the basic laws for gases inside with highly heat-resistant fire-modified their density is reversed with the absolute solid brick 12 lined temperature. As a result, the volume and 55 The limestone kiln is taken with you the speed for any given help one with the prewinning zone immediately in Gas weight directly to. Connected funnel 14 in the

Es leuchtet ein, daß bei Verdoppelung der Tem- Ofen eingebracht. Die Vorwärmzone ist von der peratur die Gasdichte halbiert und seine Geschwin- Brennzone 30 durch eine Reduzierung des Innenraums digkeit verdoppelt wird. Da der Geschwindigkeits- 60 des Ofens getrennt, die einen in seinem Querschnitt faktor in der Gleichung im Quadrat auftritt, ist der begrenzten Durchlaß 22 bildet. Die Vorwärmzone 20 Druckabfall V2 · (2)² oder zweimal so hoch. Dem- weist Gaseinlaßöffnungen 24 auf, die in das Innere zufolge bieten Hochtemperaturgase der Strömung des Ofens führen und mit einer äußeren Ringleitung einen höheren Widerstand als Niedertemperaturgase. 25 und einer Verbindungsleitung 26 in Verbindung Durch Heizen mit Verbrennungsprodukten haben die 65 stehen, die es, wie nachstehend noch näher zu bekühlsten Teile des Brennguts den niedrigsten Strö- schreiben, ermöglichen, daß heiße Gase aus der mungswiderstand, und sie ziehen das größte Volumen Feuerungszone in die Vorwännzone gelangen und die an Gasen ab, wobei sie die Neigung haben, die Temperatur des Kalksteins bei der Vorbereitung fürIt stands to reason that when the tem- furnace is doubled, it is brought in. The preheating zone is halved by the temperature of the gas density and its speed burning zone 30 is doubled by reducing the interior space. Since the speed 60 of the furnace is separated, which in its cross-section factor occurs in the square in the equation, the restricted passage 22 is formed. The preheating zone 20 pressure drop V2 · (2) ² or twice as high. Accordingly, it has gas inlet openings 24 which, according to the interior, lead high-temperature gases to the flow of the furnace and, with an outer ring line, have a higher resistance than low-temperature gases. 25 and a connecting line 26 in connection. By heating with combustion products, the 65 are connected, which, as will be described in more detail below, allow the lowest flow of the parts of the fuel to be cooled, allow hot gases to escape from the flow resistance and draw the greatest volume of the combustion zone get into the Vorwännzone and the gases, whereby they have the tendency to the temperature of the limestone in the preparation for

seine Behandlung in der Brennzone 30 erhöhen. Ein Die Kühlzone 40 des Ofens liegt unterhalb derincrease its treatment in the burn zone 30. The cooling zone 40 of the furnace is below the

auf der Außenseite des Ofens an eine sich über die Brennzone 30 und enthält im unteren Abschnitt des Zone 20 erstreckende Absaugleitung 28 angeschlos- Ofens Hauptluftansaugöffnungen 41 und oberhalb der senes Gebläse 27 dient zum Abführen der Abgase Ansaugöffnungen 41 Luftauslaßöffnungen 42, die nach ihrem Vorwärmen. Die Leitung 28 halbiert den 5 mit einem Windring oder einer Ringleitung 47 zuQuerschnitt der Vorwännzone des Ofens in einem sammenwirken. Der Windring oder die Ringleitung verhältnismäßig kurzen Abstand oberhalb der Heiß- 47 ist über die Leitung 44 mit dem Feuerungsgebläse gas-Einlaßöffnungen 24. Auf der Unterseite der 56 verbunden. Bei dieser Anordnung wird die Kühl-Leitung28 ist ein Schlitz 28 a vorgesehen zur Schaf- luft, nachdem sie durch die Kühlzone 40 hindurchfung eines unbehinderten Durchlasses für die Abgase. io gestrichen ist, der Feuerungskammer 38 zugeleitet.on the outside of the furnace to one over the combustion zone 30 and contains in the lower section of the Zone 20 extending suction line 28 connected to the main air intake openings 41 and above the furnace senes fan 27 is used to discharge the exhaust gas suction openings 41 air outlet openings 42, the after their preheating. The line 28 bisects the 5 with a wind ring or a ring line 47 to a cross section the preheating zone of the furnace work together in one. The wind ring or the ring line A relatively short distance above the hot 47 is via the line 44 with the furnace fan gas inlet ports 24. Connected on the bottom of 56. With this arrangement, the cooling line 28 a slot 28 a is provided for the sheep air after it passes through the cooling zone 40 an unobstructed passage for the exhaust gases. io is deleted, fed to the combustion chamber 38.

In der Brennzone 30 ist eine durch sich nach innen Der in dem Ofen erzeugte Kalk wird mit HilfeIn the burning zone 30 is an inward The lime produced in the kiln is with the help

erstreckende radiale Wandteile 32 gestützte Feuerungs- einer gewöhnlichen umlaufenden Zuführvorrichtung kammer 38 angeordnet. An dieser Stelle sind die 45 und eines Einfülltrichters 46 Transportmitteln ge-Ofenwände, wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, aus- steuert zugeführt, die unter dem Ofen bereitstehen,
geschnitten, so daß mit Hilfe der Stützwände32 15 In Fig.5 ist eine andere Ausführungsform eines Zugangswege 33 entstehen, die einen verhältnismäßig Ofens nach der Erfindung dargestellt. Bei diesem bequemen Zugang zur Instandhaltung der Feuerungs- Ofen ist eine andere Ausführung der Brennzone das kammer 38 gestatten. vorwiegende Merkmal. An Stelle einer zentral an-extending radial wall parts 32 supported firing chamber 38 of an ordinary circumferential feed device. At this point, the 45 and a hopper 46 transport means are ge-furnace walls, as can be seen from Fig. 1 and 2, controlled fed, which are available under the furnace
cut, so that with the help of the support walls 32 15 In Figure 5, another embodiment of an access path 33 is created, which shows a relatively furnace according to the invention. With this convenient access for the maintenance of the furnace, a different design of the combustion zone, the chamber 38, is possible. predominant characteristic. Instead of a centrally

Zwischen den Zugangswegen 33 sind aus den geordneten Feuerungskammer sind in den nach innen Durchlässen 22 gebildete Schächte vorgesehen, die ao schräggestellten Ofenwänden 111 mehrere Brenner die Vorwärmzone 20 mit der Brennzone 30 verbin- 131 angebracht. In diesem Fall sind die Brennstoff-. den. Wie in F i g. 4 im einzelnen dargestellt, werden und Luftdüsen 454-bzw. 152 in der Nähe der Außendie Durchlässe 22 durch die stützenden Wände 32 seite der Wand 111 angebracht, wobei die feuerfesten des Zugangsweges, die Wandungsteile 11 des Ofens Ziegel 112 um die Düsen herum so angeordnet (aus- und auf der Innenseite durch die Wände 34 bestimmt. »5 gebildet) sind, daß sie Feuerungskammern 138 Selbstverständlich sind diese sämtlichen Wände auf bilden.Between the access paths 33 are from the orderly combustion chamber are in the inside Passages 22 formed shafts are provided, the ao inclined furnace walls 111 several burners the preheating zone 20 is connected to the burning zone 30. In this case the fuel. the. As in Fig. 4 shown in detail, and air nozzles 454- or. 152 near the exterior die Passages 22 attached through the supporting walls 32 side of the wall 111, the refractory of the access route, the wall parts 11 of the kiln brick 112 are arranged around the nozzles in such a way (from and determined on the inside by the walls 34. »5) are formed in that they have combustion chambers 138 Of course, all of these walls are up.

der Innenseite des Ofens mit feuerfesten Ziegeln 12 Zur Anpassung an die Hauptmerkmale der Erfin-the inside of the furnace with refractory bricks 12 To adapt to the main features of the invention

verkleidet. Der Zweck der begrenzten Kalkstein- dung muß der Hauptdurchlaß 135 zwischen der Vordurchlässe 22 ist die Schaffung einer Beschränkung wärmzone 120 und der Brennzone 130 demzufolge für die Aufwärtsbewegung der aus der Feuerungs- 30 in erheblichem Maße beschränkt werden. Dies wird kammer austretenden Heißgase, so daß die Gase erreicht durch Einschnürung der Wände 111 des dazu gezwungen werden, ihrem vorbestimmten Weg Ofens an einer Stelle unmittelbar oberhalb der Brenzu folgen. nerl31. Unmittelbar oberhalb des eingeschnürtendisguised. The purpose of the limited limestone paving must be the main passage 135 between the pre-passages 22 is the creation of a restriction heating zone 120 and burning zone 130 accordingly for the upward movement of the furnace 30 to be limited to a considerable extent. this will Exiting hot gases chamber, so that the gases reached by constriction of the walls 111 of the to be forced to their predetermined route furnace at a point immediately above the furnace Follow. nerl31. Immediately above the constricted

Die ringförmige Feuerungskammer 38 ist, wie in Abschnitts oder Durchlasses 135 sind die Wände 111 F i g. 3 gezeigt, nach rückwärts versetzt zur Schaffung 35 nach außen in der Weise schräggestellt, daß die, eines ausreichenden Raums für die vollkommene Bildung von verlorenem Brenngut in dem Ofen auf Verbrennung von Brennstoff und Luft, die aus einer ein Mindestmaß herabgesetzt wird. ·
in die Feuerungskammer führenden Brennstoffdüse , .The annular firing chamber 38 is, as in section or passage 135, the walls 111 are fig. 3, offset backwards to provide 35 outwardly inclined in such a way that there is sufficient space for the complete formation of lost fuel in the furnace for combustion of fuel and air, which is minimized from one. ·
fuel nozzle leading into the combustion chamber,.

51 bzw. einer in dem hinteren Abschnitt der Feue- Arbeitsweise51 or one in the rear section of the Feue mode of operation

rungskammer 38 angebrachten Luftleitung 52 aus- 40 Bei der Produktion von Kalk unter Verwendung treten. Die Luftleitung 52 ist an ein äußeres Gebläse der Ofenbauweise gemäß der Erfindung wird der 56 angeschlossen zur Schaffung einer Druckzufuhr. Kalkstein mit Hilfe des genormten Einfülltrichter 14 In dieser in radialer Richtung durch die Wände 53 in den Ofen 10 eingebracht. Der Kalkstein bewegt abgegrenzten Kammer 38 findet eine vollständige sich in dem Ofen während des gesamten Betriebes, Verbrennung statt. 45 wie durch die gestrichtelten Pfeile angedeutet, unterchamber 38 attached air duct 52 from 40 in the production of lime using to step. The air duct 52 is connected to an external fan of the furnace type according to the invention 56 connected to provide a pressure supply. Limestone using the standardized funnel 14 In this introduced into the furnace 10 in the radial direction through the walls 53. The limestone moves delimited chamber 38 is a complete one in the furnace during the entire operation, Incineration takes place. 45 as indicated by the dashed arrows, below

In einem Abstand dl von der Feuerungskammer seinem Eigengewicht nach unten. Somit durchwandert 38 gleich dem Abstand d zwischen der Feuerungs- er jede Behandlungszone des Ofens mit einer Gekammer 38 und der Oberseite der beschränkten schwindigkeit, die mit Hilfe des an der Unterseite Durchlässe 22 sind in den Wänden des Ofens Heiß- des Ofens angeordneten Steuermechanismus 45 gas-Austrittsschlitze oder -öffnungen 39 vorgesehen. 50 reguliert wird. Außerdem ist klar, daß sich der KaIk-Die öffnungen 39 führen in eine Ring- oder Sammel- stein in dem Ofen anhäuft, damit er ihn vollständig leitung 36, die über die Leitung 26 an die in die füllt.At a distance dl from the combustion chamber its own weight downwards. Thus, 38, equal to the distance d between the furnace, traverses each treatment zone of the furnace with a chamber 38 and the top of the restricted speed gas controlled by means of the control mechanism 45 arranged in the walls of the furnace on the bottom of the passages 22 Outlet slots or openings 39 are provided. 50 is regulated. In addition, it is clear that the clay die openings 39 lead into a ring stone or collecting stone accumulates in the furnace so that it can be completely filled.

Vorwärmzone führende obere Ringleitung 25 an- Die Luft wird mit Hilfe des durch das Gebläse 56Upper ring line 25 leading to the preheating zone

geschlossen ist. bewirkten Druckunterschieds durch die öffnungen 41closed is. caused pressure difference through the openings 41

Es leuchtet ein, daß jeder den Verbrennungsgasen 55 in den Ofen eingesaugt, indem sie dem durch die voll vermittelte Gasdruck von der Feuerungskammer aus ausgezogenen Pfeile nach Fig. 3 dargestellten Weg die gleiche Gasgeschwindigkeit in beiden Richtungen folgt. Man läßt also kühle Luft durch die Kühlzone bewirkt. Durch Beschränkung der Querschnittsfläche 40 strömen, um das dort vorhandene körnig gewordes Ofenschachtes oberhalb der Feuerungskammer dene Produkt zu kühlen. Nach dem durch das 38 auf etwa 25·'· der Querschnittsfläche des Haupt- 60 Gebläse 56 bewirkten Ansaugen wird die Luft zu Schachtes 10 oder weniger beträgt die Gesamtgas- Austrittsöffnungen 42 oberhalb der Einläßöffnungen massenströmung der Verbrennungsprodukte aus der 41 gesaugt. Somit bewegt sich die Luft, da sich der Feuerungskammer 38 in die Vorwärmzone 20 nach Kalkstein langsam nach unten bewegt, zu dem Brennoben 20·/· und durch die Brennzone 30 nach unten gutfluß im Gegenstrom. Das Gebläse 56 saugt die 80Vo. Demzufolge kann man sagen, daß die tatsäch- 65 Luft aus der Ringleitung 47 über die Leitung 44 an liehen Vorgänge in der Brennzone 30 des Ofens in und drückt sie in die Feuerungskammer 38.
bezug auf den Brenngutfluß etwa zu 80°/· im Gleich- Die so der Feuerungskammer 38 zugeführte LuftIt is evident that each of the combustion gases 55 is sucked into the furnace by following the same gas velocity in both directions as shown by the fully conveyed gas pressure from the firing chamber of solid arrows in FIG. So one lets cool air through the cooling zone. By restricting the cross-sectional area 40 flow in order to cool the existing granular furnace shaft above the furnace chamber dene product. After the suction caused by the 38 to about 25 · '· the cross-sectional area of the main fan 56, the air is sucked out of the 41 to the duct 10 or less. Thus, as the furnace chamber 38 moves slowly downwards into the preheating zone 20 for limestone, the air moves in countercurrent to the furnace top 20 · / · and through the combustion zone 30 downwards. The fan 56 sucks the 80Vo. Accordingly, it can be said that the actual air from the ring line 47 via the line 44 borrows into processes in the combustion zone 30 of the furnace and presses it into the combustion chamber 38.
In relation to the flow of fuel, about 80 ° / · in the same way. The air thus supplied to the furnace chamber 38

strom und zu 20·.'· im Gegenstrom ablaufen. wird mit über die Leitung 51 zugeführtem öl oderflow and to 20 ·. '· run in countercurrent. is supplied via the line 51 with oil or

Erdgas gemischt zur vollständigen Verbrennung in der Feuerungskammer 38, die in dem zentralen Teil der Brennzone 30 nach unten offen list. Die Ver-. brennungsprodukte aus der Feuerungskammer treffen unmittelbar auf den vorgewärmten Kalkstein, der . über die aus der Vorwärmzone 20 führenden beschränkten Durchlässe 22 in die Brennzbne 30 eingebracht wird. Die Verbrenriungsprodukte strömen die Brenn- oder Heißzone 30 hinab, dann durch die >,X öffnungen 39 in die Heißgas-Ringleitung 36 hinein, ίο aus der sie bei Temperaturen von etwa 1000 bis -1300° C austreten, um der Vorwärmzone 20 zugeführt zu werden. Natural gas mixed for complete combustion in the combustion chamber 38, which is open at the bottom in the central part of the combustion zone 30. The Ver-. combustion products from the combustion chamber directly meet the preheated limestone, the. Introduced into the furnace 30 via the restricted passages 22 leading from the preheating zone 20 will. The combustion products flow down the burn or hot zone 30, then through the>, X openings 39 into the hot gas ring line 36, ίο from which they exit at temperatures of about 1000 to -1300 ° C. in order to be fed to the preheating zone 20.

Die Gase erreichen bei ihrem Hindurchströmen durch die Brennzone 30 die öffnungen 39 in einem Abstand unterhalb der Feuerungskammer 38, so daß sie also in einer Richtung im Gleichstrom mit dem Brenngutfluß strömen.As they flow through the combustion zone 30, the gases reach the openings 39 in one Distance below the firing chamber 38, so that they are in one direction in cocurrent with the Flow of the material to be fired.

Bei dieser Anordnung ist es möglich, daß die; Verbrennungsprodukte die Feuerungskammer 38 bei «o Temperaturen von etwa 1550 bis 1750° C verlassen. Flammschwächung oder -umwälzung ist bei dem Ofensystem mit nach unten gerichteem Brenngutfluß · · normalerweise nicht erforderlich, da, wenn die Hochtemperaturgase mit ungebranntem Kalkstein in Be- »5 running kommen, sie durch den Brennvorgang sofort * abgekühlt werden, so daß ein Totbrennen des Brennguts nicht vorkommen kann. Falls eine äußerst genaue Steuerung, beispielsweise bei außergewöhnlich wärmeempfindlichem Brenngut, erforderlich ist, könnte man zum Teil einen Brenngaskreislauf verwenden.With this arrangement it is possible that the; Combustion products the combustion chamber 38 at «o Leave temperatures of around 1550 to 1750 ° C. Flame weakening or circulation is with that Furnace system with downwardly directed fuel flow · · normally not required, since when the high-temperature gases get into running with unburned limestone, you get through the firing process immediately * be cooled so that the material to be fired cannot burn to death. If extremely precise Control, for example in the case of unusually heat-sensitive items to be fired, is required, one could partly use a fuel gas cycle.

Die Auswirkung dieser Anordnung auf den Brennvorgang ist in den in Fig. 6 dargestellten, das Temperaturverhältnis zwischen Brenngut und Gas veranschaulichenden Kurven klar angegeben. Die Kurve für den Ofen mit Gleichstrom-Heißzone zeigt, daß der Brennvorgang über einen ausgedehnten Zeitraum bei gleichmäßig niedriger Temperatur ρ 2 stattfindet. Die erhebliche Hitzespannung (tremendous heat potential) entwickelt zwischen den Verbrennungsprodukten aus der Feuerungskammer 38 bei etwa 1650° C und dem vorgewärmten Brenngut bei etwa 950° C einen Unterschied von 750° C, der zu äußerst hohen Wärmeübertragungsgeschwindigkeiten führt zu einem Zeitpunkt, da der hohe CXX-Gehalt des Kalks sein Totbrennen unmöglich macht. Das Brenngut kann natürlich nicht über die Temperatur ^: der Gase hinaus erhitzt werden, so daß, je länger die wirksame Heißzone ist, die Endtemperatur des Brennprozesses um so niedriger ist. Das Kalkbrennen ist ein hochgradig endothermer Vorgang, und solange sich CO₂ entwickelt ist es schwierig, den Kalk zu überhitzen. Die Kurven gi und pl zeigen jeweils die ^; Temperatur der Gase oder der Flammen in bezug auf die Temperatur des Brennguts bei Veranschaulichung der durch einen Standardofen verursachten kritischen Situation, die leicht zu einem Totbrennen des Brennguts führt.The effect of this arrangement on the firing process is clearly indicated in the curves shown in FIG. 6 which illustrate the temperature relationship between the material to be fired and the gas. The curve for the furnace with a direct current hot zone shows that the firing process takes place over an extended period of time at a uniformly low temperature ρ 2. The considerable heat voltage (tremendous heat potential) develops between the combustion products from the combustion chamber 38 at around 1650 ° C and the preheated firing material at around 950 ° C, a difference of 750 ° C, which leads to extremely high heat transfer speeds at a time when the high CXX content of the lime makes it impossible to burn it to death. The combustible material can not of course on the ^temperature: the gases are also heated so that the longer the effective hot zone is the final temperature of the firing process is lower by. Lime burning is a highly endothermic process and as long as CO _{2 is} evolving it is difficult to overheat the lime. The curves gi and pl each show the ^; Temperature of the gases or the flames in relation to the temperature of the material to be fired, illustrating the critical situation caused by a standard furnace, which can easily lead to the material being burned to death.

- Selbst wenn das Brenngut bereits vor dem Verlassen der Brennzone 30 fertig gebrannt ist, befindet es sich nur noch mit den kühlsten Gasen in Berührung und kann es also nicht totbrennen, so daß das Brenngut zur Gewährleistung eines vollständigen Brennens des gesamten Brennguts über einen ausgedehnten Zeitraum in der Brennzone 30 belassen werden kann. Das Gesamtergebnis der Bauart mit Gleichstrom und nach unten gerichtetem Brenncutfluß in der Brennzone ist ein Ofen, der naturgemäß keine Gasführung bzw. Gaskanalbildung aufweisen und nicht zum Totbrennen des Brennguts führen kann. Auf Grund des Wirkungsgrades der Wärmeübertragung und des Fehlens eines Überlappens in der Brenn- und in der Vorwärmzone kann angenommen werden, daß die Brennstoffausbeute im Bereich von ; 1007 960 Kcal^ ^pro Tonne .stark -'calcium-- Even if the item to be fired has already been left before it is left the burning zone 30 is completely burned, it is only in contact with the coolest gases and cannot burn it to death, so that Firing material to ensure complete firing of the entire firing material over an extended period Period of time in the burning zone 30 can be left. The overall result of the design with Direct current and downward burning cut flow in the burning zone is a furnace that by its nature do not show any gas flow or gas channel formation and do not lead to dead burning of the items to be fired can. Due to the efficiency of heat transfer and the lack of overlap in in the combustion and in the preheating zone, it can be assumed that the fuel yield is in the range from ; 1007 960 Kcal ^ ^ per ton of .strong -'calcium-

haltigen Kalk liegt. /^ ' ' ""'"'""'""■., containing lime. / ^ ''""'"'""'""■.,

:. Ein weiteres Ergebnis .der Gleichstrom-Feuerung besteht darin, daß das in die Brennzone hineinwandernde Brenngut mit den heißesten Gasen in Berührung kommt und die Gase proportional mit seinem Absinken in dem Ofen kühler werden, so daß vorzeitig fertig gebranntes Brenngut keinen zunehmend heißeren, das Brenngut totbrennenden Gasen ausgesetzt wird.:. Another result of direct current firing consists in the fact that the material to be burned with the hottest gases in the burning zone Comes into contact and the gases become cooler proportionally with its sinking in the furnace, so that Pre-fired items to be fired do not have increasingly hot gases that burn to death is exposed.

■ Wie beschrieben, werden die Heißgase aus der Windringleitung 36 über die Leitung 26 zu der Ringleitung 52' und über die öffnungen 24 in die Vorwärmzone 20 hineingeleitet. Zum Hindurchdrücken der äußerst heißen Gase durch die Leitung 26 ist kein Gebläse erforderlich, indem der Druckunterschied durch den in der Brennzone 30 erzielten hohen Druck und durch das Außengebläse 56 aufrechterhalten wird. Die in die Vorwärmzone einströmenden Heißgase wärmen den Kalkstein vor zur Vorbereitung für die Brennzone. Die günstigste Methode des Hindurchleitens von Gasen durch die Vorwärmzone ist das Gegenstromverfahren, daß, wie aus der Zeichnung ersichtlich, dadurch erreicht wird, daß die Absaugleitung 28 oberhalb der Einlaßöffnungen 24 in der Vorwärmzone angeordnet ist.■ As described, the hot gases are from the Wind ring line 36 via line 26 to ring line 52 'and via openings 24 into the preheating zone 20 ushered in. For pushing the extremely hot gases through line 26 is no Blower required by the pressure difference due to the high pressure achieved in the combustion zone 30 and is maintained by the outdoor fan 56. The hot gases flowing into the preheating zone preheat the limestone in preparation for the burn zone. The cheapest method of passing through of gases through the preheating zone is the countercurrent method that, as from the drawing can be seen, is achieved in that the suction line 28 above the inlet openings 24 in the preheating zone is arranged.

Claims

Claims:,

1. Shaft furnace fed from above for burning heat-sensitive material, in particular Lime, with a preheating zone, a burning zone and a cooling zone, with a downward-facing Burner unit, with devices for extracting gases from the cooling zone in the combustion zone and from the combustion zone into the preheating zone, with the gases in the cooling zone and in the front of the shaft furnace in countercurrent, but in the combustion zone in cocurrent are performed, characterized in that a cross-section reduction (22) is arranged above the burner device (38) and above the combustion zone (30), wherein the reduced passage cross-section less than or equal to 25% of the free shaft furnace cross-section is.

2. Shaft furnace according to claim 1, characterized in that the reduced passage cross-section is approximately 25 ⁰ O of the free shaft furnace cross-section.

3. Shaft furnace according to claim 1 to 2, characterized in that the length (rf) of the cross-sectional reduction (22) is at least equal to the distance (dl) from the lower edge of the combustion chamber (38) to the outlets (39) from the combustion zone (30 ) to the Vorwännzone (20) is.

4. Shaft furnace according to claim 1 to 3, characterized in that at least on one side of the furnace an access (33) to the burner device is provided.

5. Shaft furnace according to claim 1 to 4, characterized in that the burner device is a

009 633/52

A plurality of spaced apart burners (131).

6. Shaft furnace according to claim 1 to 5, characterized in that the cross-sectional reduction by a plurality of substantially vertically arranged, the burner device enclosing passages (22) is formed.

1010

7. Method of burning heat sensitive Material in a shaft furnace according to one of Claims 1 to 6, characterized in that that the pressure difference resulting from the reduction in cross section (22) is exclusive is used to generate a direct current in the combustion zone (30). ,

1 sheet of drawings