DE1558057C - Querstromschachtofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Querstromschachtofen zum Brennen oder Sintern von Kalkstein, Dolomit oder Magnesit in einem Schacht mit vorzugsweise rechteckigem Querschnitt und beiderseits angeordneten Gaskammern, in dem das Brenngut von oben nach unten nacheinander eine Vorwärmzone, mindestens zwei Brennzonen und eine Kühlzone sowie zwischen diesen Zonen angeordnete Dichtzonen durchläuft.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 068 171 ist ein Querstromschachtofen mit zwei Brennzonen bekannt, denen je eine Brennkammer zugeordnet ist. Beide Brennzonen werden von dem nur teilweise verbrann-. ten Gas in jeweils der gleichen Richtung nur einmal quer durchströmt, wobei durch die Höhe des mit Gut angefüllten Schachtabschnitts zwischen den Brennzonen vermieden'werden soll, daß Gas aus der unteren Brennzone auf senkrechtem Weg in die obere Brennzone gelangt. Aus jeder Brennzone wird das gesamte Abgas, das noch eine hohe fühlbare und chemische Abgaswärme aufweist, einer gemeinsamen Sammelkammer zugeführt, dort unter Luftzumischung vollständig verbrannt' und einer Vorwärmzone zugeleitet. Da die Höhe der zu durchströmenden Schüttgutsäule wegen des Durchtrittwiderstandes begrenzt ist, bleibt ein erheblicher Teil der durch die vollständige Verbrennung erhaltenen fühlbaren Wärme der Abgase ungenutzt und geht verloren. Wenn außerdem das zu behandelnde Gut nicht eng klassiert ist, also kleinere Stücke neben größeren vorliegen, kann bereits in der Vorwärmzone der kleinstückige Anteil überbrannt werden. Ferner wird das Gut in den Brennzonen ungleichmäßig erwärmt, da die Strömungsrichtung der Heizgase in beiden Brennzonen gleich ist. Hieraus resultiert eine Qualitätsminderung des Endproduktes.

Gemäß der deutschen Auslcgeschrift 1 197 798 soll der ungleichmäßige Brand dadurch vermieden werden, daß auf beiden Seiten Brennkammern angeordnet sind, die abwechselnd arbeiten, wobei sich jeweils ein Heizgaskreislauf einstellt. Beim Wechsel der Strömungsrichtung durch Umschalten von dem einen auf den anderen Brenner führt aber der sich aus den Heizgasen jeweils im Schacht und in den Gaskanälen absetzende Staub zu erheblichen Störungen. Außerdem wirkt sich der beim¹ Richtungswechsel eintretende sprunghafte Temperaturanstieg nicht nur nachteilig auf dasj zu behandelnde Gut aus, sondern führt auch zu Schaden der Ausmauerung des Schachtes. Bei dieser Anordnung ist keine Vorkehrung zur Beherrschung der;Abgasmengen und Ausnutzung der in den Abgasen enthaltenen' fühlbaren Wärme ge-

' troffen/ . -T · :'. | V -^r.^:". \.'^:".'"'; "" " ; "' "' ■ '' ■ Aus der deutschen Patentschrift 1 034 090 ist ein querstrombeheizter Schachtofen bekannt, der auf der einen Seite des Gutschachtes eine untere Gasabzug- kammer und eine obere Gaseinlaßkammer und auf der gegenüberliegenden Schachtseite eine obere Gas-

jibzugkammer und eine untere Gaseinlaßkammer aufweist, welche über Durchtrittsöffnungen mit dem Gutschacht in Verbindung stehen. Jede Gasabzugkammer steht mit der Ansaugseite eines auf der zugehörigen Schachtseite angeordneten Injektorbrenners in Verbindung. Jeder Injektorbrenner mündet in eine mit einer Zuführung für vorgewärmte Frischluft versehene Brennkammer, aus welcher.die Heißgase der jeweiligen Gascinlaßkammer zugeführt werden, . um in einer oberen und einer unteren Ebene den Gutschacht in entgegengesetzten Richtungen quer zu durchströmen. Auf diese Weise soll sich ein Gaskreislauf einstellen. Bei diesem Ofen erweist sich als nachteilig, daß die starren Injektoren auf ein im wesentlichen konstantes Purchsa.tzyolumen angewiesen sind, um einen störungsfreien Betrieb zu gewährleisten. Störungen können im vorliegenden Falle also bereits dann auftreten, wenn sich· auf Grund einer veränderten Schüttdichte im Schacht und damit verbundenem Anstieg des Druckwiderstandes in der Gutsäule das dem jeweiligen Injektor zur Verfugung stehende Gasvolumen geringfügig ändert. Insbesondere sind Störungen jedoch durch die erhebliche Staubbelastung des Gasstroms unvermeidlich. Darüber hinaus sind an diesem Ofen keine Maßnahmen zur Beherrschung der im Betrieb anfallenden Abgase getroffen, wodurch die Wärmewirtschaftlichkeit entscheidend beeinträchtigt wird. · ..

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Querstromschachtofen der obengenannten Art zu schaffen, der_/ sich im Betrieb durch gleichmäßige Gutserwärmung' auszeichnet und wobei durch das Umwälzen eines Teiles der Abgase die Wärmewirtschaftlichkeit in den Brennzonen verbessert und durch gezielte Maßnahmen die Vorwärmung des Gutes in der Vorwärmzone gleichmäßig und wirtschaftlich gestaltet wird. Die Aufgabe wird gemäß, der Erfindung dadurch gelöst, daß jede'Brennzone einen an sich bekannten geschlossenen Heizgaskreislauf aufweist, dessen Brennkammer jeweils ein in der Rohrleitung für die vorgewärmte Frischluft in an sich bekannter Weise angeordnetes Gebläse und ein Brenner zugeordnet sind, und daß aus jedem Heizgaskreislauf mindestens ein in die Vorwärmzone mündender Abgaskanal von dem mit der abführenden Gaskammer verbundenen Umlaufkanal abzweigt. Hierdurch wird in Verbindung mit der zwischen den Brennzonen angeordneten Dichtzone erreicht, daß die Heizgaskreisläufe völlig unabhängig voneinander betrieben werden können, so daß die Temperaturführung dem jeweiligen Behandlungsgut und -verfahren angepaßt werden kann. Dies wirkt sich günstig auf die Qualität des Endproduktes aus. Außerdem führt der mit dem Gegenstand der Erfindung mögliche kontinuierliche Betrieb zu einer Beherrschung des.in den Gasströmen mitgeführten Staubanteils. Schließlich wird die Abgaswärme optimal genutzt, da zu dem heißen Umwälzgas jeweils nur so viel vorgewärmte Frischluft zugemischt werden muß, wie dies die Unterhaltung der Verbrennung erfordert, wobei überschüssige Abgase gezielt aus jedem der beiden Heizgaskreisläufe zum Vorwärmen des Gutes in die Vor- : wärmzone abgezweigt und dort zur Entlastung nachgeordneter. Entstaubungseinrichtungen vorentstaubt werden. ;,■..;, .... ..;,;. '

In vorteilhafter Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes wird vorgeschlagen, daß der Boden jeder Gaskammer geneigt ist'und in einen in die nächstgelegene Dichtzone mündenden Kanal oder eine Fördervorrichtung übergeht. Durch diese Maßnahme wird ermöglicht, den sich aus den Gasen absetzenden Staub in den Schacht zurückzuführen bzw. aus dem Ofen abzuziehen, pemzufolge können sich keine störenden Staubablagerungen bilden, die bislang in kurzen Zeitabständen Stillsetzungen der bekannten Querstromschachtöfen erzwangen. Der Querstromschachtofen gemäß der Erfindung kann also über einen bisher unbekannt langen Zeitraum

betrieben werden, ohne zur Staubentfernung stillgesetzt werden zu müssen.

In der Abbildung ist ein Äusführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Querstromschachtofen im Längsschnitt dargestellt.

Der Ofenschacht 1 erstreckt sich über die gesamte Ofenhöhe. Das Brenngut wird am oberen Schachtende, das in bekannter Weise mit einer zeichnerisch nicht dargestellten Beschickung (Begichtung) versehen ist, zugeführt. Der Schacht 1 ist gegliedert in eine Vorwärmzone 2, eine Dichtzone 3 a, eine obere Brennzone4a, eine zweite Dichtzone3b, eine untere Brennzone 4 b, eine dritte Dichtzone 3 c und eine Kühizone 5. Am unteren Schachtende 6 befindet sich eine zeichnerisch nicht dargestellte Vorrichtung zum kontinuierlichen Abzug des gebrannten Gutes mit einer dem Brennprozeß anpaßbaren Abzugsgeschwindigkeit.

Bevor das gebrannte Gut den Schacht verläßt, wird es in der Kühlzone 5 von Frischluft durchströmt und' gekühlt. Die erhitzte Kühlluft durchströmt einen Vorwärmer 7 für Verbrennungsluft. Die vorgewärmte Verbrennungsluft wird über Rohrleitungen 8 in Strahlgebläse 9 eingeblasen. Jeder Brennzone ist min-. destens ein Strahlgebläse zugeordnet. Auf diese Weise wird dem Heizgaskreislauf jeder Brennzone sowohl die erforderliche Menge vorgewärmte Verbrennungsluft als auch die für die mehrfache Umwälzung der Heizgase im Heizgaskreislauf erforderliche kinetische Energie zugeführt. Der Kreislauf der Heizgase jeder Brennzone 4a, Ab erfolgt vom Strahlgebläse 9 aus • über die Brennkammer 10, die einspeisende Gaskammer 11, die zugeordnete Brennzone, die abführende Gaskammer 12 und einen Umlaufkanal 13 zurück zum Strahlgebläse 9. Der Brennstoff wird über den Brenner 14 in die Brennkammer 10 eingespeist. Das sich während des Brennprozesses bildende Überschußgas wird über - Abgaskanäle 15 oberhalb der oberen Dichtzone 3 α in die Vorwärmzone 2 eingespeist und, nachdem es Wärme an das frische Aufgabematerial abgegeben hat, über einen Kamin abgeführt. ' - ·

Bei der beschriebenen Anordnung strömen die Heizgase über öffnungen 17 in den Schachtwänden horizontal also im Querstrom durch das im Schacht befindliche Brenngut. Um zu verhindern, daß Gase den Schacht in vertikaler Richtung durchströmen, sind ober- und unterhalb jeder Brennzone Dichtzonen angeordnet, die aus entsprechend bemessenen Höhenabschnitten der Brenngutsäule bestehen. Die Dichtwirkung wird durch das dicht gelagerte Brenn-" gut in hinreichendem Maße gewährt. Abweichend vom dargestellten Beispiel kann eine beliebige Zahl von Brennzonen vorgesehen werden, wobei es stets möglich und für die Gleichmäßigkeit des Endprodukts vorteilhaft ist, wenn die Richtung des Heizgasstromes von Brennzone zu Brennzone wechselt. Wenn auch der Temperaturgradient zwischen Einström- und Ausströmseite der Brennzone infolge des wiederholten Umlaufes der Gase und hoher Umlaufgeschwindigkeiten sehr klein ist, so daß allein da-; durch ein sehr gleichmäßiger Brand über den ganzen Schachtquerschnitt erzielt wird, unterbindet die von Zone zu Zone wechselnde Gasstromrichtung eine unterschiedliche Sinkgeschwindigkeit anfangs ungleichmäßig durchgebrannter Anteile des Brenngutes.

Bei der betrieblichen Strömungsgeschwindigkeit der Heizgase werden feinere Körnungen des Brenngutes mitgeschleppt. Sie lagern sich größtenteils auf den Böden der Gaskammern ab. Durch Schrägstellung der Gaskammerböden 18 und Übergang in einen in die nächstgelegene Dichtzone mündenden Kanal 19 gelangt das ausgeschiedene Gut unter Schwerkrafteinfluß wieder in den Schacht 1 zur weiteren Behandlung. Weil die einzelnen Heizgaskreisläufe vollkommen unabhängig voneinander sind, können die

ίο Dichtzonen von Gasströmungen und Druckunterschieden freigehalten werden, so daß das Niedersinken des ausgeschiedenen Gutes nicht beeinträchtigt wird. Da es unter Umständen nicht erwünscht ist, die Ablagerungen in den untersten Gaskammern in den Schacht 1 zurückzuführen, werden dort mechanische Fördervorrichtungen 20 vorgesehen, die die Ablagerungen kontinuierlich abtransportieren.

Die hohe Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Ofens beruht neben der vollen Ausnutzung der Abwärme in der Kühl- und Vorwärmzone 5, 2 auf der intensiven Heizgasumwälzung in Verbindung mit der Möglichkeit, die Luft- und Brennstoffzufuhr in jedem Gaskreislauf unabhängig zu beeinflussen und damit die für ein qualifiziertes Endprodukt in jeder Brennzone zu gewährleistenden Werte der Temperatur, der Gasgeschwindigkeit, des Gasdruckes und der Gasqualität einzustellen oder durch Regelgeräte nach vorgegebenen Werten aufrechtzuerhalten, ohne daß durch einen Stell- oder Regelvorgang ein Einfluß auf andere Brennzonen wirksam wird.. Damit ist ein , stabiler Ofenbetrieb gewährleistet.

Als Stellorgan können beliebige, nach dem Stand der Technik bekannte, zeichnerisch nicht dargestellte Klappen, Schieber, Ventile und Ejektoren an den Zu-

führungen für Luft und Brennstoffe, 14 sowie an den Abgaskanälen 15 oder anderen geeigneten und zugänglichen Stellen vorgesehen und gegebenenfalls mit Meß- und Regelgliedern gleichfalls. bekannter Art in Wirkungsverbindung gebracht werden.

Claims (2)

. Patentansprüche:

1. Quer^tromschachtofen zum Brennen oder Sintern von Kalkstein, Dolomit oder Magnesit in einem Schacht mit vorzugsweise rechteckigem Querschnitt ■ und beiderseits angeordneten Gas-

■'.. kammern; | in· (|em das Breringut von oben nach unten nacheinander eine Vorwärmzone, mindestens zwei Brehnzonen und eine Kühlzone sowie zwischen diesen Zonen angeordnete Dichtzonen durchläuft^ d> du r c h g e k e η η ζ ei c h η e t, daß jede Brenhzone (4 a, 4 b) einen an sich bekannten geschlossenen Heizgaskreislauf aufweist, dessen Brennkammer (10) jeweils ein in der Rohrleitung (8) für' die vorgewärmte Frischluft in an sich bekanntet Weise angeordnetes Gebläse (9) und ein Brenner (14) zugeordnet sind, und daß aus jedem Heizgaskreislauf mindestens ein in die Vprwärmzone/ mündender Abgaskanal (15) von dem mit der abführenden Gaskammer (12) verbundenen Umlauf kanal (13) abzweigt. :

2. Qüerstromschachtofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden jeder Gaskammer (11,12) geneigt ist und in einen in die nächstgelegene Dichtzone (36) mündenden Kanal (19) oder eine Fördervorrichtung (20) übergeht. -

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen