DE1583436A1 - Verfahren fuer den Betrieb eines vertikalen Brennofens - Google Patents

Description

• Verfahren für den Betrieb eines vertikalen Brennofens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für den Betrieb eines vertikalen Brennofens mit einer-Vorwärmzone, einer-. Verbrennungszone und einer Kühlzone, . und 'insbesondere auf die Herstellung von Kalkstein in einem solchen Brennofen,. -,der mit festem kohlenstoffhaltigen Brennstoff und Kalkstein as Charge beschickt wird, wobei der Kalkstein fortlaufend durch den Brennofen zu Boden sinkt während der Brennstoff verbrennt und der verbrannte Kalk mechanisch vom Boden des Ofens entfernt Wird, .- Zur Steuerung der Temperatur in vertikalen Kalköfen wurden bereits verschiedene Verfahren_erprobt, um eine einheitliche Qualität des Kalkes zu erzielen und ein Überhitzen und unzulässiges Härten des Kalkes zu verhindern. `Das Einleiten von heißen Verbrennungsgasen in die mittlere Zone eines vertikalen Brennofens aus einem außenliegenden Brennstoffbettafen wurde durch zusätzliche Verwendung von Gas-Rückleitung gemäß dem Eldred-Verfahren, geringfügig verbessert. Es wurde ebenfalls durch die Verwendung von Gasgeneratoren verbessert, die-mit vorgeheizter Sekundärluft aus der unteren Zone des Brennofens gespeist wurden, die das Generatorgas in der mittleren Zone des Brennofens verbrannte. Ziel der Erfindung ist, ein Arbeitsverfahren zu schaffen, das der Kalkindustrie die Verwendung eines vertikalen Brennofens erlaubt, dessen Temperatur exakt steuerbar sind, und der eine höhere Leistungsfähigkeit bei geringerem Kostenaufwand besitzt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß einanorganischer Stoff zur Behandlung mit einzelnen Stücken eines festen, kohlenstoffhaltigen Brennstoffs locker vermischt wird, wobei die Stücke zur Bildung einer Charge einzeln mit einem festen, schmelzbaren, hitzebeständigen, gegenüber 02 und Co2 inerten Material umhüllt sind, daß die Charge in die Vorwämzone eingeführt wird und senkrecht durch den Brennofen auf den Boden desselben im Gegenstrom zu den durch Einleiten von Verbrennungsluft in die Kühlzone entwickelten Verbrennungsgasen herabsinkt, wobei die Verbrennungsluft zusammen mit dem Brennstoff nach dem. Abschmelzen des die Brennstoffstücke umhüllenden Materials reagiert, um die Charge in der Verbrennungszone auf eine Temperatur. oberhalb des Schmelzpunktes des hitzebeständigen Materials, jedoch unterhalb des .Schmelzpunktes des anorganischen Stoffes zu erhitzen, und die sich entwickelnden :Verbrennungsgase die Charge in der Vorwärmezone vorwärmen, und daß die Verbrennungsluft vorgewärmt wird, während sieden behandelten anorganischen, durch die Kühlzone herabsinkenden Stoff kühlt, der vom Boden des Brennofens als festes Endprodukt ent-. fernt : wird.
• Diese verzögerte Verbrennung wird durch Zuführen des ,Brennstoffes in den Brennofen in Form einzelner Stücke erreicht, die jeweils umhüllt oder verschlössen sind, oder deren Außenfläche auf eine andere Weise in einer Umhüllung in Form eines an dem Brennstoff haftenden, ihn umhüllenden Mantels aus einem festen; jedoch schmelzbaren, anorganischen-, hitzebeständigen Material abgedichtet ist, um die Oberfläche des Brennstoffs gegen Luft Moder Gas dicht abzuschließen, bis diese Umhüllung 'einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Umhallenden Materials aasgesetzt wird. Das den Brennstoff unhtl$ende- Material sollte sich chemisch gegenüber den durch äen Brennofen aufsteigenden Gasen,' wie z.B. Sauer- -:-stoßt,- -Stickstoff, 'Kohlendioxyd und gegenüber Wasser -bei Temperaturen bis auf mindestens ca 982:- #C inert veF-.halten. Der Fließpunkt ist so ge@xrählt, daß das Ab3chmelzen der Umhüllung von dem _Brennstoff gewi3,-hrleistet ist, um die Oberfläche des Brennstoffs der durch die Charge auf eine bestimmte Höhe gemäß dem Gas-Temperaturgradienten senkrecht durch die Charge aufsteigenden Luft, auszusetzen. In einem Kalkbrennofen kann sich dieser Fließnunkt somit im Bereich von ca. 87'1 °C bis zu 1182°C bevW.eno Mit einer solchen Vcrz:ör-,erung -wird -verhirLc)ert, daß der Brennstoff bei Temperaturen verbrennt, die für eine größtmögliche Ergiebigkeit zu hoch sind. Da der umhüllte Brennstoff oberhalb der gewählten Schmelztemperatur vor all den aufsteigenden Gasen geschützt ist, ist eine zusätzliche Verbesserung der Ergiebigkeit dadurch -gegeben, daß das in diesen Gasen vorhandene C02 oder H'20 oberhalb der die Umhüllung abschmelzenden Temperatur nicht mit den heißen umhüllten Kohlenstoffstüc.ken in Berührung kommt. Dadurch wird verhindert, daß bei so hohen Temperaturen C02 auf CO oder H20 -auf R2 reduziert wird, und die so entstehenden brenribareh C0- und 11- Gase unverbrannt mit den Abgasen entweichen kbnnen und WUrmeverluste darst@elleno - .

  Solche Wärmeverlusts -terin _dig `Redtztieru-

  der. Gase nicht oberhalb der. Absähmelztemperatur ato'L ttfinden'.

  kann: Dib vorhe=chenden Temperüturen `gna ae voaedere . ' .

  Luft ge.;T:-ährleisten sodann eine vollständige Oxydation praktisch aller brennbaren, im Brennofen erzeugten Gase, bevor sie-den oberen feil der Charge erreichen können, so daß die gesamte IiTärme beim Wärmeaustausch und Vorwärmen der zugeführten Charge im Brennofen verbleibt* Ein bevorzugtes. Umhüllungsmaterial für den Betrieb in- einem Kalkbrennofen ist ein Gemisch. aus Kalk und Kieselsäure, das mit andersn keramischen oder hitzebeständigen Zusätzen versetzt -=erden kann, um ein feuerfestes Material mit einem Schmelzpunkt von 87100 bis zu 9820C zu ergeben. Den Überzug des Brennstoffes kann man z.B. dadurch herstellen, daß man ein hitzebeständiges Material pulverisiert und einen Schlamm herstellt, in den: man die Koksstücke oder andere, zur,Verwendung in Hochöfen bearbeitete, kohlenstoffhaltige Brennstoffstücke eintaucht und sie dann zum lroc'lrnen herausnimmt, um sie mit einem anhaftenden Schutzüberzug zu versehen. Der heiße Brennstoff wird direkt nach dem Verkokungs® vorgang in einen Brei eingetaucht, damit der feuerfeste Stoff während des AbkUhlvorgangs in die Poren einziehekann. Dadurch wird die Adhäsion der den Brennstoff umgebenden Umhüllung verbessert® 'Neuere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Bedehreihung des in der beigefügten Zeichnung ,dargestellten Beiepielnm: Die Zeichnr:g zeigt eine schematische Ansicht eines Brennofens gemäß der Erfindung. Der Brennofen besitzt einen im wesentlichen runden Querschnitt-und konisch;; Wände, die sich auf einen maximalen Durchmesser etwa in halber -Höhe des Ofens erweitern. Am oberen Ende des Brennofens ist ein Schneckenförderer 20, und am unteren Ende des Brennofens eine mechanische Ausstoßanlage in Form eines endlosen Kettenrostförderers 22 oder anderer zweckmäßiger Vorrichtungen vorgesehen. Kalksteinschotter kann somit am obren Ende in einem solchen Verhältnis zu den umhüllten Brennstoffstücken (Koks, Holzkohle oder andere kohlenatoffhaltige, schwerflüchtige -Stoffe mit einer einwandfreien Struktur, die nicht zerbricht) eingeleitet werden, so daß sich in dem Ofen eine maximale Temperatur etwa auf halber Höhe des Brennofens- einstellen kann, bei Produkt -der Brennstoffverbrennung durch den, Ofen aufsteigt und die Brennstoffumhüllung abschmilzt und die sich. oberhalb dieser Zone entwickelnde Wärme auf die e.r_ te-@ae Y@,irdƒ stein-Brennstoffcharge übertragen

  n der Zwischenzeit ;teigt die am unteren Ei,-de bei 24

  unter atmosphärischen Luft-bedinpungvn- n. den hr@:Yq?'@.o:t'I

  Ür rl@rrlktäY1 benötigte luf i durch den .zur

  e in@",elei e@zur

  Reaktion f,C:@@O'11.i1Cs?E@YI gebt" annten Kalk auf während die sov auf

  den Boden des-Brennofen- herabsinlz-t und k;ihlt ihn, damit

  er durch die Ausstoßanlage entfernt werden kann» Gleich-

  zeitig; 71ird die Duft z=:-ecks wirksamer Verbrennun,--. des

  Drerinsto_ -.'s in der Zone, in v!elcher der Brennstoff zuerst

  der aufsteigenden Heizluft ausgesetzt wird, vorgewärmt.

  Die eigentliche Luftzufuhr, die den Betrieb aufrechter-

  hält,.. kann durch AnalvAe der V rbrenrlun.sTsgase einschließ-

  lich des durch Verbrennen des Calciumkarbonats erzeugten

  Co, gesteuert werden.

  Die Größe der in dem Umhüllungsmaterial eingeschlossenen

  Brennstoffkerne, die Dicke der Umhüllung und die Geschwindig-

  keit der Abwärtsbewegung, der gesamten Charge, beeinflu sen

  den Grad der Verbrennung;, wird jedoch die @i!.en:@:e an ber-

  schizssiger ,Luft durch eine Gasanalyse oder auf eine andere

  Wesekontrolliert, so` kann" man dadurch den höchsten

  -ylirkungsgra'd -des Betriebes erzielen .und aufrechterhalten.

  . -@ Lurch die Dreizonenänördnung, d.h., eine auf halber

  göhe'angeordneten Verbrennungszone mit einer Vorwärm-Aus-

  tueehsene -öberhalb der "Verbrennungszone und einer Kühlzone

  -unterhalb der Verbrennungszone, Wird eine hohe Ausbeute

  rerzi:e!t,,_ WOW ciie sufeteigende zuh die .-auf -den Boden

  xideht@@e-=t$terhalb der--' erbrennüngezörie kühlt i

  n.e@rennink .ls g4 ,:d,e

  -ChaT*#ge öberhab

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  der Verbrennungszone erwäreen und dabei'die Verbrennungsluft vorwärmen und die bei der Verbrennung entstehenden Abgase kühlen.. Die Zeichnung zeigt den vertikalen als SchQ)rzistein unter natiirlchem Luftzug arbeitenden Brennofen, wobei die Luft durch und um einen Wanderrost eintritt, und die Gase frei aus dem oberen Teil des Brennofens in die Luft abziehen. Die Ausbeute könnte bei gleichbleibender Betriebstemperatur durch Zufuhr eines Druckluftstromes und/oder eines forcierten Zuges durch eine geeignete Luftf"hrung und Ventilatoren am oberen und unteren Ende des mit dem Wanderrost und dem Förderer verbundenen Brennofens mittels eines ähnlichen vertikalen Brennofens einer geeigneten Größe und Höhe mit Vorrichtungen für eine ausreichende Luftzufuhr und für die erforderliche höhere Temperatur ( 1 2600 - 1 3160 C) kann auch der normale Portland ZemenüUinker anstatt mittels des gebräuchlichen Drehofens hergestellt werden. Natürlich muß dann eine andere geeignete Umhüllung zum Überziehen des Koks-Brennstoffes entsprechend der erforderlichen höheren Temperaturen zum Sintern des Zementklinkers verwendet werden.

Claims (1)

1. hatentansprüche 1. Verfahren zum Betrieb eines vertikalen Brennofens mit einer Vorwärmzone, einer :Verbrennungszone und einer Kühl- zone, insbesondere für die Herstellung von Kalkstein, dadurch gekennzeichnet, daß ein anorganischer Stoff zur Behandlung Mit einzelnen Stücken eines festen, kohlen- stoffhaltigen Brennstoffs locker vermischt wird::, wobei die l-)tüdke zur Bildung einer Charge einzeln mit einem festen, schmelzbaren, hitzebeständigen, gegenüber 02, und C02 inerteri material umhüllt sind, und daß die Charge in die Vorwärmzöne eingespeist wird und ser.Lkrecht durch den Brennofen auf den Moden desselben im Gei-enstrom zu den durch Einleiten von Verbrennun-sluft in die Kühlzone entwic`Yelterl Verbrerinun- @m.,--isen herabsinkt, wobei die Ver- brennun-ysluft zusammen mit dem Brennstoff nach dem Ab- sc'hmelzen de, die Drennstoffstücke umgebenden Materials, reagif-:rt, . um die Charge in der Verbrennungszone auf eine Temperatur oberhalb des ;Ichrnelzpunktes des hitzebeständigen Materials, jedoch unterhalb des Schmelzpunktes des an- organischen Stoffes zu erhitzen und die sich entwickelnden Verbrennungsfxäse die Charge in der Vorwärmzorle vor-wärmen, und daß die Verbrennungsluft vorgewärmt wird, während sie den behandelten anorganischen, durch die Kühlzone herabsinkenden Stoff kühlt, der vom Boden des Brennofens als. festes Endprodukt entfernt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kohlenstoffhaltige Brennstoff erst verbrannt wird, wenn er in die Verbrennungszone herabgesunken ist, in der die Temperatur hoch genug ist, um die Brennstoffumhüllung aus festem schmelzbaren, hitzebeständigen Material abzuschmelzen. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennofen ein Kalkbrennofen, der antiorganische Stoff Kalkstein und das .feste F'- rtigp_rodukt gebrannter Kalk ist.