DE19647442A1 - Verfahren zur Vorwärmung von Treibgas zum Betrieb von Schachtöfen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorwärmung von Treibgas für die Unterstützung des Vorgangs beim Brennen von Kalkstein und dergleichen in einem Ringschachtofen.

Zur thermischen Behandlung von stückigem Gut, z. B. beim Brennen von Kalk- bzw. Dolomitgestein zu Kalk, werden Schachtöfen, insbesondere Ringschachtöfen, verwendet (DE 39 15 986 C1 und Zement-Kalk-Gips Nr. 6 (1982), S. 279-289). Zur Unterstützung des Brennvorgangs wird Treibgas durch mehrere, mindestens in einer Querschnittsebene am Ofenumfang verteilte Injektoren in das im Ofen befindliche stückige Brenngut geleitet. Bei dem Treibgas handelt es sich um ein auch Luft enthaltendes Gasgemisch. Diesem Treibgas kann auch Umwälzgas zugemischt werden, welches dem Ofen entnommen und ihm in Mischung mit dem Treibgas wieder zugeführt wird. Die Temperatur des Treibgases soll nach der Lehre der DE 42 41 939 C1 über 800°C liegen und z. B. 900°C betragen. Dadurch soll eine Kondensation der Alkalien im Ofen verhindert werden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den thermischen Brennvorgang in einem Ringschachtofen im Hinblick auf den Verbrauch von Brennstoffenergie und gleichzeitig auf die Qualität des erzeugten Kalkes zu optimieren.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei Treibgastemperaturen über 800°C, bedingt durch eine dann entsprechend geringere Dichte des Treibgases, die Treibgasmasse zu gering wird, um eine genügende Injektorwirkung zu erreichen und auch genügend überschüssige Luftmasse für vollständige Verbrennung der dem Schachtofen zugeführten Brennstoffe zur Verfügung zu stellen.

Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß Luft beim kontinuierlichen Durchströmen eines Wärmetauschers durch die Restwärme von aus dem Ringschachtofen abgezogenem Abgas vorgewärmt und anschließend mittels Brennergasen in einer zentralen Brennkammer oder anschließend mittels Brennergasen in mehreren Brennkammern entsprechend der Anzahl der vorhandenen Injektoren auf jedem Injektor aufgesetzten und mit jedem Injektor unmittelbar verbundenen Brennkammer auf eine unter 800°C liegende Temperatur enderwärmt wird. Im Falle der Anordnung einer zentralen Brennkammer wird das enderwärmte Treibgas über eine oder mehrere um den Ringschachtofen gelegte Ringleitungen den einzelnen Injektoren am Ofen zugeführt. Im Falle der auf jeden Injektor unmittelbar aufgesetzten Brennkammern verläßt das enderwärmte Treibgas die jeweilige Brennkammer mit höchstmöglicher Geschwindigkeit und tritt sofort in das Mischrohr des jeweiligen Injektors ein, wo in bisher bekannter Weise die Impulsübertragung erfolgt. Bevorzugt wird eine Treibgastemperatur im Bereich von 500 bis 800°C, insbesondere 700 bis 800°C. Dabei kann das Treibgas bevorzugt auf 1,5 bis über 2 bar verdichtet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren löst die gestellte Aufgabe:

Die Betriebsweise eines Ringschachtofens läßt sich dahingehend verbessern, daß, insbesondere bei Aufgabe von Kalkstein mit einem Kalziumkarbonatgehalt von mehr als 93%, eine ausreichende Treibgasmasse für einen sicheren Injektorbetrieb zur Verfügung stehen kann. Dies ist zur Sicherstellung einer hohen Qualität, wie z. B. höchstmöglicher Reaktivität des erzeugten Kalkes, erforderlich.

Eine Mindest-Treibgasmasse ist auch notwendig, um eine ausreichende Menge von Umwälzgas in den unteren Brennkammern verfügbar zu machen, damit voreilender Verschleiß an der feuerfesten Ofenauskleidung, insbesondere in den unteren Brennkammern, vermieden wird.

Ferner läßt sich eine Mindest-Treibluftmasse einstellen, die für eine vollständige Verbrennung des Brennstoffs ohne CO-Bildung oder Ruß im Abgas benötigt wird.

Die Optimierung der gesamten Energiebilanz wird schließlich durch Rückgewinnung der Restwärme der aus dem Ofen abgezogenen Abgase vervollständigt.

Fig. 1 zeigt schematisch die Treibgas-Vorwärmung und -Enderwärmung in einer zentral angeordneten Brennkammer sowie die Treibgas-Zuführung zum Ringschachtofen.

In Pfeilrichtung 1 in einen Wärmetauscher 2 kontinuierlich eingeleitetes Treibgas wird durch in Pfeilrichtung 3 dem Wärmetauscher zugeführtes etwa 300°C warmes Ofenabgas auf eine Temperatur von ca. 200 bis 250°C vorgewärmt. Nachdem das Ofenabgas im Wärmetauscher 2 seine Restwärme weitgehend an das Treibgas abgegeben hat, wird es in Pfeilrichtung 4 aus dem Wärmetauscher herausgeführt.

Das vorgewärmte Treibgas gelangt aus dem Wärmetauscher 2 über eine Leitung 5 in eine zentrale Brennkammer 6. Brennstoff wird in Pfeilrichtung 7 einem oder mehreren Brennern 8 zugeleitet. In der Brennkammer 6 wird das Treibgas durch die Brennergase auf eine unterhalb von 800°C liegende Temperatur enderwärmt.

Das enderwärmte Treibgas wird durch eine Leitung 9 einer um den Ringschachtofen 10 gelegten Ringleitung 11 zugeführt, aus der es zu den um den Ofen 10 herum verteilt angeordneten Injektoren 12 gelangt, von denen nur einer dargestellt ist.

Fig. 2 zeigt schematisch die Vor- und Enderwärmung sowie Zuführung des Treibgases über mit je einer Brennkammer kombinierten Injektoren zum Ringschachtofen.

In Pfeilrichtung 1 in einen Wärmetauscher 2 kontinuierlich eingeleitetes Treibgas wird durch in Pfeilrichtung 3 dem Wärmetauscher zugeführtes etwa 300°C warmes Ofenabgas auf eine Temperatur von ca. 200 bis 250°C vorgewärmt. Nachdem das Ofenabgas im Wärmetauscher 2 seine Restwärme weitgehend an das Treibgas abgegeben hat, wird es in Pfeilrichtung 4 aus dem Wärmetauscher herausgeführt.

Das vorgewärmte Treibgas gelangt aus dem Wärmetauscher 2 über eine Leitung 9 in eine um den Ringschachtofen 10 gelegte Ringleitung 11, aus der es zu den um den Ofen 10 herum verteilt angeordneten Kombinationen in Gestalt von Injektoren 12 mit unmittelbar verbundenen Brennkammern 13 gelangt, von denen nur eine Kombination von Injektor mit Brennkammer dargestellt ist. Jeder der mit einem Injektor verbundenen Brennkammern wird Brennstoffmittels eines oder mehreren Brennern zugeleitet.

Claims (8)

1. Verfahren zur Vorwärmung von Treibgas für die Unterstützung des Brennvorgangs beim Brennen von Kalkstein und dergleichen in einem Ringschachtofen zur Optimierung des Brennstoffverbrauchs und der Qualität des erzeugten Kalkes, dadurch gekennzeichnet, daß Treibgas beim kontinuierlichen Durchströmen eines Wärmetauschers durch die Restwärme von aus dem Ringschachtofen abgezogenem Abgas vorgewärmt und anschließend mittels Brennergasen in einer oder mehreren Brennkammern auf eine unter 800°C liegende Temperatur enderwärmt wird, worauf das enderwärmte Treibgas über eine oder mehrere um den Ringschachtofen gelegte Ringleitungen und aus diesen mit Treibgas gespeisten Injektoren dem Ofen zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibgas auf eine Temperatur im Bereich von 500 bis 800°C enderwärmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibgas auf eine Temperatur im Bereich von 700 bis 800°C enderwärmt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Endtemperatur erwärmte Treibgas mit einem Druck von 1,5 bis über 2 bar den Injektoren am Schachtofen zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enderwärmung des Treibgases in einer zentralen Brennkammer oder in mehreren dezentral angeordneten Brennkammern durch Mischen mit den heißen Abgasen aus dem der Brennkammer zugeführten Brennstoff erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Enderwärmung des Treibgases in der oder den Brennkammern indirekt (rekuperativ) erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse der zentralen Brennkammer horizontal oder vertikal verläuft.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibgas in der Kombination jeweils einer mit einem Injektor unmittelbar verbundenen Brennkammer enderwärmt wird, wobei mehrere gleichartige Kombinationen von mit einer eigenen Brennkammer verbundenen Injektoren am Schachtofen angeordnet sind.