DE2013889C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Brennen von Kalk - Google Patents

Description

mit einer Vorkammer kombiniert, was den Eintritt von Ölflammen direkt in den Kalkofen nicht verhindert.

Brennerleistung und Flammenform können durch die Regelgrößen Impulsfrequenz, Abspritzdruck, ölmenge je Impuls sowie Heizölviskosität gesteuert werden. Als nachteilig hat sich jedoch herausgestellt, daß keine gleichmäßigen Temperaturen, keine einwandfreie Verbrennung mit nahezu CO-freiem Abgas sowie nur ungenügende Entsäuerung erzielt werden können. Es ist bekannt, daß bei den herkömmlichen Kalkschachtöfen in den Randzonen ungleichmäßige Luft- und Gasströmungen herrschen Allein die von unten her im Gegenstrom zum Aufgabegut eingebrachte sogenannte KaIkkühlluft reicht bei dem geschilderten Verfahren nicht aus, um auch an der Randzone gleichmäßige Verbrennungsvorgär.ge zu schaffen, da sich das öl nur unvollkommen mit dem Sauerstoff vermischen kann.

Schließlich beschreibt die GB-PS 1i 83 508 ein Verfahren zum Brennen von Kalk in einem ölbeheizten Schachtofen, der mit Brennstoffzuführungsvorrichtungen ausgerüstet ist, die in mehreren Ebenen am Umfang des Ofens angeordnet sind. Während die Verbrennungsluft vom Austrag her zugesetzt wird, erfolgt die Ölzugabe taktweise derart, daß stets nur ein Brenner des Ofens in Betrieb ist und niemals mehrere Brenner gleichzeitig mit öl versorgt werden, um so eine Versottung und Verkokung des Ofens zu verhindern.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die genannten Schwierigkeiten zu beseitigen. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Brennen von Kalk in einem ölbeheizten Schachtofen, der mit am Umfang verteilten, in mehreren übereinanderliegenden Ebenen angeordneten, taktweise mit Brennstoff beschickten Zuführungsvorrichtungen zur Beheizung ausgerüstet ist und dem die Verbrennungsluft mindestens teilweise vom Austrag her zugeführt wird, besteht darin, daß das Öl in mindestens drei Ebenen zusammen mit mindestens 45% der zur Totalverbrennung erforderlichen Luft über Öl-Luft-Zuführungsvorrichtungen gemeinsam dem Ofenraum zugeführt wird und die ölandienung in den einzelnen Ebenen taktweise derart erfolgt, daß ständig einige Zuführungsvorrichtungen in Betrieb sind.

Unter »taktweise« wird hierbei verstanden, daß die Brenner nicht ständig, sondern mit Unterbrechungen im Betrieb sind, jedoch derart, daß ständig einige Brenner in Betrieb sind. Der taktweise Betrieb kann hierbei sowohl in den einzelnen Ebenen als auch in den verschiedenen Ebenen zueinander erfolgen. Es kann also beispielsweise gleichzeitig Ebene 1 und Ebene 3 in Betrieb sein und danach Ebene 2 und 4. Es können aber beispielsweise auch alle, z. B. 4, Ebenen gleichzeitig in Betrieb sein, wobei jedoch gegeneinander versetzt angeordnete Brenner abwechselnd betrieben werden.

Eine Unterschreitung der erfindungsgemäß zu verwendenden Mindestmenge an Luft führt zu Rußbildung und muß daher vermieden werden. Die obere Grenze der zusammen mit dem öl zuzuführenden Luft, bezogen auf die zur Totalverbrennung erforderliche Luft, läßt sich nicht genau angeben, da sie von verschiedenen Bedingungen abhängig ist. Die obere Grenze ist jedoch dadurch bestimmt, daß bei zu großen Luftmengen die Abkühlung im Ofen zu stark wird, womit der Betrieb des Ofens selbst gestört wird. Die maximal zulässige Luftmenge unter den jeweils herrschenden sonstigen Bedingungen läßt sich jedoch durch Versuche leicht festlegen.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, in den einzelnen Brennerebenen verschieden große ölmengen einzuspritzen, und außerdem soll in der obersten Ebene die gewählte ölmenge über einen längeren Zeitraum, eingespritzt werden als in den weiteren Ebenen. Hierdurch wird sichergestellt, daß in der obersten Ebene die erforderliche Temperatur zunächst einmal erreicht wird. Wahlweise ist es aber auch möglich, in der obersten Ebene Brenner mit größerei· Leistung zu verwenden, so daß dann die einzelnen Brenner in der obersten Ebene nicht langer in Betrieb sein müssen als in den übrigen Ebenen. Die Öleinspritzmenge in den verschiedenen Ebenen wird im übrigen dadurch bestimmt, daß überall gleiche Temperatur erreicht werden soll. Durch geeignet angeordnete Temperaturfühler können daher die Brenner entsprechend gesteuert werden.

Vorteilhaft werden in der obersten Ebene nacheinander jeweils zwei einander gegenüberliegende öl-Luft-Zuführungsvorrichtungen, in den übrigen Ebenen jeweils mindestens deren doppelte Anzahl, schräg gegeneinander versetzt, betätigt

Zweckmäßig werden in den einzelnen Ebenen gleichzeitig immer symmetrisch zueinander angeordnete Brenner in Betrieb sein. Dies bedeutet, daß in einer Ebene, in der vier bzw. sechs Brenner angeordnet sind, gleichzeitig zwei bzw. drei Brenner in Betrieb sind.

Die einzelnen Ebenen zueinander werden zweckmäßig so betrieben, daß nicht vertikal übereinanderstehende Brenner, sondern gegeneinander versetzte Brenner in den einzelnen Ebenen gleichzeitig in Betrieb sind. Es werden daher vorzugweise in den Brennerebenen jeweils die Hälfte der ÖI-Luft-Zuführungsvorrichtungen, in den einzelnen Ebenen gegeneinander schräg versetzt, in Betrieb gehalten.

In der obersten Ebene wird im Vergleich zu den übrigen Ebenen ein größerer Prozentsatz an Verbrennungsluft zugeführt.

Die Verbrennungsluft wird dem Ofen zweckmäßig kontinuierlich aufgegeben. Hierbei wird das öl vorzugsweise mit Luft aufgewirbelt, das Verfahren der Erfindung läßt sich jedoch auch ohne Aufwirbelung durchführen.

Die Anzahl der Brenner hängt vom Ofendurchmesser ab. Der Abstand der Brennerebenen voneinander liegt bei üblichen Ofengrößen zweckmäßig zwischen 1 und 2 m. Der Abstand richtet sich hierbei nach Qualität und Korngröße des Kalksteins, nach der angestrebten Ofenleistung und nach der Güte des Branntkalks.

Selbstverständlich kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren neben dem öl in an sich bekannter Weise Koks zur Anwendung gelangen.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt zweckmäßig in einem mit Regelorganen versehenen Schachtofen, der erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch eine das Öl-Luft-Zuführungsrohr 1 umgebende Wirbelkammer 17 mit Luftzuführungsleitung 11a und in das Rohr 1 führendem radial verlaufenden Luftauslaßspalt 18, dessen Ränder so angewinkelt sind, daß der Luftstrahl gebündelt wird, sowie ein axial im Rohr 1 verlaufendes öizuführungsrohr 5, dessen Austrittsdüse 6 in Ofenrichtung vor dem Schnittpunkt der durch den Spalt 18 schräg in das Rohr 1 eintretenden Luftstrahlen liegt.

Das öizuführungsrohr 5 kann starr oder variabel ausgeführt werden. Im letzteren Fall ist es möglich, beim Ansetzen von Ablagerungen an der Luftzuführungsrohrwand die Brennstelle durch Verschieben des ölrohres so zu verändern, daß die Ablagerungen wegbrennen können. Es muß hierbei nur dafür gesorgt werden, daß das Rohr nicht so weit zurückgezogen wird.

daß die Auslrittsdüse 6 hinter den Schnittpunkt der schräg in das Rohr 1 eintretenden Luftstrahlen zu liegen kommt.

Vorzugsweise wird weiter eine Ofenringleitung zur Versorgung mit der erforderlichen Verbrennungsluft vorgesehen.

Die Figur der Zeichnung zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen mit Rcgelorganen ausgestatteten Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Ein Luft-Öl-Zuführungsrohr 1 ist mittels eines Flansches 2 am Ofenmantel 3 befestigt und durchdringt die Ofenisolierung 4. Die ölzuführung für das ölzuführungsrohr 5 mit Düse 6 erfolgt durch eine zentrale Ölleitung 7. Von der zentralen Ölleitung 7 gelangt das Öl über Verschlußventil 8, Filter 9 und Magnetventil 10 zum ölzuführungsrohr 5.

Zur Zuführung der Brennerluft dient das an einer Ringleitung angeschlossene Luftzuführungsrohr 11, dem eine Meßblende 12, das Luftzuführungsrohr 11a und ein Regulierhahn 13 für die genaue Luftemstellung nachgeschaltet sind. Die Einmündung der Luftzuführungsleitung 11a in die Wirbelkammer 17 ist so ausgeführt, daß der Luftaustritt in der Wirbelkammer etwa tangential erfolgt. Die Wirbelkammer 17 weist einen in das Rohr 1 führenden, radial verlaufenden Luftauslaßspalt 18 auf, dessen Winkelstellung die Lage der Luftstrahlbündelungsstelle bestimmt.

Handelt es sich nicht um einen saugzugbetriebenen Schachofen, sondern einen unter Druck stehenden Schachtofen, so muß für den Fall, daß die Verschlußkappe 14 des Rohres 1 geöffnet werden muß, zur Vermeidung eines Rückschlags der Gase aus dem Ofen ein Absperrschieber 15 sowie eine weitere Luftzuführungsleitung 116 vorgesehen werden, welche aus der Luftzuführungsleitung 11a unter Umgehung des Schiebers 15 in das Rohr 1 führt und einen im Nornialbetrieb geschlossenen Regulierhahn 16 aufweist.

In der Zeichnung ist die Wirbelkammer 17 zylindrisch dargestellt. Sie kann jedoch auch spiralförmig ausgebildet sein, damit ein gleichmäßiger Einlauf der Druckluft in das Luftrohr gewährleistet ist, was die Bündelung der Luftstrahlen weiter unterstützt.

ίο Gemäß einer weiteren Abwandlung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Öl-Luft-Zuführungsrohr konisch ausgeführt und verjüngt sich in Richtung zum Ofeninneren. Durch die am Rohrende auf diese Weise entstehende höhere Luftgeschwindigkeit wird dem Abtropfen des Öls entgegengewirkt.

Das Öl-Luft-Zuführungsrohr 1 kann auch als Doppclrohr ausgeführt werden, wobei die Luftzuführung gleichzeitg im Innen- und Außenrohr oder nur zwischen Innen- und Außenrohr erfolgen kann. Hierdurch wird eine weitere Verbesserung der Ölzuführung ermöglicht.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, gelingt es, gleichmäßige Temperaturen in den einzelnen Brennzonen einzuhalten, eine einwandfreie Verbrennung bei genügender Kalkentsäuerung zu erzielen und damit eine gleichmäßige Kalkqualität zu gewährleisten. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich in gleicher Weise für unter Druck stehende Schachtofen und für Saugzugschachtöfen. In jedem Fall gelingt es. im Ofen einen gleichmäßigen Verbrennungsvorgang ablaufen zu lassen, ohne daß eine Verkokung oder Versottung des Ofens oder eine Hartbrandbildung am Kalk bzw. eine Beschädigung des Feuerfestmaterials erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Λ Ir¹

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Brennen von Kalk in einem ölbeheizten Schachtofen, der mit am Umfang verteilten, in mehreren übereinanderliegenden Ebenen angeordneten, taktweise mit Brennstoff beschickten Zuführungsvorrichtungen zur Beheizung ausgerüitet ist und dem die Verbrennungsluft teilweise vom Austrag her zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das öl in mindestens drei Ebenen »usammen niit mindestens 45% der zur Totalverfcrennung erforderlichen Luft über Öl-Luft-Zuführungsvorrichtungen gemeinsam den: Ofenraum zugeführt wird und die ölandicnung in den einzelnen Ebenen taktweise derart erfolgt, daß ständig einige Zuführungsvorrichtungen in Betrieb sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß in der obersten Ebene die gewählte Ölmenge über einen längeren Zeitraum eingespritzt wird als bei den übrigen Ebenen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die in den einzelnen Ebenen gleichzeitig betriebenen Brenner symmetrisch zueinander angeordnet werden und in den einzelnen Ebenen Brenner betätigt werden, die schräg versetzt sind gegenüber den gleichzeitig betriebenen Brennern der benachbarten Ebenen.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der obersten Ebene im Vergleich zu den übrigen Ebenen ein größerer Prozentsatz an Verbrennungsluft zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Verbrennungsluft kontinuierlich zugegeben wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das öl mit Luft aufgewirbelt dem Ofenraum zugeführt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Öl in an sich bekannter Weise Koks zur Anwendung gelangt

8. Mit Regelorganen versehener Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens von Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine das Öl-Luftzuführungsrohr (1) umgebende Wirbelkammer (17) mit Luftzuführungsleitung (Ua) und in das Rohr (1) führendem radial verlaufenden Luftauslaßspalt (18), dessen Ränder so angewinkelt sind, daß der Luftstrahl gebündelt wird, sowie ein koaxial im Rohr (1) verlaufendes ölzuführungsrohr (5), dessen Austrittsdüse (6) in Ofenrichtung vor dem Schnittpunkt der durch den Spalt (18) schräg in das Rohr (1) eintretenden Luftstrahlen liegt.

9. Schachtofen nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Ofenringleitung zur Versorgung mit der erforderlichen Verbrennungsluft

10. Schachtofen nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine mit etwa tangentialem Luftaustritt versehene Wirbelkammer (17).

11. Schachtofen nach einem der Ansprüche 8 bis

10, gekennzeichnet durch eine spiralförmige Wirbelkammer.

12. Schachtofen nach einem der Ansprüche 8 bis

11, gekennzeichnet durch ein konisches Öl-Luft-Zuführungsrohr(l).

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Brennen von Kalk od. dgl. in einem Schachtofen, wobei zur mindestens teilweisen Beheizung impulsweise arbeitende, niit öl und Luft beschickte Brenner um den Umfang des Schachtofens angeordnet sind sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist seit langer Zeit bekannt Kalk im Schachtofen zu brennen, wobei Kalkstein und Koks an der Gicht aufgegeben werden. Als Brennstoffe werden in KaIkschachtofen neben Koks auch Heizöl bzw. Heizgas verwendet. Bei der Verwendung von Heizöl wird meist der Brennstoff in einer außen am Ofen angesetzten Brennkammer zunächst mindestens teilweise vergast und danach in der Brennkammer oder auch erst in der Charge verbrannt

So lehrt die DT-AS 12 89 948 die Benutzung einer Brennkammer, in der Verbrennungsluft Brennstoff und Abgas verbrannt und die anfallenden heißen Verbrennungsgase in den Schachtofen eingeführt werden.

» - Aus der DT-PS 12 00 191 ist ein Verfahren zum Entwässern, Entsäuren und Rösten von Schüttgütern im Schachtofen bekannt, dem die Verbrennungsluft mindestens teilweise vom Austrag her zugeführt und der Brennstoff, wie Gas, ölnebel oder Kohlenstaub, in mehreren waagerechten Ebenen getrennt von der Verbrennungsluft in den Ofen eingebracht wird. Bei diesem Verfahren werden mehrere Brennstoffeinführungsebenen verwendet, welche abwechselnd mit dem Brennstoff beschickt werden. Ein ähnliches Verfahren beschreibt die DT-OS 19 10 766.

Bei dieser Arbeitsweise tritt die Schwierigkeit auf, daß der aufbereitete Brennstoff mit einer Temperatur in den Ofen eingeführt wird, die teilweise zu unerwünschter Hartbranntbildung am Kalk und bzw. oder zu Beschädigungen des Feuerfestmaterials führt bzw. führen kann.

Die bisher bekannten Systeme, welche die Vorverbrennung und/oder Verdünnung des Brennstoffes zum Inhalt haben, sind infolge der notwendigen Luft- und/oder lnertgasversorgungsaggregate verhältnismäßig aufwendig.

Aus der DT-OS 14 08 626 ist ein Verfahren zum Ein spritzen von flüssigen Kohlenwasserstoffen von einer Brennstoffvorratsquelle in einen Ofen durch ein mit einer Austrittsöffnung versehenes Brennstoffeinspritzrohr, welches sich innerhalb des in den Ofen führenden Blasrohres und der Düse einer Windform befindet, bekannt
Der Brennstoff wird gemäß dieser Veröffentlichung von der Vorratsquelle unter Druck so eingespritzt, daß er zerstäubt und als zerstäubtes Gemisch aus Brennstoff und Gebläsewind dem Ofen zugeführt wird.

In der Zeitschrift »Zement, Kalk, Gips«, 21 (1968) 4, S. 164, wird ein Verfahren beschrieben, bei dem ein Großteil der bekannten aufwendigen Einrichtungen nicht mehr erforderlich ist. Bei diesem Verfahren wird schweres Heizöl ohne vorherige Vergasung oder Verbrennung direkt auf den im Ofen niedergehenden Kalkstein gespritzt. Das Einspritzen erfolgt impulsweise, so

daß es nicht zu Überhitzungen kommen sollte, da sich die auf dem heißen Kalkstein bildenden öldämpfe vor der Verbrennung verflüchtigen. Diese Art der Brennstoffzufuhr ist besonders für öfen mit begrenzter Tiefe der Kalksteinsäule geeignet. Bei größeren Tiefen bzw.

⁶S bei öfen mit eigenen Brennkammern sollen Einheiten, bestehend aus Zerstäuberbrenner und Vorbrennkammer, verwendet werden. Ein in der gleichen Literaturstelle. S. 163. beschriebener Zerstäubungsbrenner ist