DE2130239A1 - Ofenanlage und Verfahren zum Brennen und Sintern von koernigem,gebrochenem oder geformtem Brenngut - Google Patents

Description

Cfenanla^e und Verfahren zum Brennen und Sintern vor. librni^e.^, geDrochenem oder geformtem Brenngut

Die Erfindung bezieht sich auf eine Cfenanlage und ein Verfahren zum Brennen unci Sintern von körnigem, gebrochenem oder ge formt ein Brenngut. Dabei bezieht sich die Erfindung vorzugsweise auf eine Cfenanlage mit einem senkrechten Ofenschacht, der mit Zuführungs- und Abführungsöffnungen für Brenn- und Abgase versehen ist, bei dem die Abgase mittels Leitungen in einen Schornstein geführt sind. Des weiteren ist der Cfenschacht mit Vorrichtungen zum Zuführen des Brenngutes und zum Abziehen der Prozessprodukte ausgerüstet.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine derartige Ofenanlage so auszubilden, cass in einem besonderen Brennraum sich die Brenngase entzünden können und verbrennen, wobei dae Brenngut in einer iestimmten Reaktionstiefe gesiiitert wird. Um dies zu erreichen, besteht das wesentliche Merkmal der Erfindung zur Ausgestaltung einer derartigen Ofenanlage darin, dass der Ofenschacht oben in einer Kuppel endet, in ceren Mitte eine oder mehrere ZuführÖffnungen für da3 Brenngut und an fieren Peripherie umfang3- oder längsverteilt mehrere Öffnungen ζ'.ir Zuführung des Brenngases angeordnet sina, und das3 (kr Ofenraum oberhalb der Kuppel als Kalzinier- und Vorwärmkammer ausgebildet ist.

Die Ausbildung des Abschlusses des Ofenschachtee als Kuppel

209852/0410 _

BAD ORIGINAL

mit den j η den Kuppelrauia mündenden Zuführöffnungen für das 3renngas ermöglicht die Ausbildung eines Brennraumee, der einerseits von der Oberfläche des geschütteten Brenngutes und andererseits von der Kuppeloberfläche gebildet wird, in welchen sich die zugeführten Brenngase entzünden und unter hoher Temperatur abbrennen, so dass das Brenngut in einer bestimmten Reaktionstiefe durchgesintert wird. Dabei können erf indungsgeiaäss die Zuführöffnungen auch mit besonderen Brenne rvorrichtungen versehen sein, die dann benötigt werden, wenn zur Erzeugung des Brenngases flüssige Brennstoffe, z.B. Heizöle» verwendet werden.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung cesteht darin, dass die Öffnungen zur Zuführung des Brenngases tangential und/oder geneigt gerichtet sind. Dadurch wird dem Brenngas im kuppelartigen Brennraum eine bestimmte Strömungsrichtung gegeben, so dass verfahrensschädliche Turbulenzen vermieden werden und eine gleichmässige Beaufschlagung der Brenngutoberflächen ejp·· zielt wird.

Nach einem wesentlichen 3rfindun.-;ügedanken 13t oberhalb der in der Kitte der Kuppel -aündeniien. Zuführöiir.ung für dan Brenngut die Kalzinierkaamer angeordnet, die alu sich konisch erweiternder Behälter ausgebildet und an ihrem oberen Ende mit Zugabevorrichtungen für das Brenngut versehen ist.

Die Kalzinierkaiamer bildet damit ei tie Verlängerung der Zuführungsöffnung für das Brermgut nach oben, durch welche zugleich die Abgase entweichen. Durch die aufsteigenden Abgase wird eine starke Verwirbelung der sus den Zugabevorrichtungen einströmenden Brenngutteilchen erzielt, so das« bereits ein Kalzinierungsprozess stattfindet, während diese

209852/0410 ß^o.original

Teilchen allmählich in die Zufuhröffnung absinken und damit in den Schachtofenraum gelangen.

Nach einem weiteren wesentlichen E-Cfindungsmerkmal ist die VorwärmkaiLmer aus drei übereinander angeordneten, miteinander in Verbindung stehenden Häumen gebildet, von denen die unteren als Verteilkammern ausgebildet und den Zugabeverrichtungen zugeordnet sind und von den diejoberen als Wärmetauscher kammer oder -kammern ausgebildet und mit rüsselartigen Ansätzen versehen sind, die trichterartig in die oben offenen Verteilkammern münden, wobe'i um die trichterartigen Ansätze freie Räume vorhanden sind, die mit der mittleren, die Verteilkammern und die trichterartigen Ansätze dichtend umschliessenden Abgas zuführung skamiaer in Verbindung stehen. Werden je nach Grb'sse des Ofens mehrere Verteilkammern vorgesehen, so sind diese umfangsverteilt oberhalb der Kalzinierkammer angeordnet und geben ihren Inhalt an Brenngut über die Zugabevorrichtungen an die Kalzinierkammer ab, und zwar eo, dass eine gleichmässige Zugabe über den gesamten Querschnitt erreicht wird. Diese Verteilkammern sind oben offen und in die Öffnung ragen die rüsselartigen Ansätze aus der für alle Verteilkammern gemeinsamen Wa rinetaus eher kammer, die· trlehterartig ausgebildet sind. Diese Ausführung ermöglicht den freien Zutritt der Abgase aus dem Ofenraum, die sich in der Abgaszuführungskammer saauteln. Auf diese Weise wird eine DufChgaeung und Erwärmung des Brenngutes in den Verteilerkamaern erreicht. Die Ab^aszuführungskaaimer ist allseits geschlossen, eo dass eine Zwangsdurchgasung der Verteilkammern mit dem Abgas gewährleistet ist, wobei das Abgas durch die Beschiokunp; in die Wärmetauacheikammer gesaugt oder

209852/0410 - ₄ -

BAD ORIGINAL

gedrückt wird. Dabei kann die V.'ärinetauscherkammer auch bei grösseren öfen in mehrere Kammern unterteilt sein, wobei dieser Kammern einer oder mehreren Verteilkammern zugeordnet ist.

Ein weiteres Eriinaungsmerkiaal besteht darin, dass bei Absaugung der Ofenabgase die Wäriiietaucherkammer an ihrem oberen Ende mit gasdichten Zuführungsschleusen für das Brenngut und ferner mit Abgasöffnungen zum Abziehen der Abgase versehen ist.

Bei einer derartigen Ofenanlage, die mit Abgasabsaugöffnungen und nachgeschalteten Exhaustoren sowie mit Eückgaszuführungen versehen ist, besteht die weitere Erfindung darin, dass die Abgase mittels Leitungen in einen Schornstein geführt sind, der mit einer regelbaren Stauklappe versehen ist, unterhalb welcher die als Trägergas benötigte Abgasmenge in einer Rückgasleitung abgeführt und nach Aufkarburierung dem Brenn-. raum zugeführt wird. Dadurch wird ein Stauraum innerhalb eines Teils des Schornsteins von regelbarem Staudruck geschaffen, aus welchem das als Trägergas benötigte Abgas abgeführt werden kann; das Abgas wird in einer Hückgasleitung der Karbuerierungsvorrichtung zugeführt, von welcher es in geregelter Menge und mit geregeltem Druck als Brenngas dem Brennraum des Ofens zugeleitet wird. Zum Zwecke der Steuerung von Druck und Menge der Abgas- und Zuschlag-Stoffströme sind in die diese Ströme führenden Leitungen erfindungsgemäss unabhängig voneinander betätigbare Drosselvorrichtungen eingeschaltet. An Stelle von Drossel vorrichtungen können zur voneinander unabhängigen Steuerung von Zug oder Druck bzw. Menge der Abgas- und Z_uschlagstoffströme in die diese Ströme führen-

209852/0410 bad original

den Leitungen Ventilatoren bzw. Exhaustoren eingeschaltet sein, deren Durchsatzleitungen bzw. Pressung mittels Drehzahlregel, Schaufelverstellung oder dgl. Mittel veränderbar ist.

Eine besondere Aufgabenstellung besteht bei einer derartigen-■ Ofenanlage noch darin, die dem Ofenraum zuzuführenden Brenngase und Zuschlagstoffe und die abzuführenden Abgase mittels einer zweckmässigen Leitungsführung vorteilhaft ein- bzw. abzuleiten, um zu erreichen, dass die Zu- und Abführungsleitungen gleichmässig von den unter geringem Druck stehenden und sehr langsam strömenden Gasen beaufschlagt sind! Optimale Behandlungsbedingungen für das Brenngut erfordern auch, dass die Gas- und Zuschlagstoffströme unter gleichmässigein Druck und mit gleichmässiger Geschwindigkeit zu- bzw. abgeführt werden. Zu diesem Zweck sind erfindungsgemäss die Ringleitungen, an welche die Zuführungsleitungen für das Rückgas und/oder das Brenngas und/oder die Primärluft für die Brennkammern angeschlossen sind, mittels einer mit zwei gegenüberliegenden Einführungen versehenen Halbringleitung mit dem Ofenraum bzw. den Versorgungssträngen verbunden. Durch diese Anordnunga- und Ausbildungsweise wird gewährleistet, dass unabhängig von der Zahl und Lage der Zu- bzw. Abführungsleitungen aus oder zum Ofenraum eine gleichmässige Beaufschlagung der Hauptringleitungen und der von diesen abführenden Zuführungsleitungen, beispielsweise zu den Brennern oder Gasdüsen erfolgt.

Bei derartigen Ofenanlagen ist es teilweise zweckmässig, die Brennkammern zur Erzeugung von Spaltgas aus Heizölen am Umfang

209852/0410 - β -

BAD ORIGINAL

des Brennraumes verteilt und in einem Anstellwinkel nach unten gerichtet anzuordnen. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass das Brenngut nicht in die Brennkammer gelangen und ferner, dass die Brennkammer von Rückständen leichter gesäubert werden kann, die beim Säubern der Kammer von selbst nach unten in den Ofenraum fallen. Ausgehend von dieser bekannten Ausbiidungs- und Anordnungeweise besteht die weitere Erfindung darin, dass der Brennkammer nachgeschaltet eine Mischkammer angeordnet ist, in welche das Trägergas zugeführt und mit dem erzeugten Spaltgas aufkarburiert wird. In die Mischkammer führt die das Trägergas führende Rückgasleitung, so dass dort das durch Karburierung des Abgases mit Brenngas benötigte Magergas erzeugt wird.

Eine Cfenanlage dieser Art ist erfindungsgemäss geeignet zur Durchführung eines Verfahrens zum Brennen und Sintern von körnigem, gebrochenem oder geformten 3renngut, beispielsweise Metalloxyde, Kalkstein, Dolomit, Magnesit od. dgl. Mineralien, in Form von Pellets, Granulaten od.dgl. körnigem Material, wobei das Brenngut zunächst in die Vorwärmkammer eingegeben und dort mittels der fühlbaren Wärme der Ofenabgase im Segenstrom vorgewärmt wird, und darauf über deren rüsselartige Ansätze in die Verteilkammer gelangt, von wo es mittels der Zugabevorrichtungen in die Kalzinierkammerentgegen dein nach oben gerichteten Abgasstrom eingewirbelt wird und langsam in die Zufuhröffnung absinkt, in cen Schachtofenrauiu gelangt, wo sich unterhalb der Kuppel ein von der Zuführöffnung und der Ofenwandung begrenzter Schüttkegel bildet, welcher zwischen seiner Oberfläche und der Kuppel einen Brennraum einschlieset, der von den tangential

209852/0410 ^{BAD 0BIGtNAL} _ .

21302*9

oder lateral einströmenden Brenngasen bestrichen wird, wobei sich diese Brenngase entzünden und mittels des in der den Austrag iin Gegenstroia durchströmenden Kühlluft enthaltenen Sauerstoffs verbrennen, so dass das Brenngut in einer bestimmten Reaktionstiei'e im Bereich seiner gesamten Kegeloberfläche gesintert wird.

Nach der weiteren Erfindung kann das Verfahren unter Verwendung von unter sehr schwachem Druck geführtem aufbereitetem Hagergas als Brennstoff durchgeführt werden unter Regelung der OfenatmoSphäre auf Grund von Druck- und Abgaemengenmessung durch getrennte und voneinander unabhängige Regelung von Druck und Menge bei der Abführung der aus den Verbrennungs- und Entsäuerungsprozessen sowie den bei der Verbrennung auftretenden zusätzlichen Reaktionen entstehenden Abgase. Bei dieser Verfahrensweise ist es erfindungsgemäse von grosser Bedeutung, durch Steuerung des Verbrennungsfortschrittes in der Zeiteinheit eine Verlängerung der Feuertöne und eine dadurch vergrösserte Verweilzeit der Brenngase im Reaktionsbereich durch Veränderung des Brennwertes des Hagergases im Sinne einer Verringerung dieses Brennwertes zu erzielen. Selbstverständlich kann auch eine Umkehrung' von Vorteil sein, nämlich wenn eine Beschleunigung des Brennprozesses erwünscht ist, und zwar durch eine entsprechende Anreicherung der Brenngase.

Bei manchen Arten von zu entsäuerndem Brenngut, vorallem bei verlangten grossen Durcheatζleistungen und dadurch bedingter kürzerer Verweilzeit des Gutes» insbesondere bei gröbstUckigen Korngxössen, bereitet es oft grosse Schwierigkeit, einr: ausreichende Re nt ent Säuerung zu erzielen.

2098B2/0410 - - -

SAD ORIGINAL

Man hat teilweise versucht, den Prozess dadurch au intensivieren, dass man mit mehr oder weniger starkem Überdruck gearbeitet hat. Im Segensatz hierzu wird nach der Erfindung vorgeschlagen, in diesen Fällen eine den Austritt der Kohlen· säure, besonders die ßestentsauerung begünstigende Of enatmosphere von geringem Unterdrück aufrechtzuerhalten.

Bei vielen Brenn- und Sinterprozessen werden Ofenanlagen benutzt, bei denen das Abgas der Brennzone dem Ofenraum als Rückgas wieder zugeführt wird, sei es um die noch brennbaren Bestandteile nach Umwandlung zu verwerten (Boudouard'sche Reaktion), sei es um die nichtbrennbaren Anteile als Kühlgas oder Sperrgas zu verwenden. Die weitere Erfindung bezieht sich auf eine derartige Ofenanlage und hat eine Verfahrensweise zum Gegenstand, beider das Abgas des Ofens als Trägergas für aufkarburierte Fremdgase dient und dem Cfenraum als Brenngas wieder zugeführt wird· Durch eine entsprechend geringe Anreicherung des ßUckga- ' ses mit dem zur Verfügung stehenden Heizgas von im allgemeinen sehr hohen Wäraieinhalt wird das benötigte Hagergas erzeugt; diese Arbeitsweise ermöglicht einen wirtschaftlichen» vorteilhaften Cfenbetrieb.

Dabei kann nach der weiteren Erfindung durch Veränderung des Aufkarburierungsgrades und/oder der Menge und/oder des Druckes des Brenngases vor Eintritt in den Brennraum mittels jeweils voneinander unabhängig betätig- und einstellbarer Steuerorgane auf Grundder ermittelten Werte der Ofenatmosphäre der Heizwert des Magergases und dadurch der Verbrennungsfort— sehritt geregelt werden.

_Λ _ _ _A BAD ORIGINAL - 9 - _?V|

209852/0410

Es stehen somit zur Beeinflussung der dem Cfen zuzuführenden Stoffströme drei getrennte una unabhängig voneinander steuer-• bare Einetellmögliehiceiten aur Verfügung, durch welche für jeden Brenn- und Sinterprozess unter Berücksichtigung dea zur Verfügung stehenden Brenngutes optimale Prozessverhältnisse geschaffen werden können. Das Verfahren ist universell anwendbar, weil erfindungsgejiiäss al3 Fremdgase zur Aufkarburierung des Tragergases Naturgase jeder Art, brennbare Abfallgase, wie z.B. Gichtgas, künstlich hergestellte Gase, wie Holzgas, Koksofengas, Flüssiggase, wie Propan, Butan, Leichtbenzin und im Wege der reduzierenden Verbrennung gewonnene Spaltgase, verwendet werden können.

Wenn nach der Erfindung als Brennstoff Leicht- oder Schweröl verwendet wird, so bedarf es ebenfalls wie bei der Verwendung von gasförmigen Brennstoffen einer Möglichkeit, die Zuführung dee Brennstoffes in dem Brennraum nach Karburierunge· grad sowie nach Druck und Menge zu regeln. Um diese Regelung asu erreichen, müssen die Stoffströme vor dem Spaltungsprozess - »uegenommen das nur mengenmäseig zu dosierende öl - nach Druck und Menge getrennt voneinander geregelt werden. Demgeoäss besteht das hierfür vorgesehene Verfahren nach der Erfindung darin, dass zur Aufkarbu/rierung des Tracergases ein in einer Brennkammer im unterstöchiowetrischen Prozesses unter Zuführung von Luft für die Primärvertrennung des Öles in durch getrennte Steuerorgane unabhängig voneinander einstellbarer Menge und Druck erzeugtes Spaltgas verwendet wird. Bei einigen Sinterprozessen liegt die Prozesstemperatur des dem Sintern vorangehenden 2nt3äuerungsprozesses relativ hoch. Beispielsweise liegt die Sintertempe-

209852/0410

BAD ORIGINAL

- IC -

ratur bei manchem Sintergut bei 1400 bis 1500 Grad C, während die Temperatur bei der vorgeschalteten Entsäuerung etwa zwischen 1000 und 1200 Jrad C liegt. Diese geringe Differenz der Prozesstemperaturen zwischen dem Sintervorgang und dem vorangehenden Brennvorgang führt dazu, dass die Abgase aus dem tiefer im Ofen stattfindenden Sinterprozess einen für dieDurchführung der Entsäuerung noch ausreichenden Wärmeinhalt nicht mehr- aufweisen. Man hat daher bereits versucht, die für die Entsäuerung fehlende Prozesswärme oberhalb der Sinterzone zusätzlich zuzuführen. Zu diesem Zweck hat man eine zusätzliche oder mehrere weitere Brennebenen dadurch geschaffen, dass man weitere Düsen zum Zuführen von Gasen oder weitere Brenner oberhalb der Sinter- *one angeordnet hat; teilweise ist auch eine direkte Ein- düeung von flüssigem Brennstoff in diesem Bereich angewandt worden.

Durch diese Massnahmen konnten die oben dargestellten Mäa£tl nicht behoben werden, denn auch bei Anwendung von weiteren Düsen bzw. Brennern nach den bekannten Verfahrensweisen er«· gibt Bich eine ungenügende Verteilung des Brennstoffes im Brennraum und daheijkeine gleichmäsaige Erfüllung des Querschnitts und Schachtvolumens mit einem homogenen Brenngas. Im Bereich der Zuführungssteilen des Brennstoffes, insbesondere auch, bei der Direxteindüsung, haben sich örtlich unzulässige hohe "Erhitzungen gezeigt, die zu schlechten, wenn nicht unbrauchbaren Produkten geführt haoen.

Demgegenüber erbringt auch bei der Anwendung von zwei oder mehr Brennebenen das erfindungsgeniässe Verfahren ganz er-

BAD ORIGINAL

209852/0410

2130238-

hel>liche zusätzliche Vorteile, weil nunmehr über die genaue und prozeaseigentümliche Steuerung der Ofenatmosphäre über den Hauptbrennraum hinaus auch die Abstimmung der Temperaturen zwischen den verschiedenen Brennebenen einwandfrei beherrscht werden kann. Daherbesteht das weitere Verfahren nach der Erfindung darin, dass zwei oder mehr Reaktionszonen mit unterschiedlichen Prozessbedingungen bei Zuführung des Brenngases in mehreren Ebenen durch unterschiedliche Karbuierungsgrade des Magergases und entsprechende Einstellung von Druck und/oder Menge des zugeführten Brenngases in den verschiedenen Brennzonen sowie durch entsprechend getrennte und voneinander unabhängige Regelung von Druck und Menge der abgeführten Abgase ausgebildet und aufrechterhalten werden.

Die Verfahrensweisen nach der Erfindung beruhen somit im Kern auf dem Grundprinzip, auf Grund von Druck-und Abgaemengennessungen eine kontrollierte Ofenatmosphäre entsprechend den jeweiligen Prozessdaten aufrechtzuerhalten, und dabei im Gegensatz zu den üblichen Betriebsbedingungen das erforderliche Wärreeangebot auf ein grösseres Quantum von Trägergae Cleichmässig verteilt in die Brennzone einzuführen, die somit ganz wesentlich vergrössert und in der die Strömungsehr verlangsamt wird. Dadurch wird die Behandlungszeit erheblich verlängert, was beispielsweise eui· Erzeugung qualitativ wesentlich hochwertigeren Brenngutes führt.

Diese Verfahrensweisen könnten unterWahrung ihrer Vorteile auch angewandt werden, wenn dem Behandlungsgut zur Erzeugung der Prozessteroperatur und Durchführung der Reaktion feste

209852/0/10

BAD ORIGINAL

Brennstoffe beigemengt werden. Je nach Art der Verteilung der festen Brennstoffe oder Brennstoffanteile ergeben eich vorteilhafte Verbrennungsverhältnisse, die die obengenannten Bedingungen der erfindungsgemässen Verfahrensweise erfüllen, und zwar unabhängig davon, ob ausser den festen Brennstoffen ncch Brennstoff in gasförmigem Zustand zugeführt, oder mit Unter- oder Überdruck im Ofenraum gearbeitet wird.

Ausgehend von diesen Erkenntnissen besteht das weitere Verfahren nach der Erfindung darin, dass bei Durchführung der Reaktion mittels Verbrennung von dem. Behandlungsgut beigegebenen festen Brennstoffen und gegebenenfalls gleichzeitiger Zuführung von Brennstoff in gasförmigem Zustand unterAufrechterhaltung eines geringen Unterdruckes im Brennraum die Ofenatnocphäre auf Grund von Druck- und Abgasinengenmessung durch getrennte und voneinander unabhängige Regelung von Druck und Menge beim Absaugen der aus den Verbrennungs- und Enteäuerungsprozessen sowie aus den bei der Verbrennung auftretenden zusätzlichen Reaktionen entstehenden Abgase. Die Verfahrensweise kann ferner dahingehend abgewandelt werden, daee bei Aufrechterhaltung einesbestliniiiten Überdruckes im Brennraum die OfenatmoSphäre auf Grund von Druck-und Abgasaengenmessung durch getrennte und voneinander unabhängige Regelung von Druck und Menge der zugeführten Kühl- und Verbrennungsluft gesteuert, wird.

Die Ofenanlage naeh der Erfindung und das Verfahren zum Betreiben der.Cfenanlage umfassen zahlreiche neuartige tfaeenahmen, die in verschiedenen Kombinationen angewandtes ermöglichen, eine dem jeweiligen Prozess opitmal angepasste Qfenataoephäre zu schaffen und aufrechtzuerhalten.

209852/0410 bad original " ¹⁵ "

Die Regelung der Ofenatoosphär· erfordert eine entsprechend den Prozessbedingungen genaue Steuerung der Kengen und Drücke der in den Brennraum eingeführten Brenngase und der aus dta Brennraum abziehenden bzw. abzuziehenden Abgase* Die Abgase werden durch einen Abgasexhauster» gesteuert nach Druck .und Kenge isittels Drehzahl- und Drosselregelung, abgesaugt. Auf dieee Weise kann den jeweiligen Anforderungen des Behänd lungsprozes sea entsprechend e'in mehr oder weniger starker Unterdruck bei einem in dieser Weise betriebenen, gesaugten Schachtofen aufrechterhalten werden, und es kann auch die Kühl- und Verbrennungsluft nach Druck und Menge dosiert durch die Jalousien der Luftzutritteöffnungen 4 in den Ofenraum einströmen. Die durch das Behandlungsgut vorgewärmte Verbrennungsluft, die aus der Kühlsone im unteren Teil des Ofenschachtes kommt, vermischt sich mit dem aus den Brennervorrichtungen 6 einströmenden Brenngas. Das dadurch entstehende Luft-Gas-Gemisch wird durch das glühende Behandlungegut gezündet und verbrennt unter Erzeugung der Reaktionstemperatur auf dem Wege zur Ofengicht.

Die Ofenanlage nach der Erfindung ist an Hand eines Beispiels in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert}

Es zeigen

Jf¹Ig.-1 Aufriss und Teilschnitt eines Schachtofens nach der Erfindung;

Fig. 2 horizontale Teilschnitte X-X' nach Fig. 1;

Fig. 3 vertikaler Teilschnitt eines Schachtofens nach der Erfindung; 209852/0410

Fig. 4 Querschnitt Y-Y¹ durch den Schachtofen gemales Flg. 3. .

Der in i'ig. 1 und 2 dargestellte Schachtofen ist auf einem Sockel 1 angeordnet, in welchem auch der Sammelsilo 2 angeordnet ist. In diesen sammelt sich das kontinuierlich erzeugte Behandlungsart,welches durch die Siloentleerungsvorrichtung 3 an dessen unterem Ende entnommen wird. Der Sammelsilo 2 ist ferner itit Luft Zutrittsöffnungen versehen, die mit einstellbaren Jalousien ausgerüstet sind; diese dienen zur Regelung der Geschwindigkeit des Luftzutritts in den Brennraum.

Der eigentliche Ofenschacht 5 ist mit einer Anordnung von umfangsverteilt angebrachten, in die Mitte des Schachtes weisenden Brennervorrichtungen 6 versehen, wie dies auch aus Fig. 2 hervorgeht. Jede Brennervorrichtung 6 besteht aus einer Brennkammer 61 und einer Mischkammer 62. Die Einzelheiten des Aufbaues der Brennervorrichtungen 6 sind aue den Pig, 3» 4 und 5a bis 5c ersichtlich.

In üen Brennkammern 61 findet die Primärteilverbrennung dee Heizöles statt. Die hierzu erforderliche Primärverbrennung·- luft erhalten die Brennkammern 61 über die leitungen 7 zugeführt, welche aji eine Ringleitung .8 angeschlossen s<ind; diese wird mittels eines Gebläses aus der Atmosphäre mit Luft versorgt. Zur Kühlung der Brennkammern 61 ist mittels der Leitungen S) die Zuführung von Spülgas vorgesehen, welches aue der Ringleitung IC stammt. Dieser Ringleitung wird das Spiilgae von dem Gebläse 12 über die Halbringleitung 11 zugeführt. Das Spülgas wird vom Gebläse 12 über die Rückgasleitung 13 aus dem im Kamin 16 gebildeten Stauraum 14 unterhalb der Stauklappe 15 abgesagt.

BAD ORIGINAL - 15 -

209962/01410

In die Kischkaiaiuern 62 wird zur Erzeugung des Brenngases das Trägergas eingeleitet, welches ebenfalls aus der Ringleitung IC entnommen und mittels der Leitungen 17 den einzelnen Kischkaainiern 62 zugeführt wird.

An der Gicht 18 des Schachtofens 5 ist die Begichtungsschleuse 19 mit dem Senkkegel 20 angebracht. Ferner ist die Gicht mit einem ringförmigen Abgasabsaugekanal 21 versehen, dem das Abgas durch Einströmöffnungen zuströmt. An den ringförmigen Gasabsaugekanal 21 ist die Abgas-Palleitung 22 angeschlossen, an deren oberstem Punkt ein Notkamin 23 mit einer Explosionsklappe 24 angeordnet ist. Zur Absaugung der Abgase in die Abgas-Falleitung 22 dient ein Abgaeexhauster 25, welcherdie angesaugten Abgase durch den Kamin 16 ins Freie drückt.

Die Erzeugung des Brenngases für die Aufkarburierung des Trägergases erfolgt durch unterstöchiometrisehe Verbrennung des zugeführten Heizöles in den Brennkammern 61; die Aufτ karburierung erfolgt in den anschliessenden Mischakmmern 62, in die das Heizöl nach der Primärteilverbrennung eintritt. Dabei ist es nötig, die Temperatur der Wandungen der Brennkammern in engen Grenzen konstant zu halten, um eine Zerstörung der Kammern zu vermeiden. Zu diesem Zweck ist eine nicht naher dargestellte Kühlung der Brennkammern 61 durch das in den Leitungen 9 zupeführte Spülgas vorgesehen.

Eine Ausl)ildung3weise der Ofenanlage nach der Erfindung, die vorteilhaft zur Durchführung von Sinterprozeesen unter höherer Prozeaetemperatur geeignet iot, zeigen die Pig. 3 und 4.

- 16 202*052/0410

&AD ORIGINAL

Der Ofensehacht 5 läuft nach oben in eine Kuppel 51 aus, in deren Mitte die Zuführungsöffnung 52 für das Brenngut angebracht ist. Tm Bereich der Kuppel 51 nünoenOffnungen in den Kuppelraum 26b, die der Zuführung des Brenngases dienen. Diese öffnungen sind im dargestellten Beispiel tangential gerichtet. Nicht dargestellt sind die Zuführungsleitungen für das Brenngas, und ferner die Brennervorrichtungen zur Erzeugungdes Brenngases,

Oberhalb der Kuppel 51 befindet sich die Kalzinierkammer 28, die als konische Erweiterung 29 der Zuführungsöffnung 52 ausgebildet ist. In dieser Kalzlnierkamcier 28 sinkt das körnige Brenngut 26, welches aus einer der Zugabevorrichtungen 30 strömt, allmählich ab, wobei ein Kalzinierungsprozess stattfindet. Jeder der Zugabevorriehtungen 30 ist eine Verteilkammer 32 zugeordnet, die dauernd mit dem Brenngut 26 gefüllt sind. Dieses gelangt in dieVerteilkammern 32 über rüsselartige Ansätze 34 der oberen Warmetauscherkamaer 33. Diese rüsselartigen Ansätze 34 münden trichterartig in die oben offenen Verteilkammern 32. Dadurch ist der unmittelbare Zutritt der Abgase aus der Kalzinierkammer 28 über Abgaszuftthrungskammer 35 zu dem in den Verteilkammern vorhandenen Brenngut 26 möglich. Die Abgase durchziehen damit das gesamte Brenngut, welches sowohl in den Verteilkamnern 32 wie auch in der car aberliegenden Wärinetauscherkaicmer 33 lagert.

In die Wärmetauseherkammer 33 gelangt das 3renngut 26 über an sich bekannte Zuführungs-Vorrichtungen, die je nach der Art und Betriebsweise des Ofens und nach der Art der Brenngut-

BAD ORIGINAL - 17 -

2 09852/0410

Zuförderung ausgebildet sind. Im Ausführungebeispiel handelt es sich um einen gesaugten Ofen, so dass an die Wärmetauscher· kammer 33 eine gasdichte Zuführungsschleuae 36 für das Brenngut 26 angeschlossen ist. Ferner sind Anschlüsse der Abgasleitungen 21 und 22 zur Zuführung der Abgase in den Kamin vorhanden. Ausserdem ist ein Notkamin 23 mit einer Explosionsklappe 24 vorgesehen.

209852/0410 ■ ^ ononwL

Claims (22)

Düsseldorf Patentansprüche;

1. Ofenanlage zum Brennen und Sintern von körnigem, gebrochenem oder geformtem Brenngut, bestehend aus einem senkrechten Ofenschacht, der mit Zuführungs- und Abführungsöffnungen für Brenn- und Abgase versehen ist

■ und bei dem die Abgase mittels Leitungen in einen Schornstein geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofenschacht (5) oben in einer Kuppel (51) endet, in deren Mitte eine odermehrere Zuführöffnungen (52) für das Brenngut (26) und an deren Peripherie umfangs- oder längsverteilt mehrere Öffnungen (27) zur Zuführung des Brenngases angeordnet sind, und dass der Ofenraum oberhalb der Kuppel (51) als Kalzinier- und Vorwärmkammer (28, 31) ausgebildet ist.

2. Ofenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daea die Kuppel (51) in ihrem Radial- bzw. Querschnitt birnenförmig über die Wandung (5a) des Ofeneehachtee erweitert ist.

3. Ofenaniage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kuppel (ul) in ihrem Radial- bzw. Querschnitt birnenförmig nach oben erweitert ist.

BAD ORIGINAL

209852/0410 · - ζ -

4. Ofenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführöffnungen (27) mit Brennervorrichtungen (6) versehen sind.

5. Cfenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (27) zur Zuführung des Brenngases tangential und/oder geneigt gerichtet sind,

6. Ofenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalzinierkammer (28) sich oberhalb der Zuführöffnung bzw. der Zuführöffnungen (52) erstreckt und als sich konisch erweiternder Behälter (29) ausgebildet und an ihrem oberen Ende mit Zugabevorrichtungen (30) für das Brenngut (26) versehen ist.

7· Ofenanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwärmkammer (31) aus drei übereinander angeordneten, miteinander in Verbindung stehenden Räumen gebildet ist, von denen die unteren als Verteilkammern (32) ausgebildet und den Zugabevorrichtungen (30) zugeordnet sind und von den die oberen als Wärmetauscherkammer oder -kammern (33) ausgebildet und mit rüsselartigen Ansätzen (34) versehen sind, die trichterartig in die oben offenen Verteilkammern (32) münden, wobei um die trichterartigen Ansätze freie Bäume vorhanden sind, die mit der mittleren, die Verteil kammern (32) und die trichterartigen Alisa tee ("M) dichtend unjechliesoenden AbgaszuführungskamBer (35) in Verbindung stehen.

BAD ORIGINAL

21302-33-10

8. Ofenanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche. 1 bie 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherkannner (53) an ihrem oberen Ende mit gasdichten Zuführungs-.schleusen'(36) für das Brenngut (26) versehen ist.

9. Cfenanlage nach den Ansprüchen 1 bis 8, mit Absaugöffnun- ^-en und diesen nachgeschalteten Hückgasexhaustoren sowie Rückgaszuführungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgase mittels Leitungen (21, 22) in einen Kamin (16) geführt sind, der mit einer regelbaren Stauklappe (15) versehen ist, unterhalb welcher die als Trägergas benötigte Abgasmenge in einer Rückgasleitung (13) abgeführt und nach Aufkarburierung dem Brennraum zugeführt wird.

10. Ofenanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichntt, dass zur getrennten und voneinander unabhängigen Steuerung-von Menge und Druck bcw. Zug dex- Abgas- und Zuschlagstoffströme in die diese Ströme führenden Leitungen Drosselvorrichtungen eingeschaltet sind.

11. Ofenanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

dass zur getrennten und voneinander unabhängigen Steuerung von Druck bzw. Zug und Menge der Abgas- und Zuschlagstoff ströme in die diese Ströme führenden Leitungen (13, 22) Ventilatoren bzw. Exhaustoren (12, 25) eingeschaltet sind, deren Durchsatzleistung und Pressung veränderbar ist.

BADORiGiNAL - 4 -

209852/0410

21302159 M

12. Ofenanlage^: nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet» dass die Ringleitungen (8, 10), an welche die Zuführungsleitungen für das Rückgas und/oder das Brenngas und/oder die Primärluft (7, 9, 17) für die Brennkammern (61) angeschlossen sind, jeweils mittels einer mit zwei einander gegenüberliegenden Einführungen versehenen Halbringleitung (11, lla) mit dem Ofenraum bzw. Versorgungsstrang verbunden sind.

13. Ofenanlage nach Anspruch 9 * mit aia Umfang des Brennraumes verteilt unter einem Anstellwinkel nach unten gerichtet angeordneten Brennkammern zur Erzeugung von Spaltgas aus Heizölen dadurch gekennzeichnet, dass der Brennkammer (61) nachgeschaltet eine Mischkammer (62) angeordnet ist, in welcher das Trägergas zugeführt und mit dem erzeugten Spaltgas aufkarburiert wird.

14. Verfahren zum Brennen und Sintern von körnigem, gebrochenem oder geformtem Brenngut, beispielsweise M-talloxyden, Kalkstein, Dolomit, Magnesit und dgl. Mineralien, in Form von Pellets, Granulaten oder dgl. körnigem Material, in der Ofenanlage nach einem oder mehreren d*»r Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Brenngut (26) zunächst in die Vorwärmkammer (33) eingegeben und dort mittels der fühlbaren Wärme der Ofenabgase im Gegenstrom vorgewärmt wird, und darauf über deren rüsselartige Ansätze (34) in die Verteilkammern (32) gelangt, von wo es mittels der Zugabevorrichtungen (30) in die Kalzinierkammer (29) entgegen

209852/0410

ta.

dem nach oben gerichteten.Abgasstrom eingewirbelt wird und langsam in di^ Zuftüröffnung (52) absinkt, in den Schachtofenraum (5) gelangt, wo sich unterhalb der Kuppel (51) ein von der Zuführöffnung (52) und deren Ofenwandung (^a) begrenzter Schüttkegel (26a)'bildet, welcher zwischen seiner Oberfläche und der Kuppel (51) einen Brennraum (2£b) einschliesst, der von den tangential oder lateral einströmenden Brenngasen bestrichen wird, wobei sich diese Brenngase entzünden und mittels des in der den Austrag im Gegenstrom durchströmenden Kühlluft enthaltenen Sauerstoffs verbrennen, so dass das Brenngut (26) in einer bestimmten Reaktionstiefe im Bereich seiner gesamten Kegeloberfläche gesintert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14» gekennzeichnet durch die Verwendung von unter sehr schwachem Druck geführtem aufbereitetem Magergas als Brennstoff, und Regelung der Ofenamtosphäre auf Grund von Druck- und Abgasmengen-•mesBung durch getrennte und voneinander unabhängige Regelung von Druck und Menge bei der Abführung der aus den Verbrennungs- und. Entsäuerungsprozessen sowie den bei der Verbrennung auftretenden zusätzlichen Reaktionen entstehenden Abgase.

16. Verfahren nach den Ansprüchen 14 und 15, gekennzeichnet durch Steuerung des Verbrennungsfortschritts in der Zeiteinheit im Sinne einer Verlängerung der Feuerzone und dadurch re^grösserter Verweilzeit der Brenngase im Reaktionsbereich durch Veränderung des Brennwertes des Magergaaes im Sinne einer Verringerung dee Brennwertes.

209852/04 10 ■ "

— 6 —

17. Verfahren nach den Ansprüchen 13 bis 16, dadurch gekenn zeichnet, dass bei der Behandlung von zu entsäuerndem Brenngut eine den Austritt der Kohlensäure, besondere die Restentsäuerung begünstigende Ofenatmosphäre von ert Unterdruck; aufrechterhalten wird.

lfc. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass durch Veränderung des Aufkarburierungsgrades und/ oder der Menge und/oder des Druckes des Brenngases vor Eintritt in den Brennraum mittels jeweils voneinander unabhängig betätigbarer und einstellbarer Steuerorgane auf Grund der gemssenen Werte der Ofenatraosphäre der Brennwert des Magergases und dadurch der Verbrennungsfortschritt regelbar ist.

19. Verfahren nach denAnsprüchen 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Fremdgase zur Aufkarburierung Naturgase, brennbare Abfallgase, wie z.B. Gichtgas, künstlich hergestellte Gase, wie Holzgase, KokBofengae·, Flüssiggas, wie Propan, Butan, Leichtbenzin, im Wege der reduzierenden Verbrennun aus Leicht- und Schwerölen gewonnenen Spaltgase verwendet werden.

20. Verfahren nach den Ansprüchen 16 und 17 unter Verwendung von Leicht- oder Schweröl als Brennstoff, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufkarburierung des Trägergase« ein in einer Brennkammer (61) im unterstöchiometrißchen Propose unter Zuführung vonluft für die Prinrärrorbronmmg dee tilee in durch getrennte Steuerorgan·

»O*»5Z/Ot1O

7-

unabhängig voneinander einstellbaren Mengen und Drücken erzeugtes -Spaltgas verwendet wird.

21. Verfahren nach Anspruch 14 oder einem oder mehreren der darauf folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Durchführung der Reaktion mittels Verbrennung von dem Behandlungsgut beigegebenen festen Brennstoffen und gegebenenfalls gleichzeitiger Zuführung von Brennstoff in gasförmigem Zustand Unter Aufrechterhaltung einesgeringen Unterdruckes im Brennraum die Ofenatmosphäre auf Grund von Drück- und Abgasmengenniessung durch getrennte und voneinander unabhängige Regelung von Druck und Menge beim Absaugen der aus den Verbrennungs- und Entsäuerungsprozessen sowie aus den bei der Verbrennung auftretenden zusätzlichen Reaktionen entstehenden Abgase.

22. Verfahren nach Anspruch 14 und einem oder mehreren der darauf folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Durchführung der Reaktionen mittel» Verbrennung von dem Behandlungsgut beigegebenen festen Brennstoffen und gegebenenfalls gleichzeitiger Zuführung von Brennstoff in gasförmigem Zustand unter Aufrechterhaltung eines bestimmten Überdruckes im Biennraum die Ofenatmosphäre auf Grund von Druck- und AbgaemengenmeBsung durch getrennte und voneinander unabhängige Regelung von Druck und Menge der zugeführten Kühl- und Verbrennungsluft gesteuert wird.

BAD ORIGINAL 7Π9852/0/, 10