DE2200302C3

DE2200302C3 - Shaft furnace with a combustion chamber arranged inside the furnace shaft

Info

Publication number: DE2200302C3
Application number: DE19722200302
Authority: DE
Inventors: Herbert 5600 Wuppertal Meyer
Original assignee: RHEINISCH-WESTFAELISCHE KALKWERKE AG 5600 WUPPERTAL
Current assignee: RHEINISCH-WESTFAELISCHE KALKWERKE AG 5600 WUPPERTAL
Priority date: 1972-01-05
Filing date: 1972-01-05
Publication date: 1980-07-31
Also published as: DE2200302B2; DE2200302A1

Description

bestimmt ist.vobei c zwischen — 1 und +3 liegt.where c is between - 1 and +3.

3. Schachtofen nach Ajispruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (7) für den Heißgasdurchtritt dachförmig ausgebilde' -sind.3. Shaft furnace according to claim 1, characterized in that that the openings (7) for the passage of hot gas are roof-shaped.

Die Erfindung betrifft einen Schachtofen zum Brennen von Kalkstein u.dgl., insbesondere einen transportablen Schachtofen, mit gasförmigem oder flüssigem Brennstoff, wobei im inneren des Ofenschachtes eine Brennkammer angeordnet ist, deren Abschluß zum Brenngut durch eine Öffnungen für den Heißgasdurchtritt aufweisende Gewölbekuppel gebildet wird, wobei die Außenfläche der Gewölbekuppel die Form einer ebenen Kurve hat.The invention relates to a shaft furnace for burning limestone and the like, in particular one Transportable shaft furnace, with gaseous or liquid fuel, in the interior of the furnace shaft a combustion chamber is arranged, the closure of which to the material to be fired through an opening for the passage of hot gas having vaulted dome is formed, wherein the outer surface of the vaulted dome the shape has a flat curve.

Beim Brennen von Kalkstein und ähnlichen stückigen Gütern in Schachtöfen unter Verwendung gasförmiger oder flüssiger Brennstoffe besteht die Schwierigkeit, den Kern des Brenngutes, also das Ofeninnere, mit genügend Brennstoff zu beaufschlagen. Diese Schwierigkeiten treten bereits bei mittleren Schachtdurchmessern auf und verstärken sich mit zunehmendem Ofendurchmesser, Seitlich über Brenner eingeführte flüssige oder gasförmige Brennstoffe erreichen nur eine begrenzte Eindringtiefe, so daß der Ofenkern weiterhin mit festem Brennstoff beheizt werden mußte. Bei diesem Verfahren liegen zwei Brennzonen vor, nämlich eine äußere, die durch die am Ofenumfang angeordneten Brenner, und eine innere, die durch den festen Brennstoff im Ofenkern gebildet wird. Durch geeignete Mittel muß die Lage beider Brennzonen laufend aufeinander abgestimmt werden.When burning limestone and similar lumpy goods in shaft furnaces using gaseous or liquid fuels, there is the difficulty of using the core of the material to be fired, i.e. the interior of the furnace to supply enough fuel. These difficulties arise even with medium shaft diameters and strengthen with increasing furnace diameter, laterally introduced via burner liquid or gaseous fuels reach only a limited depth of penetration, so that the furnace core continues had to be heated with solid fuel. In this process, there are two focal zones, viz an outer one, through the burners arranged on the furnace periphery, and an inner one, through the fixed one Fuel is formed in the furnace core. The position of both focal zones must be continuous by suitable means be coordinated.

Es ist auch vorgeschlagen worden, bei mittleren und größeren Schachtdurchmessern den Schachtkern durch Einbauten auszusparen. Diese stellen einen erheblichen Aufwand dar.It has also been suggested that the shaft core be penetrated in the case of medium and larger shaft diameters Recess built-in components. These represent a considerable effort.

Aus der deutschen Patentschrift J 94 925 ist weiterhin ein Schachtofen bekannt mit in der Mitte des Schachtes sich erhebendem, kegelförmigem Einbau, der seitlich Austrittsöffnungen für die Heizgase besitzt Der Einbau ist dabei mit der Schachtwandung durch spiralförmig um den Einbau von oben nach unten herumführende Gurtbögen verbunden, zwischen denen je eine Austrittsöffnung für die Heizgase und je eine Abzugsöffnung für den gebrannten Kalk angeordnet sind» Der Feuerraum befindet sich außerhalb des Schachtes, Der wirksame Querschnitt eines derartigen Ofens ist gering und die auf den Wärmebedarf bezogene Leistung entsprechend klein.From the German patent J 94 925 is still a shaft furnace known with in the middle of the shaft rising, conical installation, the side The installation is spiral-shaped with the shaft wall Belt arches leading around the installation from top to bottom are connected, between each of which there is an outlet opening for the heating gases and one outlet each for the quick lime »The The furnace is outside the shaft. The effective cross-section of such a furnace is small and the output related to the heat demand is correspondingly small.

Bekannt ist weiterhin aus der Zeitschrift »DasIt is also known from the magazine »Das

is Rheinische Landesmuseum Bonn« Nr. 4 (1969), S. 53/56 ein für Brennversuche wiederhergestellter römischer Kalkofen, der im Inneren des Ofenschachtes eine Brennkammer besitzt und der nur mit Holz, d. h. festem Brennstoff beheizt wird. Dieser bekannte Ofen weist ein freitragendes Gewölbe aus unbehauenem Dolomit auf, das in der Form einer »halbierten Birne« gleicht.is Rheinische Landesmuseum Bonn «No. 4 (1969), pp. 53/56 a Roman lime kiln restored for firing tests, the inside of the kiln shaft a Has a combustion chamber and only with wood, d. H. solid Fuel is heated. This well-known furnace has a cantilevered vault made of uncut dolomite, which resembles a "pear cut in half".

Bei einem weiteren bekannten Kalkofen, vgl. B. Block »Das Kalkbrennen« 2. Aufl., Leipzig, Verlag Otto Spamer, 1924, S. 12/16 und 142/144 wird aus den Kalksteinen ein Brenngewölbe errichtet und zum Schluß eine Kuppel aus Lehm als Verschluß aufgestrichen. For another known lime kiln, see B. Block "Das Kalkbrennen" 2nd edition, Leipzig, Verlag Otto Spamer, 1924, pp. 12/16 and 142/144, a kiln vault is built from the limestone and Finally a dome made of clay was painted on as a closure.

Ebenso wie bei den vorausgehend erläuterten Ausführungsformeiiist auch bei diesem Schachtofen das den Brennraum freihaltende Gewölbe aus Kalksteinen, d. h. dem zu brennenden Material gebildet, wobei in diesem, den Brennraum freihaltenden Gewölbe öffnungen für den Druchtritt der Verbrennungsgase freigehalten sind. Nachteilig ist somit bei diesen bekannten Schachtofen, daß die Gewölbekuppel aus dem zu brennenden Material, nämlich Kalkstein, besteht, die Außenfläche der Gewölbekuppe! keine einer Hyperbel bzw. Parabel angenäherte Form aufweist und schließlich die Beheizung überwiegend mit festem Brennstoff erfolgt.As with the previously explained embodiments, this is also the case with this shaft furnace Limestone vaults that keep the combustion chamber free, d. H. formed the material to be burned, with in This vault keeping the combustion chamber free has openings for the passage of the combustion gases are. The disadvantage of this known shaft furnace is that the vaulted dome from the to burning material, namely limestone, is the outer surface of the vaulted dome! none of a hyperbola or parabola approximate shape and finally the heating predominantly with solid fuel he follows.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schachtofen zum Brennen von Kalkstein u.dgl. zu schaffen, der im Inneren des Ofenschachtes eine Brennkammer aufweist und dem die erwähnten Nachteile nicht anhaften, sondern der vielmehr so ausgebildet ist, daß durch die Anordnung der Brennkammer im Kern des Ofens eine intensive und gleichmäßige Durchdringung des Ofenschachtes mit Heizgasen über den gesamten Schachtquerschnitt so gegeben ist.The invention is based on the object of providing a shaft furnace for burning limestone and the like create, which has a combustion chamber inside the furnace shaft and which the mentioned Disadvantages do not adhere, but rather is designed so that by the arrangement of the combustion chamber an intensive and even penetration of the furnace shaft in the core of the furnace Heating gases are given over the entire shaft cross-section.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Außenfläche der Gewölbekuppel die Form einer Hyperbel oder Parabel besitzt, während die Öffnungen in der Gewölbekuppel mit den Asymptoten zur Außenfläche der Gewölbekuppel einen spitzen Winkel bilden.According to the invention, this object is achieved in that the outer surface of the vaulted dome Has the shape of a hyperbola or parabola, while the openings in the vaulted dome with the asymptotes Form an acute angle to the outer surface of the vaulted dome.

Auf diese Weise ergibt sich in vorteilhafter Weise ein Schachtofen, der kontinuierlich ohne die nach dem Stand der Technik erforderliche Abstimmung der Lage zweier Brennzonen, mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen betrieben werden kann. Dieser kontinuierliche Betrieb wird jedoch weiterhin erst dadurch ermöglicht, daß einerseits durch die bestimmte Anordnung und Ausbildung der Öffnungen in der Gewölbekuppel Kalke verschiedener Vorkommen und Qualitäten durch Einstellung der jeweils erforderlichen Temperatur in der Brennkammer gleichmäßig gebrannt werden können und andererseits durch die AusbildungIn this way, a shaft furnace results in an advantageous manner, which continuously without the after State of the art required coordination of the position of two combustion zones, with liquid or gaseous Fuels can be operated. However, this continuous operation is only possible because of this allows that on the one hand by the specific arrangement and design of the openings in the vaulted dome Limes of various occurrences and qualities by setting the required in each case Temperature in the combustion chamber can be burned evenly and on the other hand by the training

der Außenfläche der Gewölbekuppel als Hyperbel oder Parabel, durch die eine gleichmäßige Heißgasverteilung über den. gesamten Querschnitt des Ofens und ein störungsfreies Abgleiten des Brenngutes von der Gewölbekuppel mit einem minimalen Abrieb gegeben ist.the outer surface of the vaulted dome as a hyperbola or Parabola, through which an even distribution of hot gas over the. entire cross section of the furnace and a trouble-free sliding of the firing material from the vaulted dome with minimal abrasion is.

Umfangreiche Versuche der Anmelderin haben ergeben, daß Jer Anstieg der Asymptoten der die Außenfläche der Gewölbekuppel bestimmenden Hyperbel— vorteilhafterweise =0,418 und die lineareExtensive tests by the applicant have shown that the increase in the asymptotes of the The outer surface of the vaulted dome determines the hyperbola - advantageously = 0.418 and the linear one

Exzentrizität e = 4,006 beträgt. Die mögliche Form der Parabel ist bestimmt durch die GleichungEccentricity is e = 4.006. The possible form of the Parabola is determined by the equation

χ = _Ύ r ±c χ = _Ύ r ± c

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung sind die öffnungen für den Heißgasdurchtritt dachförmig ausgebildet Auf diese Weise wird die Brennkammer weitgehend vor dem Eindringen von Kalkabrieb geschützt.According to a further advantageous embodiment of the invention, the openings are for the passage of hot gas Roof-shaped In this way, the combustion chamber is largely protected from penetration Lime abrasion protected.

Die Zeichnung zeigt schematisch ein Beispiel für den Aufbau des erfindungsgemäßen Schachtofens. Dieser weist eine Vorwärmzone (1), eine Brennzone (2) und eine Kühlzone (3) auf. In Höhe des Oberganges von der Kühlzone (3) zur Brennzone (2) ist eine Brennkammer (4) angeordnet, die zum Brennschacht (5) durch eine Gewölbekuppel (6) aus feuerfestem Material abgeschlossen ist. Die Gewölbekuppel (6) besitzt zum Brennschacht (5) hin eine Vielzahl von Öffnungen (7), durch die die in der Brennkammer (4) entstehenden Heißgase in den Brennschacht bzw. in das über der Gewölbekuppe! (6) befindliche Materialbett strömen. Ein evtl. doch durch die Öffnungen (7) einfallender Kalkabrieb sowie Staub gelangt in einen unterhalb der Brennkammer (4) angeordneten Trichter (8) und wird mit dem ausgetragenen Kalk abgeführt.The drawing shows schematically an example of the structure of the shaft furnace according to the invention. This has a preheating zone (1), a burning zone (2) and a cooling zone (3). At the height of the transition from the Cooling zone (3) to the combustion zone (2) a combustion chamber (4) is arranged, which leads to the combustion shaft (5) through a Vaulted dome (6) made of refractory material is completed. The vaulted dome (6) has to The combustion shaft (5) has a large number of openings (7) through which the openings in the combustion chamber (4) arise Hot gases in the combustion shaft or in the one above the vault! (6) flowing material bed. Any lime abrasion and dust that may fall through the openings (7) reaches one below the Combustion chamber (4) arranged funnel (8) and is discharged with the discharged lime.

Der gasförmige oder flüssige Brennstoff wird der Brennkammer (4) durch Brenner (9) zugeführt, die in Brennmuffeln (10) am Außenrand der Brennkammer (4) angeordnet sind. Diese Brennmuffeln (10) sowie die nicht dargestellten Zuführungsleitungen für den flüssigen oder gasförmigen Brennstoff sowie Luft liegen in Rohrbrücken (11), die eine Verbindung von der Innenbremnkammer (4) zum Außenmantel des Ofenschachtes (12) darstellen. Die Rohrbrücken (11) sind durch ein^ geeignete feuerfeste Verkleidung gegen hohe Temperaturen und Abrieb geschützt Zum besseren Abgleiten des Brenngutes weisen sie ein aus feuerfestem Material bestehendes Dach (13) auf,The gaseous or liquid fuel is fed to the combustion chamber (4) through burners (9), which are shown in Combustion muffles (10) are arranged on the outer edge of the combustion chamber (4). These muffles (10) as well as the Feed lines, not shown, for the liquid or gaseous fuel and air are located in Pipe bridges (11) that connect the inner brake chamber (4) to the outer jacket of the furnace shaft (12) represent. The pipe bridges (11) are protected against by a ^ suitable fire-resistant cladding Protected against high temperatures and abrasion For better sliding of the items to be fired, they show a refractory material existing roof (13),

In der Brennkammer (4) können sowohl öl als auch Gas vollständig verbrannt werden, so daß nur die Heißgase in das Brenngut eindringen. Auch eine Teilverbrennung ist möglich. Dabei dringen die noch nicht verbrannten Gase in das Brenngut ein und werden hier mit der Luft aus der Kühlzone (3) restlos verbrannt. Zur Luftregulierung (Kühlluft und Verbrennungsluft) dienen nicht dargestellte Gebläse.In the combustion chamber (4) both oil and Gas can be completely burned so that only the hot gases penetrate the material to be burned. Also one Partial combustion is possible. The gases that have not yet been burned penetrate the material to be fired and become here completely burned with the air from the cooling zone (3). For air regulation (cooling air and combustion air) are not shown fans.

Bei einer vollständigen Verbrennung von flüssigem oder gasförmigem Brennstoff in der Brennkammer kommt im Falle des Kalkbrennens der zu entsäuernde Kalkstein mit dem eigentlichen Brennstoff nicht in Berührung, wodurch sich zusammen mit der gleichmäßigen Wärme verteilung eine gleichmäßig hohe Kalkqualität ergibt.With complete combustion of liquid or gaseous fuel in the combustion chamber In the case of lime burning, the limestone to be deacidified does not come into contact with the actual fuel Touch, which, together with the even distribution of heat, results in a consistently high quality of lime results.

So konnten in einem Ofen der Ar melderin von unterschiedlichen Kalksteinen Kalkqualitäten erzielt werden, deren Rest-COi-Gehalt in jedem Fall unter 1 % lag.In this way, different types of limestone were able to be produced in a kiln owned by the reporter whose residual COi content is in any case below 1% lay.

Die gerniäß der Erfindung vorgesehene Gewölbekuppel (6) wird durch den in die darunterliegende Brennkammer (4) eingeleiteten und dort verbrennenden Brennstoff gleichmäßig erwärmt Die Anordnung der Brennstoffzufuhr bzw. der Brenner an der Brennkammer (4) ist dabei ohne Bedeutung und kann asymmetrisch, einseitig oder symmetrisch erfolgen. Durch das aufgeheizte Gewölbe erfolgt im Ofeninnern eine zusätzliche Wärmeübertragung an das Brenngut.The vaulted dome provided according to the invention (6) is introduced into the combustion chamber (4) below and burns there Fuel evenly heated The arrangement of the fuel supply or the burner on the combustion chamber (4) is irrelevant and can be asymmetrical, one-sided or symmetrical. By the In the heated vault, additional heat is transferred to the items to be fired inside the furnace.

Mit dem Ofen gemäß der Erfindung ist es möglich, Kalke verschiedener Vorkommen und Qualitäten wieWith the furnace according to the invention it is possible to produce limes of various deposits and qualities such as

z. B. hochwertige Weißkalke, dolomitische Kalke, Dolomit sowie Wasserkalke zu brennen, da in der Brennkammer die jeweils erforderliche Temperatur eingestellt werden kann.z. B. high-quality white limes, dolomitic limes, dolomite and water limes to burn, as in the Combustion chamber the required temperature can be set.

Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung des erfindungsgemäßen Schachtofens als Kleinofen mit einer Leistung von 2—5 t/Tag als transportable Einheit. Werke mit relativ geringem Kalkbedarf wie kleine Stahl- oder Edelstahlwerke können einen derartigen Ofen der jeweiligen Erzeugung ihrer Schmelzofen anpassen und so für jede Charge über frischen und dadurch wasserfreien Kalk in der vorteilhaften Körnung bis 40 oder 60 mm verfügen.The design of the invention is particularly advantageous Shaft furnace as a small furnace with an output of 2-5 t / day as a transportable unit. Works with a relatively low demand for lime, such as small steel or stainless steel works, can do this Adapt the furnace to the respective production of your melting furnace and so for each batch over fresh and thus have anhydrous lime in the advantageous grain size of up to 40 or 60 mm.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claims;

1, shaft furnace for burning limestone and the like " in particular transportable shaft furnace, with gaseous or liquid fuel, with im Inside the furnace shaft, a combustion chamber is arranged, the conclusion of which to the kiln through one having openings for the passage of hot gas Vaulted dome is formed, the outer surface of the vaulted dome having the shape of a flat curve, characterized that the outer surface of the vaulted dome (6) has the shape of a hyperbola or parabola, while the openings (7) in the vaulted dome (6) with the asymptotes to the outer surface of the vaulted dome (6) make an acute angle.

2. Shaft furnace according to claim 1, characterized in that that the increase in the asymptotes of the Determining the outer surface of the vaulted dome (6)

Hyperbola — given by b between 1 and 1.55

and the linear eccentricity is between 3.83 and 4.006, or the shape of the domed dome by the Parabola equation