DE2315748A1

DE2315748A1 - Gas fired vertical furnace - with exhaust partly recycled to burners to produce even combustion

Info

Publication number: DE2315748A1
Application number: DE2315748A
Authority: DE
Inventors: Ivan Ernest Kimberley
Original assignee: WESTS MANCHESTER Ltd
Current assignee: WESTS MANCHESTER Ltd
Priority date: 1973-03-29
Filing date: 1973-03-29
Publication date: 1974-12-19

Abstract

A vertical furnace, e.g. for lime prodn., is fired by natural gas, town gas etc., fed to a series of peripheral burners, (pref. directed towards centre of furnace and downwards), which are supplied with primary air from a blower, (controlled in response to gas flow), and also with exhaust gas recycled from the top of the furnace, which serves to inhibit combustion of the fuel, to produce even heating, and also to cool the burners, where they project through the refractory lining. The air/gas mixture is controllable, and may be stoichiometric (15-25%) for start-up, and rich during normal running.

Description

Schachtofen Die Erfindung bezieht sich auf vertikale Schachtöfen und betrifft insbesondere einen vertikalen Schachtkalkbrennofen. Shaft Furnaces The invention relates to vertical shaft furnaces and particularly relates to a vertical shaft lime kiln.

ber Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schachtofen und insbesondere eine Anordnung zur beheizung eines Schachtofens mit Erdgas oder anderen Heizgasen wie Stadtgas, Generatorgas und Flüssigpetroleumgas zu schaffen.The invention is based on the object of a shaft furnace and in particular an arrangement for heating a shaft furnace with natural gas or other heating gases such as town gas, generator gas and liquid petroleum gas.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß er eine Vielzahl von Injektoren bzw. Brennern aufweist, die umfangsmäßig in Abstand zueinander vorgesehen sind, jeder Injektor bzw. Brenner mindestens eine Heizgas-Zuleitung sowie mindestens eine Luft-Zuleitung aufweist, die ganz oder teilweise in einer Öffnung angeordnet und an eine Zuleitung für Abgas angeschlossen ist, wobei das Abgas von Schachtofen zurückbefördert ist.This object is achieved according to the invention in that it has a large number of injectors or burners, which are provided circumferentially at a distance from one another are, each injector or burner at least one heating gas supply line as has at least one air supply line wholly or partially in an opening is arranged and connected to a feed line for exhaust gas, the exhaust gas from Shaft furnace is returned.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Preferred embodiments of the invention emerge from the subclaims.

Die Injektoren bzw. Brenner können insbesondere von dem Art sein, daß sie mit reinem Fas oder mit einer Mischung aus hochwertigem Fas und Luft während normalen Betreibs sowie mit einer stöchiometrischen Mischung aus Gas und Luft während einer Aufheizperiode versorgt werden können, wobei Einrichtungen zur entsprechenden Verhältniskontrolle bzw. Verhältnissteuerung vorgesehen sind. Es können Däsen-Injektoren bzw.The injectors or burners can in particular be of the type that they are made with pure fiber or with a mixture of high quality fiber and air during normal operation as well as with a stoichiometric mixture of gas and air during a heating period can be supplied, with facilities for the appropriate Ratio control or ratio control are provided. There can be nozzle injectors respectively.

Brenner verwendet werden, die über ein Gebläse mit Luft versorgt werden, die ihrerseits in einem Verhältnis zur Gasmenge gesteuert wird. vorzugsweise können Heizgas-Injektoren bzw.Burners are used which are supplied with air via a blower, which in turn is controlled in proportion to the amount of gas. preferably can Hot gas injectors or

Brenner, Injektoren bzw. Brenner mit Gebläse oder Gas/Luftmischer verwendet werden, um die erforderliche Luft und das Gas zum Injektor bzw. Brenner zu leiten. In verschiedenen Fällen kann die Primarluft teilweise durch Wasser oder dampf ersetzt werden, während eine Sekundärluft unterhalb der @on@ der Schachtofen zugeführt wird, in der das Gas eingegeben wird.Burners, injectors or burners with blower or gas / air mixer used to deliver the required air and gas to the injector and burner respectively to direct. In various cases, the primary air can be partially replaced by water or Steam is replaced while a secondary air is below the @ on @ the shaft furnace is supplied, in which the gas is entered.

Jede Heizgas-Zuleitung befindet sich in einer @@fnung, zu der Abgase geleitet werden. Es kann ein Ringverteiler zur @fuhr von umgewälztem Abgas aus der Schachtofanspitze zu @ der f@@@ vorgesehen sein, wobei das Abgas über ein Gebläse zun Verteiler transportiert wird, Der Injektor bzw. Brenner kann Heizgas- und Luft-Zuleitungen aufweisen,welche die Form von koaxialen Rohren besitzen und können in Öffnungen angeordnet sein, die ihrerseits an einem bestimmten Abschnitt des Schachtofens liegen. Die Zuleitungen reichen genD einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in oen Schachtofen, und zwar über die Innenfläche einer gestrichelt eingezeichneten Linie hinaus (Fig. 1). Hierbei kann das äübere Poiir von doppelwandiger Konstruktion sein, wodurch ein Kühlungsmedium eingeleitet werden kann. Das Kühlmedium, welches beispielsweise Wasser oder ein Abgas des Schachtofens sein kann, vermag im Falle von Abgas in den Schachtofen ausgestoßen werden oder zum Abbrand zurückverbracht werden oder auch im Falle von Wasser durch einen Kühler rückgeführt werden. Die Anordnung ist derart geder troffen, daß Gasstrahl, der in den Schachtofen eintritt, von eine Abgasstrom umgeben ist.Each heating gas supply line is located in an opening to the exhaust gas be directed. A ring distributor can be used to convey circulated exhaust gas from the Schachtofanspitze to @ der f @@@ be provided, the exhaust gas is transported to the distributor via a fan, the injector or burner can Have heating gas and air supply lines, which are in the form of coaxial tubes and can be arranged in openings, which in turn are at a certain section of the shaft furnace. The supply lines are sufficient according to a preferred embodiment of the invention in open shaft furnace, over the inner surface of a dashed line line drawn in addition (Fig. 1). The outer wall can be double-walled Be construction, whereby a cooling medium can be introduced. The cooling medium, which can be water or an exhaust gas from the shaft furnace, for example in the case of exhaust gas are ejected into the shaft furnace or brought back to be burned off or, in the case of water, can be recycled through a cooler. the The arrangement is made in such a way that the gas jet entering the shaft furnace is surrounded by an exhaust gas stream.

Irforderl ichenfalls können auch zusätzliche Rückführ-Abgaszuleitungen zum Schachtofen vorgesehen sein, die über und zwischen den injektoren bzw. Brennern angeordnet sind, Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines vertikalen Schachtofens, und Fig. 2 eine Seitenansicht einer Injektoreinheit des Schachtofens gemäß Fig. 1.If necessary, additional return exhaust gas feed lines can also be used be provided to the shaft furnace, the above and between the injectors or burners The following is a preferred embodiment of the invention explained in more detail with reference to drawings. Show it: Fig. 1 is a side view of a vertical shaft furnace, and FIG. 2 shows a side view of an injector unit of the shaft furnace according to FIG. 1.

In den Fig. 1 und 2 ist ein vertikaler Schachtofen veranschaulicht, der einen äußeren Stahlmantel 2 aufweist, welcher mit einem feuerbeständigen Material 3 ausgeführt bzw. ausgekleidet ist. Der Schachtofen 1 wird von einer Ring-Verzweigung bzw. von einem ringförmigen Verteilerrohr 4 umschlossen, wohin die umgewälzten Abgasprodukte über Leitungen 5 und ein Cebläse 6 von einer Abgas-Leitung geleitet werden. Die Abgasprodukte werden vom oberen Teil des Schachtofens bei 3 durch ein Gebläse 9 abgesaugt.In Figs. 1 and 2, a vertical shaft furnace is illustrated, which has an outer steel jacket 2, which is covered with a fire-resistant material 3 is executed or lined. The shaft furnace 1 is branched off by a ring or enclosed by an annular distributor pipe 4, where the circulated exhaust gas products be passed via lines 5 and a Cebläse 6 from an exhaust pipe. the Exhaust products are released from the upper part of the shaft furnace at 3 by a fan 9 sucked off.

Es sind sechs Gas-EInsblasdüseneiten 10 vorgesehen, die in Öffnungen 11 eingesetzt sind, wobei sich die Öffnungen @@ in gleicher Abstand um den Schachtofen herumbefinder. Jede Einbalsdüscheinheit 10 ist gegen die Mitte des Schachtofens @ geneigt, können jedoch auch in horizontaler Lage angeordnet sein. Jede Einblasdüscheinheit 10 wird mit Freingas aus einem Gas-Ringverteilerohr 11 sowie wir Luft aus einen Luft-Vertellerrohr 13 versorht, wobei die Luft @er ein in den Zeichnungen nicht dargestelltes Gebläse zugeführt wird und sich beide Vorteilerrohre 12 und 13 unterhalb den Öffnungen 11 @efinden. Die Verteilerrohre 12 und 13 sind an jede Einslasdüseneinheit 10 durch entsprechende Leitungen 14 und 15 angeschlossen; die Leitungen 14 und 15 weisen ferner Durchflußmesser bzw. Strömungsmesser 16 auf. Außerdem sind geeignete, in den Zeichnungen nicht dargestellte Einrichtungen vorgesehen, welche das Verhältnis aus zugeführten Treibgas und zugeführt er Luft steuern bzw. kontrollieren. Vorzugsweise ist die zugeführte Mischung zwischen 15 und 25% stöchiometrisch.There are six gas injection nozzle sides 10 are provided, which in openings 11 are used, with the openings @@ at the same distance around the shaft furnace around finder. Each embossed shower unit 10 is towards the center of the shaft furnace @ inclined, but can also be arranged in a horizontal position. Every injection nozzle unit 10 is with free gas from a gas ring distributor pipe 11 and we air from one Air distributor pipe 13 supplies, the air @er not in the drawings The fan shown is supplied and both prescaler tubes 12 and 13 are below Find the openings 11 @. The manifolds 12 and 13 are attached to each inlet nozzle unit 10 connected by corresponding lines 14 and 15; the lines 14 and 15 have also flow meter or flow meter 16 on. In addition, suitable in Means not shown in the drawings provided, which the ratio from supplied propellant gas and supplied he control or control air. Preferably the mixture supplied is between 15 and 25% stoichiometric.

Um den Schachtofen herum sind 24 Eingangsleitungen 17 in Abstand voneinander für die umgewälzten Produkte vorgesehen; eine Eingangsleitung 17 befindet sich oberhalb den gesanten Einblasdüseneinheiten 10, während 3 Eingangsleitungen 17 in dreieckförmiger Anordnung zwischen benachbarten inblaseinheiten 10 angeordnet sind. Die auf diese Weise gebildete Anordnung der Eingangsleitungen 17 ist in Fig. 1 näher veranschaulicht. Jede Eingangsleitung 17 ist mit einem entsprechenden Auslaß 18 verbunden, welcher sich seinerseits am Verteilerrohr 4 für die Abgasprodukte befindet; die entsprechenden Verbindungen sind in Fig. 1 schematisch dargestellt. Es sind noch weitere sechs Auslässe 18 vorgesehen, von denen jeder an einen Einlaß 19 einer zugehörigen Einblaseinheit 10 angesclilossen ist. Abgase vom Verteilerrohr 4 werden von den Auslässen 18 zu den Eingangsleitungen 17 und den einlassen 19 geleitet. Die Auslässe 18 sind in regelmäßigem Abstand um den Schachtofen 1 am Verteilerrohr 4 angeordnet.Around the shaft furnace there are 24 input lines 17 at a distance from one another intended for the circulated products; an input line 17 is located above the entire injection nozzle units 10, while 3 input lines 17 in triangular Arrangement between adjacent injection units 10 are arranged. The on this A wise arrangement of the input lines 17 is illustrated in more detail in FIG. 1. Each input line 17 is connected to a corresponding outlet 18, which is in turn on the manifold 4 for the exhaust products; the corresponding Connections are shown schematically in FIG. 1. There are six more Outlets 18 are provided, each of which is connected to an inlet 19 of an associated injection unit 10 is attached. Exhaust gases from the manifold 4 are from the outlets 18 to the input lines 17 and the inlets 19. The outlets 18 are in arranged at regular intervals around the shaft furnace 1 on the distributor pipe 4.

Jede Einblasdüseneinheit 10 weist eine zentrale Treibgas-Zuleitung 20 auf, die durch eine zugehörige Treibgas-Versorgungsleitung 14 an das Verteilerrohr 12 angeschlossen ist.Each injection nozzle unit 10 has a central propellant gas supply line 20 through an associated propellant gas supply line 14 to the manifold 12 is connected.

Eine Luft-Zuleitung 21 befindet sich in koaxialer Anordnung zur Zuleitung 20 und umgibt letztere; die Zuleitung 21 ist ferner mit der Luft-Zufuhrleitung-- 15 verbunden. sie Das-Zuleitung @@ sowie die Luft-Zuleitung 21 bilden einen Injektor bzw. einen Brenner 22. Der Injektor/Brenner 22 ist an das Ende der Injektor- bzw. Einblasdüseneinheit 10 angeflanscht, die in die gestrichelt eingezeichnete Öffnung 11 eingepasst ist. Bei jeder Injektoreinheit 10 ist ein Abgas-Einlaß 10 mit dem Verteilerrohr für Abgasprodukte über einen Verteiler-Auslaß 18 verbunden.An air supply line 21 is located in a coaxial arrangement with the supply line 20 and surrounds the latter; the supply line 21 is also connected to the air supply line-- 15 connected. they Das-supply line @@ and the air supply line 21 form an injector or a burner 22. The injector / burner 22 is attached to the end of the injector or burner. Injection nozzle unit 10 flanged into the opening shown in dashed lines 11 is fitted. In each injector unit 10 is an exhaust gas inlet 10 with the Manifold pipe for exhaust products via a manifold outlet 18 connected.

In der Injektor-Einheit 10 ist ein Sparrbrenner 23 verschießbar und vor der Einheit weg bewegbar angeordnet. Der Sparbrenner 23 ist an eine unabhängige Treibgas- und Luftversorgung angeschlossen. Der Sparbrenner 23 kann jedoch auch zwischen der Gas-Auslaßleitung 20 und der Luft-Zuleitung 21 vorgeseher bzw. eingebaut sein.In the injector unit 10, an economy burner 23 can be closed and arranged movable away in front of the unit. The economy burner 23 is an independent one Propellant gas and air supply connected. The economy burner 23 can, however, also provided or installed between the gas outlet line 20 and the air supply line 21 be.

Im Betrieb wird der Schachtofen anfangs durch Zünden und Einsetzen der Sparbrenner 23 in der gezeigten Position angefeuert. Die Sparbrenner 23 verbleiben in ihrer linken Position, bis der Schachtofen 1 eine vorbesttimmte Temperatur erreicht sodann werden die Sparbrenner 23 - wenn dies erwünscht ist - von den entsprechenden Injektor-Einheiten 10 vollständig weg bewegt und die sich daraus ergebenden Öffnungen durch geeignete Mittel, beispielsweise Absperrorgane bzw.The shaft furnace is initially in operation by igniting and inserting it the economy burner 23 is fired in the position shown. The economy burners 23 remain in their left position until the shaft furnace 1 reaches a predetermined temperature then the economy burners 23 - if so desired - from the corresponding injector units 10 completely moved away and the resulting openings through suitable Means, for example shut-off devices or

Pfropfen verschlossen.Stopper closed.

Die Hauptbeheizung des Schachtofens 1 erfolgt durch die Verbrennung des Treibgases bzw, Heizgases und der Luft aus den Leitungen 20 und 21 im Inneren des Schachtofens. Die Abgasprodukte verhindern effektiv eine Verbrennung bzw.The main heating of the shaft furnace 1 takes place through the combustion of the propellant gas or, heating gas and the air from the lines 20 and 21 inside of the shaft furnace. The exhaust products effectively prevent combustion or

einen Ausbrand oder eine Gasbildung in den C)ffnungen 11 während eines normalen Betriebs. Nach dem Mischen der brennbaren Gase und der Abgase, die über die Einlässe 19 und irigangsleitun6--en 17 eingeführt werden, wird die Verbrennung geringer und resultiert schließlich in einem gleichmäßigen Aufheizen des Schachtofens 1.a burnout or gas formation in the C) openings 11 during a normal operation. After mixing the flammable gases and the exhaust gases that are over the inlets 19 and irigangsleitun6 - en 17 are introduced, the combustion less and ultimately results in an even heating of the shaft furnace 1.

Lie Einstellung per öffnungen 11 kann durch entsprechend angeordnete Seitenlöcher - in der Zeichnung nicht veranschaulicht - und der Zustand im Inneren des Schachtofens durch Sichtlöcher 24 festgestellt werden, wobei letztere in der dargestellten Art normalerweise verschlossen bzw.Lie setting by openings 11 can be arranged by appropriately Side holes - not illustrated in the drawing - and the condition inside of the shaft furnace can be determined through inspection holes 24, the latter in the normally closed or

zugestöpselt sind.are plugged.

Claims

1. Vertical shaft furnace, d u r c h e k e n n -z e i c h n e t that it has a plurality of injectors or burners (22), which circumferentially are provided at a distance from each other, each injector or

Burner at least one heating gas supply line (20) and at least one Has air supply line (21) which is arranged wholly or partially in an opening (all) and is connected to a feed line for exhaust gas, the exhaust gas from the shaft furnace is returned.

2. Shaft furnace according to claim 1, characterized in that three to eight gas injectors or burners (22) are provided, each injector vzw. Burner is inclined in the shaft furnace wall and in the direction of the furnace center.

3, shaft furnace according to claim 1 or 2, characterized in that the injectors or burners (22) are designed in such a way that they can be operated with pure gas are operable.

4. Shaft furnace according to claim 1 or 2, characterized in that the injectors or burners (22) with a mixture of high quality gas and air supplied during normal operation0

5. Shaft furnace after Claim 1 or 2, characterized in that the injectors or burners (22) with a stoichiometric mixture of gas and air during the heating-up period be supplied from the cold state.

6. Shaft furnace according to one of the preceding claims, characterized in that there is a ring distributor for the supply of circulated exhaust gases from the top of the shaft to openings (11) is provided and the exhaust gas through a blower (6) to the distributor (4) be directed.

7. Shaft furnace according to one or more of the preceding claims, characterized in that additional feed lines for it circulated exhaust gas to the shaft furnace are provided that are above and between the injectors or

Burners (22) are arranged.

8. Shaft furnace according to one or more of the preceding claims, characterized in that the openings (11) surround double-walled lines, which are provided for supplying a cooling medium.

9. Shaft furnace according to one or more of the preceding claims, characterized in that each injector or burner (22) has an air supply line has, which are provided coaxially to a heating gas supply line and this non-closing is, wherein- the heating gas and air supply lines to the end of an injector unit are flanged, with which the feed line for exhaust gas is connected.

10. shaft furnace according to claim 9, characterized in that each an economy burner (23) is movably arranged in an injector unit (10), L. e e r e i t e