DE2329159A1

DE2329159A1 - Verfahren und vorrichtung zur waermebehandlung eines staubfoermigen gutes

Info

Publication number: DE2329159A1
Application number: DE2329159A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Walter Dipl In Bosshard; Arthur Kurt Dipl Ing Kupper
Original assignee: Holderbank Management and Consulting Ltd
Current assignee: Holderbank Management and Consulting Ltd
Priority date: 1973-05-14
Filing date: 1973-06-05
Publication date: 1974-12-05
Also published as: AT327775B; ZA742792B; ATA464273A; BE814914A

Description

Verfahren und V@rrichtung zur @ärmebehandlung eines staubförmigen Gutes.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung eines staubförmigen Gutes, im Verlaufe welchen Verfahrens das Gut eine endotherme Reaktion durchlhuft, bei welchem Verfahren das Pohgut in einem eine Verbrennungszone beherbergenden Ofen durch mittels Zufuhr von Brennstoff und Luft erzeugte Feuergase g@-gebenenfalls mindestens teilweise kalziniert und gesintert und vorher durch die Ofenabgase im offenen Wärmeaustausch vorgewärmt und gegebenenfalls mindestens teilweise kalziniert wird, wobei in mindestens einer Stufe das Gut mit den Ofenabgasen in einer Mischzone gemischt und sodann in einer Trennzone von diesen wieder getrennt und endlich in Richtun zum Ofeneinlauf geführt wird, bei elchesn Verfahren ferner mittels P.rennstoff und vorzugsweise vorgewärmter Luft ausserhalb des Ofens in einer zusätzlichen Verbrennunszone zusätzliche Feuer:se erzeugt und diese zwischen der, in Strömunwsrichtung der Ofnabgase gesehen, ersten Trennzone und dem Ofeneinlauf mit den Ofenabgasen verengt werden, und bei welchem Verfahren endlich gegebenenfalls das behandelte Gut mittels Kühlluft im offenen Wärmeaustausch gekühlt und die dabei anfallende heisse Kühlluft mindestens teilweise dem Ofenabgasstrom zugeführt wird.
Bei der Wärmebehandlung von staubförmigem Gut wird nqrmalerweise die zur Enthalpieerhöhung des Gutes notwendige wärme als Enthalpie eines Gasstromes hoher Temneratur, der durch Verbrennung eines Brennstoffes in Luft erzeugt worden ist, bereitgestellt. Die Enthalpieerhöhung des Gutes erfolgt durch Wärmeübergang vom Gas auf das Gut in der Weise, dass das Gut und Gas möglichst im Gegenstrom miteinander in Kontakt gebracht werden. Im Interesse eines guten Wärmeüberganges hat es sich dabei als vorteilhaft erwiesen, das Gut im Gasstrom zu susrendieren. Bei sehr feinkbrnigem Gut ist es aber nicht möglich, eine technisch interessante Relativbewegung zwischen Gas und Xehl zu erzeugen. Die Aufheizung des Gutes erfolgt deshalb in einer Reihe von Gleichstrom-Wärmeaustausch-und Trennstufen derart, dass das Gas mit einer hohen, das ehl mit einer niederen Temperatur in die Stufe eintreten, dort innig miteinander vermischt werden, sodass der Wärmeaustausch stattfindet, und dann in der Trennstufe wieder voneinander getrennt erden.
Die einzelnen Gleichstromstufen sind in Serie geschaltet, so dass letzten Endes ein Gleichstrom - Gegenstrom Wärmeaustausch resultiert.
Falls nun im Laufe der Enthalpiezunahme des Cutes eine stark endotherme Reaktion eintritt, dass also das Gut eine grosse Wärmemenge aufnimmt, ohne seine Temperatur wesentlich zu steigern, so kann für die Durchführung der Zustandsänderung im Bereiche der endothermen Reaktion eine einzige Gleichstromstufe verwendet werden, ohne dass der Gütegrad des Wärmeaustausches gegenüber einer Serieschaltung von vielen Gleichstromstufen abnimmt. In diesem Falle muss jedoch die Enthalrie, bzw. Temperatur des in die Stufe eintretenden Gasstromes so gross sein, dass die Enthalpieabnahme des Gasstromes die Enthalpiezunahme des Gutes zu decken vermag. Dies bedeutet in der Praxis sehr hohe Gastemperaturen am Eintritt der tufe.
Will man beispielsweise Zementrohmehl, das im Gegenstrom zu den Abgasen auf 850°C vorgewärmt orten ist, mit der theoretisch minimal erforderlichen gasmenge entsäuern, so sind Gas-Eintrittstemperaturen über 18000C notwendig. So hohe Gastemperaturen führen zu örtlichen Veberhitzungen, sodass Verkrustungen der Apparate und schnelle Abnützung der feuerfesten Ausmauerung eintreten.
Es sind mehrere Verfahren der eingangs beschriebenen Art bekannt. Nach einem Verfahren wird die endotherme Reaktion zum grössten Teil in einem Drehofen durchgeführt, der, in Materialflussrichtung gesehen, dem Suspensions-Wärmetauscher nachgeschaltet ist. Dieser Drehofen dient gleichzeitig zur Erhitzung des Brenngutes über die Kalzinierungstemneratur hinaus. Der Wärmeübergang im Drehofen ist jedoch wesentlich schlechter als in einer suspendierten Staubschicht, weshalb der Drehofen, bezogen auf seine Grösse, eine sehr niedere Leistung aufweist. Zudem ist er als bewegtes Maschinenteil störungsanfällig und teuer.
Nach einem andern bekannten Verfahren wird die endotherme Reaktion beinahe vollständig in einem Schacht oder zyklonförmig ausgebildeten Wirbelofen durchgeführt; nur die hufheizung des Materials über die, Kalzinierungstemperatur hinaus erfolgt falls notwendig in einem Drehofen (oder einem anderen Ofensystem). Je nach der Art der durchgeführten Reaktion können 40 - 100 % der für die Durchführung des Prozesses notwendigen Wärme im Wirbelofen durch Verbrennung freigesetzt und dem Brenngut zugeführt werden. Der eventuell nachgeschaltete Drehofen wird entsprechend kleiner und wirtschaftlicher.
Alle heute bekannten Verfahren zur Wärmebehandlung von staubförmigem Gut weisen aber einen oder mehrere der folgenden Nachteile auf: Sie haben einen .Yirbelschichtboden für die Verteilung der Fluidisier- und Verbrennungsluft; deshalb benötigen sie staubfreie Heissluft hohen Druckes. Die hiczu benötigten Maschinen und Apparate sind sehr teuer und störungsanfällig.
Sie eignen sich nur für relativ grobkörniges Gut (wenig Teile ( 90 # ).
Sie haben keinen Wirbelboden und verwenden heisse entstaubte Abluft und/oder sauerstoffhaltige Abgase als Prozesstufen, die der Kalzinierung in Materialflussrichtung gesehen nachgeschaltet sind. Diese Art Wirbelofen hat jedoch nur eine kleine thermische Trägheit, sodass die für einen störungsfreien Betrieb notwendige Konstanz der Temperatur im Kirbelofen nicht erreicht wird, falls der Materialdurchsatz zeitlich variiert.
Kurzzeitige engenstromschwankungen sind aber technisch kaum zu vermeiden, enn dem Wirbelofen in Materialflussrichtung gesehen ein Suspensions-Vorwärmer vorgeschaltet ist.
Zur Ueberwindung dieser Nachteile -wird ein Verfahren der eingangs geschilderten Art derart durchgeführt, dass die zu3atzlichen Feuergase durch Einführen von Brennstoff und Luft unmittelbar in den Ofenabgasstrom in diesem erzeugt werden, wobei sich die zusätzliche Verbrennungszone mit der Mischzone angenähert deckt, und dass aus dem us der ersten Trennzone kommenden Sutstrom ein Rückführstrom abgezweigt und in die zusatzliehe Verbrennungszone eingebracht wird.
Mit diesen Massnahmen spart man eine besondere Brennkammer und/oder einen komplizierten, von teuern und störanfälligen Kompressoren gespeisten Wirbelschichtboden, und man ist in der Lage, mit baulich und betrieblich einfachsten @itteln die gewünscht hohe Gutkonzentration in der ausätzlichen Verberennungszone aufrechtzuerhalten, welche für den möglichst vollstantligen Ablauf des Prozesses Ulid der zusätzlichen Verbrennung ausschlaggebend ist.
Eine besondere Art des Verfahrens besteht darin, dsss der Rickführstrom und der zum Ofen führende Gutstrom kontinuierlich gegeneinander reguliert werden.
Die Aufteilung der genannten Ströme wird so geregelt, dass die Druckdifferenz zwischen dem Eintritt- und dem Austrittsende der zusätzlichen Verbrennungszone, die ein Mass für die enge des in der Schwebe gehaltenen Gutes darstellt, konstant bleibt. Eine weitere besondere Art des Verfahrens besteht daher darin, dass die Drücke am Sintritt- und am Austrittsende der zusätzlichen Verbrennungszone gemessen und das ermittelte Differenzresultat für die Regulierung des Rückführstromes gegen den zum Ofen führenden Gutstrom verwendet wird.
Eine besondere Art des Verfhrens besteht darin, dass in der zusätzlichen, Verbrennungszone zusätzliche Turbulenz erzeugt wird, womit eine gute Ausnützung des Sauerstoffgehalts der Luft erreicht und eine örtliche Ueberhitzung des Gutes vermieden wird.
Nach einer besonderen Art des Verfahrens wird die erhnte Turbulenz dadurch erreicht, dass der Brennstoff und/oder die Luft in einer zur allgemeinen Strömungsrichtung der Ofenabgase unterschiedlichen Richtung bzw. Richtungen in die zusätzliche Verbrennungszone eingebracht wird bzw. werden.
Nach einer andern besonderen Art des Verfahrens wird die erwähnte Turbulenz dadurch erzeugt, dass der Brennstoff und/oder die Luft mit im Verhältnis zur Geschwindigkeit der Ofenabgase hoher Geschwindigkeit in die zusätzliche Verbrennungszone eingebracht wird bzw. werden.
Nach einer weitern Art des Verfahrens wird die erwähnte Turbulenz dadurch erzeugt, dass die Ofenabgase tanp,ential in die zusatzliohe Verbrennungszone eingebracht werden.
Nach einer weitern Art des Verfahrens wird die erwähnte Turbulenz dadurch erzeugt, dass die mittlere Gesch.windigkeit der Ofenabgase, bezogen auf die Ausdehnung der zusätzlichen Verbrennungszone in Richtung des Ofenabgasstroms, innerhalb der genannten Zone herabgesetzt und/oder hinaufgesetzt wird.
Nach einem besondern Verfahren wird die bei der Kühlung des behandelten Gutes anfallende heisse Kühl luft durch den Ofen hindurch den Ofenabgasen zugeführt. Dieses Verfahren findet etwa dort Anwendung, wo einem Drehofen ein Planetenkühler nachgeschaltet ist.
Nach einem andern besonderen Verfahren wird die bei der KWhlung des behandelten Gutes anfallende heisse Kühlluft am Ofen vorbei in die zusätzliche Verbrennungszone eingeführt.
Dieses Verfahren findet etwa dann Anwendung, wenn dem Ofen ein RostkWhler nachgeschaltet ist.
Ein weiteres Verfahren besteht darin, dass flüssiger Brennstoff derart, das heisst insbesondere hinsichtlich Menge, Geschwindigkeit, Richtung und Verteilung in die zusätzliche Verbrennungszone eingebracht wird, dass sich derselbe mindestens teilweise auf den Gutteilchen niederschlägt und von dort wieder verdampft oder auf denselben verbrennt. Ein weiteres Verfahren besteht endlich darin, dass die Gutkonzentration in der zusätzlichen Verbrennungszone so hoch gehalten wird, dass die Ausbildung einer eigentlichen Flamme mindestens teilweise verhindert wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchftihrung des oben beschriebenen Verfahrens, welche einen eine Verbrennungezone beherbergenden Ofen sowie mindestens eine eine Trennzone beherbergende Trennvorrichtung aufweist, welche durch ein angenähert vertikales Ofenabgasrohr mit dem Ofeneinlauf bzw. dem Abgasstutzen einer, in Richtung des Ofenabgasstroms gesehen, davor gelegenen Trennvorrichtung verbunden ist, wobei der Gutaustragstutzen der Trennvorrichtung über eine Gutleitung mit dem Ofeneinlauf bzw. mit dem Ofenabgasrohr einer davor gelegenen Trennvorrichtung verbunden ist und eine Gutaufgabeleitung mit dem Ofenabgasrohr der letzten Trennvorrichtung verbunden ist, wobei das Ofenabgasrohr derart Jeweils eine Mischzone beherbergt, sowie mit einer ausserhalb des Ofens gelegenen zusätzlichen Verbrennungszone mit Vorrichtungen zum Einbringen von Brennstoff und Luft in dieselbe. Diese Vorrichtung ist derart ausgebildet, dass das Ofenabgasrohr zwischen dem Ofen und der ersten Trennvorrichtung die zusatzliche Verbrennungszone beherbergt, welche sich angenähert mit der Mischzone deckt, wobei die Vorrichtungen zum Einbringen von Brennstoff unA Luft in die zusätzliche Verbrennungszone in das Ofenabgasrohr münden, und dass die Gutleitung zwischen der ersten Trennvorrichtung und dem Ofen eine Abzweigung aufweist, deren anderer Austragstutzen über eine Rückführleitung mit der zusätzlichen Verbrennungszone verbunden ist.
Nach einer besondern Ausführungsart weist die Abzweigung ein kontinuierlich verstellbares Umschaltorgan auf. Nach einer weitern besondern Ausführungsart weist das Ofenabgasrohr unterhalb und oberhalb der zusätzlichen Xrerbrcnnungszone je ein lruckfühlorgan auf, welche Druckfühlorgane mit einem Druckdifferenztnesser verbunden sind, welcher über einen Regler mit einem Stellmotor in ,'irlrnerbindung steht, welcher mit dem Umschaltorgan der Abzweigung verbunden ist. Mit diesen Rassnahmen wird eine automatische Regulierung der Anlage möglich.
Zur Erzeugung der erwähnten Turbulenz in der zusätzlichen Verbrennungszone werden mehrere Ausführungsarten vorgeschlagen.
Wach einer Ausführungsart mündet bzw. munden die Vorrichtungen zur Einbringung von Brennstoff und/oder Luft in zur Richtung der Achse des Ofenabgasrohrs unterschiedlicher Richtung bzw.
Richtungen in die zusätzliche Verbrennungszone. In Blickrich-.
tung senkrecht zur Achse des Ofenabgasrohre kommt eine zur @enannten Achse senkrechte oder geneigte Richtung in Frage, und in Richtung des Verlaufs der genannten Achse gesehen, kommt eine zum querschnitt des Ofenabgasrohrs tangentiale oder auch radiale Richtung in Frage.
Nach einer andern Ausführungsart wird die erwahnte Turb@lenz dadurch erzeugt, dass der Ofeneinlauf tangential an das Ofenabgasrohr angeschlossen, das heisst, dass die Achse des Ofens gegen die Achse des Ofenabgasrohrs versetzt ist.
Eine weitere Ausführungeart zur Erzeugung der erwähnten Turbulenz besteht darin, dass das Ofenabg@srohr Verengungen bzw.
dessen Innendurchmesser verengende Einbauten und/oder Erweiterungen aufweist, womit eine Herabsetzung und/oder eine Erhöhung der mittleren Geschwindigkeit der Ofenabgase innerhalb der zusätzlichen Verbr@nnungezone in Bezug auf die Ausdehnung des Ofenabgasrohrs entlang der zusätzlichen Verbrennungszone herbeigeführt wird.
Nach einer besondern Ausführungsart, etwa dann, wenn einem Drehofen ein Planetenkühler nachgeschaltet ist und die Luft für die zusätzliche Verbrennungszone durch den Ofen hinlurch dem Ofenabgasstrom zugefügt wird, ist der Ofen die Luftzuf@hrleitung für die zusätzliche Verbrennungszone.
Nach einer andern Ausführungsart, etwa dann, wenn Ofen ein Rostkühler nachgeschaltet ist, ist eine am Ofen vorbeiführende Luftzufuhrleitung für die zusätzliche Verbrennung@zone vorgesehen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Durchführung des neuen Verfahrens vereinfacht dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine aufgeschnittene Ansicht einer Anlage zur Herstellung von Zementklinker, und Fig. 2 einen schnitt nach der Linie II - II in Fig. 1.
Mit 1 ist ein Drehofen bezeichnet, der eine Verbrennungszone 2 beherbergt. Mit 3, 4, 5, 6 sind vier Zyklone bezeichnet, welche Trennzonen 7, 8, 9, 10 beherbergen. Der Zyklon 3 ist durch ein vertikales Ofenabgasrohr 11 mit de Einlauf 12 des Ofens 1 verbunden. Die Zyklone 8, 9, 10 sind iiber Ofenabgasrohre 13, 14, 15 mit den Abgasstutzen 16, 17, 18 des je:;eils, in Richtung des Ofenabgasstroms eesehen, davor gelegenen Zyklors 7, 8, 9 verbunden. Der letzte Zyklon 10 ist über ein Gebläse 19 an ein Kamin 20 aneschloosen.
Der Gutaustragstutzen 21 des ersten Zyklons 7 ist über eine Gutleitung 22 mit dem Einlauf 12 des Ofens 1 verbunden, und die GutaustraEstutzen 23, 24, 25 sind über Gutleitungen 26, 27, 28 mit den Ofenabgasrohren 11, 13, 14 der jeweils davor gelegenen Zyklone 7, 8, 9 verbunden. In das Ofenabgasrohr 15 des letzten Zyklons 10 mündet eine Gutaufgabeleitung 29, in welche eine Drehschleuse 30 eingeschaltet ist.
Die Ofenabgasrohre 11, 13, 14, 15 beherbergen Mischzonen 31, 32, 33, 34.
Die Strömungerichtungen der Ofenabgase sind mit gestrichelten, diejenigen des Gutes mit ganzen Linien dargestellt.
11 Das Ofenabgasrohr/zwischen dem Ofen 1 und dem ersten Zyklon 3 beherbergt eine zusätzli zur Verbrennungszone 37, welche sich mit der Mischzone 31 deckt, wobel die Vorriohtungen 35, 36 zum Einbringen von Brennstoff un1 Luft in die zusätzliche Verbrennungszone 37 in das Ofenabgasrohr 11 münden, und die Gutleitung 22 zwischen dem ersten Zyklon 3 und dem Ofen 1 weist eine Abzweigung 38 auf, deren anderer Austragstutzen 39 über eine Rückführleitung 40 mit der zusätzlichen Verbrennungszone 37 verbunden ist.
Die Abzweigung 38 weist ein kontinuierlich verstellbares Umschaltorgan 41 auf. Das Ofenabgasrohr 11 weist unterhal@ und oberhalb der zusätzlichen Verbrennungszone 37 je ein Druckfühlorgan 42, 43 auf, welche Druckfühlorgane mit einem Druckdifferenzzesser 44 verbunden sid, elc!.er über einen nicht dargestellten Regler mit einem Stellmotor 45 in @irkverbindung steht, welcher mit der. Umschaltorgan 41 verttlnden ist.
Die Vorrichtung 35 zum Einbringen von flüssigem Brennstoff mündet, senkrecht zur Achse des Ofenabgasrohrs 11 ges@hen, zur genannten Achse geneigt in die zusätzliche Verbrennungszone 37. Die Vorrichtung 36 zum Einbringen von Luft mündet, in Richtung der Achse des Ofenabgasrohrsll gesehen, tangential in die zusätzliche Verbrennungszone 37. Gleichzeitig mündet die Vorrichtung 35, in Richtung der Achse des Ofenabgasrohrs 11 gesehen, radial, und die Vorrichtung 36, in Richtung senkrecht zur genannten Achse gesehen, senkrecht zu dieser in die zusätzliche Verbrennungszone 37.
Der Ofeneinlauf 12 ist tangential an das Ofenabgasrohr 11 angeschlossen, das heisst, die Achse des Ofens 1 ist zur Achse des Ofenabgasrohrs versetzt.
Das Ofenabgasrohr 11 eist im untern Teil eine Verengung 46 auf. Es könnte auch eine den Innendurchmesser verengende Einbaute vorgesehen werden. Ebenso könnte das Ofenabgase rohr 11 eine entsprechende Erweiterung aufweisen Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird angenommen, dass die Luft für die zusätzliche Verbrennungszone 37 von einem nicht dargestellten Rostkühler für den heissen Klinker kommt, der über eine am Ofen 1 vorbei führende Luftzufuhrleitung 47 mit der Vorrichtung 36 zum Einbringen der Luft verbunden ist. Wenn die Luft von einem Planetenkühler kommen würde, würde dieselbe durch den Ofen 1 hindurch in das Ofenabgasrohr 11 bzw. in die zusätzliche Verbrennungszone 37 geführt.
Für den Fall, dass die vom Rostkiihler kommende heisse Kiihlluft nicht susreicht, weist die Luftzufuhrleitung 47 eine Einmündung 48 auf. Durch diese kann zusätzliche Luft in die Luftzufuhrleitung 47 eingegeben werden, wobei vorteilhafterweise Wärme an irgendwelcher Stelle des Systems zur Voruärmung dieser Zusatzluft gewonnen wird. Es ist wichtig, dass die Zusatzluft gut mit der vom Rostkühler kommenden Luft vermischt wird, damit stets Luft gleicher Temperatur in die zusätzliche Verbrennungszone 37 eintritt, aus welchem Grunde die Einmündung 48 möglichst weit von der zusätzlichen Verbrennungszone 37 entfernt angeordnet ist.
Die Anlage arbeitet folgendermassen. Das kalte Zementmehl wird durch die Drehschleuse 30 und des Gutaufgaberohr 29 dem dreistufigen Zyklonvorwärmer 10, 9, 8 aufgegeben. @s fällt durch diese drei Zyklone und wird datei in bekannter Weise von den Ofenabgasen vorgewärmt, bis es durch das Gutrohr 26 mit einer Temperatur von ca. 800°C in die Mischzone 31 gelangt.
Im Ofen 1 bzw. dessen Verbrennungszone 2 wird das vorgewsrmte Gut in ebenfalls bekannter Weise gesintert.
In der zusätzlichen Verbrennungszone 37, welche sich mit der Mischzone 31 deckt oder d@@h zum mindesten angenähert deckt, ist nun Gut aus der Gutleitung 26 als auch aus der Rückführleitung 39 vorhanden. Dieses Gut wird von flüssigem rrennstoff aus der Vorrichtung 35 beaufschlagt. Der flüssige Brennstoff wird nun derart, das heisst insbesondere hinsichtlich Menge, Geschwindigkeit, Richtung und Verteilung in die zusätzliche Verbrennungszone eingebracht, dass sich derselbe mindestens teilweise auf den Gutteilchen niederschlägt und von dort wieder verda@pft oder auf den Gutteilchen verbrennt.
Die Brennstoffmenge wird so reguliert, dass die Temperatur in der zusätzlichen Verbrennungszone 37 konstant bleibt.
In dieser zusätzlichen Verbrennungszone wird dos Gut kalziniert. ns ist möglich, die ganze Kalzinierung, in die zusätzliche Verbrennungsone 37 zu verlcgen. Indessen ist c in der Praxis vorteilhaft, einen geringen Teil von ca. 5 % der Kalzinierung in den Ofen 1 bzw. dessen Verbrennungszone 2 zu verlegen. Dadurch wird erreicht, dass bei kleinen Aenderungen der Gut- und/oder Brennstoffzufuhr die Temperatur sich nur geringfügig ändert.
Dank der Massnahmen, den Brennstoff sowie die Luft in einer Richtung in die zusätzliche Brennzone 37 einzuführen, die von der allgemeinen Richtung der Ofenabgase verschieden ist, durch die Verengunoeis 46 und/oder Erweiterungen des Ofenabgasrohrs im Bereiche der zusätzlichen Verbrennungs zone 37, sowie durch die tangentiale Einführung der Ofenabgase in das Ofenabgasrohr 11, wird zusätzliche Turbulenz herbeigeführt, was eine nachhaltige Mischung des Gutes mit den Ofenabgasen sowie eine lange Verweilzeit des Gutes in den Ofenabgasen bewirkt, so dass die erwüschte Kalzinierungsreaktion vollständiger abläuft.
Dank der Massnahme, Gut aus dem untersten Zyklon 7 in die zusätzliche Verbrennungszone 37 rückzuführen, ergibt sich die gewünscht hohe Gutkonzentration, und damit wird die Ausbildung einer eigentlichen Flamme verhindert. Es ergibt sich auc eine bessere Durchwirbelung des Gutes. Das Gas-/Gutge misch bekommt eine höhere thermische Trägheit, und damit werden Temperaturänderungen bei schwankendem Gutzufluss, wie sie in gewöhnlichen Mischstufen auftreten, aufgefangen, und die Zündung des Brennstoffs ist gewährleistet. Damit dient die zusätzliche Verbrennungszone als Puffer für schwankende Gutströme, und der Ofen 1 wird mit einem gleichmässigen Gutstrom beschickt.
Die Aufteilung des Gutstromes, welcher zum Ofen 1 führt und des Rückführstromes nach der zusatzlichen Verbrennungszone 37 wird durch das von den Druckfühlorganen 11, 12 gesteuerte Umschaltorgan 41 der Abzweigung 38 geregelt.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Wärmebehandlung eines staubförmigen Gutes, im Verlaufe welchen Verfahrens das Gut eine endotherme Reaktion durchläuft, bei welchem Verfahren das Rohgut in einem eine Verbrennungszone aufweisenden Ofen durch mittels Zufuhr von Brennstoff und Luft erzeugte Feuergase gegebenenfalls mindestens teilweise kalziniert und gesintert und vorher durch die Ofenabgase im offenen ärmeaustausch vorgewärmt und gegebenenfalls mindestens teilweise kalziniert wird, wobei in mindestens einer Stufe das Gut mit den Ofenabgasen in einer Mischzone gemischt und sodann in einer Trennzone von diesen wieder getrennt und endlich in Richtung ztun Ofeneinlauf geführt wird, bei welchem Verfahren ferncr mittels Brennstoff und vorzugsweise vorgewärmt er Luft ausserhalb des Ofens in einer zusätzlichen Verbrennungszone zusätzliche Feuergase erzeugt und diese zwischen der, in Strömungsrichtung der Ofenabgase gesehen, ersten Trennzone und dem Ofeneinlauf mit den Ofenabgasen vermengt werden, und bei welchem Verfahren endlich gegebenenfalls das behandelte Gut mittels Kühlluft im offenen Wärmeaustausch gekühlt und die dabei anfallende heisse Kühlluft mindestens teilweine dem Ofenabgasstrom zugefub"rt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Feuergase durch Einführen von Brennstoff und Luft unmittelbar in den Ofenabgasstrom in disem erzeugt werden, wobei sich die zusätzliche Verbrennungszone mit der Mischzone angenähert deckt, und dass aus dem aus der ersten Trennstufe kommenden Gutstrom ein Rückführstrom abgezweigt und in die zusätzliche Verbrennungszone eingebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dn.se der Rückführstrom und der zum Ofen führende Gutstrom kontinuierlich gegerseinander reguliert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drücke am Eintritts- und am Austrittsende der zuoätzlichen Verbrennungszone gemessen und das ermittelte Differenzresultat für die Regulierung des Rückführstromes gegen den zum Ofen führenden Gutstrom verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der zusätzlichen Verbrennungszone zusätzliche Turbulenz erzeugt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff und/oder die Luft in einer zur allgemeinen Ström@ngsrichtung der Ofenabgase unterschiedlichen Richtung bzw. Richtungen in die zusätzliche Verbrennungszone eingebracht wird bzw. werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff und/oder die Luft mit im Verhältnis zur Geschwindigkeit der Ofenabgase hoher Geschwindigkeit in die zusätzliche Verbrennungszone eingebracht wird bzw.

werden.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ofenabgase tangential in die zusätzliche Verbrennungszone eingebracht werden.

8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Geschwindigkeit der Ofenabgase, bezogen auf die Ausdehnung der zusätzlichen Verbrennungszone in Richtung des Ofenabgasstroms, innerhalb der genannten Zone herabgesetzt und/oder hinaufgesetzt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der KQllung des behandelten Gutes anfallende heisse Kühlluft durch den Ofen hindurch den Ofenabgasen zugeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Kühlung des behandelten Gutes anfallende heisse Kühlluft an Ofen vorbei in die ,usätzliche Verbrennungszone eingeführt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass flüssiger Brennstoff derart in die zusätzliche Verbrennungszone eingebracht wird, dass sich derselbe mindestens teilweise auf den Gutteilchen niederschlägt und von dort wieder verdampft oder auf denselben verbrennt.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gutkonzentration in der zusätzlichen Verbrennungszone 80 hoch gehalten wird, dass die Ausbildung einer eigentlichen Flamme mindestens teilweise verhindert wird.

13. Vorrichtung zur Durchführung dea Verfahrens nach Anspruch 1, welche einen eine Verbrennungszone beherbergenden Ofen sowie mindestens eine eine Trennzone beherbergende Trennvorrichtung aufweist, welche durch ein angenähert vertikales Ofenabgasrohr mit dem Ofeneinlauf bzw. mit dem Abgasstutzen einer, in Richtung des Ofenabgasstroms gesehen, davor gelegenen Trennvorrichtung verbunden ist, wobei der Gutaustragstutzen der Trennvorrichtung über eine Gutleitung mit dem Ofeneinlauf bzw. mit dem Ofenabgasrohr einer davor gelegenen Trennvorrichtung verbunden ist und eine Gutaufgabeleitung mit dem Ofenabgasrohr der letzten Trennvorrichtung verbunden ist, wobei das Ofenabgasrohr derart jeweils eine Mischzone beherbergt, sowie mit einer ausserhalb des Ofens gelegener zusätzlichen Verbrennungszone mit Vorrichtungen zum Einbringen von Brennstoff und Luft in dieselbe.

dadurch gekennzeichnet, dass das Ofenabgasrohr (11) zwischen dem Ofen (1) und der ersten Trennvorrichtung (3) die zusätzliche Verbrennungszone (37) beherbergt, welche sich angenähert mit der Mischzone (31) deckt, wobei die Vorrichtungen (35, 36) zum Einbringen von Brennstoff und Luft in die zusätzliche Verbrennungszone (37) in das Ofenabgasrohr (11) münden, und dass die Gutleitung (22) zwischen der ersten Trennvorrichtung (3) und dem Ofen (1) eine Abzweigung (38) aufweist, deren anderer Austragstutzen (39) über eine Rückführleitung (40) mit der zusätzlichen Verbrennungs zone (37) verbunden ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigung (38) ein verstellbares Umschaltorgan (41) aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1.4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ofenabgasrohr (11) unterhalb und oberhalb der zusätzlichen Verbrennungszone (37) Je ein Druckfühlorgan (42, 43) aufweist, welche mit einem Druckdifferenzmesser (44) verbunden iqt, der über einen Regler mit einem Stellmotor (45) in Wirkverbindung steht, welcher mit dem Umschaltorgan (41) verbunden ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur 3erzeugung zusätzlicher Turbulenz in der zusätzlichen Verbrennungszone (37) vorgesehen sind.

17. Vprrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (35, 36) zum Einbringen von Brennstoff und/oder Luft in zur Richtung der Achse des Ofenabgasrohrs (11) unterschiedlicher Richtung bzw. Richtungen in das Ofenabgasrohr (11) mündet bzw. münden.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofeneinlauf (12) tangential an das Ofenabgasrohr (11) angeschlossen ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Ofenabgasrohr (11) im Bereiche der zusätzlichen Verbrennungszone (37) Verengungen (46) bzw. dessen Innendurchmesser verengende Einbauten und/oder Erweiterungen aufweist.

20 Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung zum Zuführen von Luft in die zusätzliche Verbrennungszone (37) die radiale Ofenwand ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine am Ofen (1) vorbeiführende Luftzufuhrleitung (47) vorgesehen iot, L e e r s e i t e