DE2610015B2

DE2610015B2 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von gebranntem Kalk in einem Schachtofen

Info

Publication number: DE2610015B2
Application number: DE2610015A
Authority: DE
Inventors: Terence Arthur Nelson Britisch Kolumbien Rourke (Kanada)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-03-17
Filing date: 1976-03-10
Publication date: 1979-06-28
Also published as: DE2610015C3; US4031183A; IN142431B; DE2610015A1

Description

Doppcl-Schachtöfen etwa 4325 kj/kg, bei Calcimatic-Drehherdöfen etwa 5380 bis 5800 kj/kg, bei Schmid-Hoffer-Regenerieröfen etwa 3376 kj/kg und bei Brennöfen mit gemischter Zufuhr etwa 3165 bis 5275 kj/kg.

Für das Brennen von Kalkstein in Schachtöfen ist an sich Holz der beste Brennstoff, weil bei der Verbrennung von Holz eine längere Flamme erzeugt wird, als bei der von anderen festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen, so daß die Eindringtiefe der Wärme in das Brenngut gröber ist und eine größere Brennzone bei niedrigeren Temperaturen geschaffen wird. Dadurch erhöht sich die Kapazität des Ofens auf das größtmögliche Maß und das Brennen des Kalksteins vollzieht sich gleichmäßig und behutyam. Bei der Verbrennung von Holz entsteht mehr Dampf als bei der Verbrennung anderer Brennstoffe, so daß sich die Temperatur der Brennstoffflamme verringert Durch eine niedrigere Temperatur wird seinerseits die Gefahr des Oberbrennens verringert. Da aber die Brennstoffkosten für Holz als Brennstoff zu groß sind, besteht das Bestreben, die Verbrennungscharakteristik der verwendeten anderen Brennstoffe möglichst ähnlich wie die von Holz zu gestalten. Von allen, den Wirkungsgrad des Kalkbrennens beeinflussenden Faktoren ist die gesteuerte, langsame Freisetzung der Wärme im Brennofen wahrscheinlich der wichtigste Faktor. Auf dieses Ziel sind vielfache Bemühungen gerichtet

Die bekannten Versuche, die langsame Verbrennung von Holz nachzuahmen, bestehen unter anderem in der Anwendung der Impuls-Verbrennung in einem Schachtofen (vgl. Zeitschrift Zement-Kalk-Gips, Nr. 5/1970, Seiten 216 bis 218 und Nr. 4/1968, Seite 164; vgl. auch GB-PS 1183 508 und DE-OS 20 13 889). Ein mit Kalkstein mit einer Korngröße von 50 bis 100 mm und darüber beschickter Schachtofen weist eine Anzahl von Brennern oder Injektoren mit einem Durchmesser von 0,5 bis 1,5 mm auf, welche in zwei, drei oder vier parallelen waagerechten Ebenen angeordnet sind. Vorzugsweise sind in jeder Ebene drei in gleichmäßigen Abständen entlang dem Umfang des Ofens angeordnete Brenner vorhanden, wobei die Brenner einer Ebene in Umfangsrichtung gegenüber denen der beiden anderen Ebenen versetzt sind. Die ölzufuhr zu den einzelnen Brennern ist mittels eines elektrischen Steuergerätes so gesteuert, daß die einzelen Brenner in jeder Ebene zyklisch nacheinander einen Einspritzimpuls erhalten. Verwendet wurde beispielsweise bei drei Brennebenen eine Impulsfolge von 10 bis 1000 Impulsen pro min, ein Einspritzdruck von 1 bis 150 kp/cm² und eine wesentlich kürzere Impulsdauer air der Impulsabstand. Das Öl wird von den Brennern verdampft und vermischt sich mit von unten her zugeführter Verbrennungsluft, so daß während etwa eines Drittels jedes vollständigen Arbeitsspiels eine etwa nierenförmige Verbrennungszone vor jedem Brenner gebildet wird. Dieses Verfahren der Impuls-Verbrennung erfordert angeblich weniger als etwa 4187 kj/kg Kalkstein. Wegen Eindringschwierigkeiten und den zum Halten der Brennzonen nahe an den Brennern erforderlichen niedrigen Einspritzdrükken ist dieses Verfahren jedoch auf Kalkstein in relativ großen Brocken beschränkt. Außerdem ist der Unterschied zwischen dem hier erreichten Wärmebedarf und dem theoretischen Mindestwärmebedarf noch verhältnismäßig groß.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, bei einem Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs I bzw. einer Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 4 angegebenen Art eine möglichst weitgehend dem theoretischen Mindestwärmebedarf angenäherten Wärmebedarf zu erreichen.

Dies wird gemäß der Erfindung durch die Merkmaie im Kennzeichen des Anspruchs 1 bzw, die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 4 erreicht

Da gemäß der Erfindung die Einspritzung des Brennstoffes unter hohem Druck erfolgt, wird im Bereich des Injektors eine brennstoffreiche Zone

ίο erzeugt, die praktisch den aufsteigenden Brennluftstrom durchschneidet, so daß in dieser Zone praktisch keine Brennluft enthalten ist Durch den gleichzeitig vorhandenen kontinuierlichen Aufwärtsstrom der Brennluft wird diese Zone noch aufwärts verlagert, wodurch die anfängliche geschichtete Strömung erhalten wird. Während dieses Vorgangs vermischt sich die Brennluft mit dem Brennstoff, bis die Verbrennung unter der vorhandenen Temperatur in Form von schwachen Explosionen einsetzt, durch welche eine intensive Durchmischung von Brennstoff und Brennluft erfolgt so daß die weitergehende Verbrennung mit hohem Wirkungsgrad fortgesetzt wird. EUis Ergebnis ist ein erzielter Wärmebedarf, der sehr ^iel näher am theoretischen Mindestwärmebedarf liegt als dies bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungei zum Brennen von Kalkstein der Fall ist

Bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand jeweils der Ansprüche 2 und 3. Bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand jeweils der Ansprüche 5 bis 7.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles und der zugehörigen Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine vereinfachte Schnittansicht des unteren Teils eines Brennofens gemäß der Erfindung und

F i g. 2 eine Ansicht des Brennofens im Schnitt entlang der Linie 2-2 in F i g. 1.
Der in den F i g. 1 und 2 schemaiisch dargestellte Brennofen ist mit einer Öl-Einspritzanlage eines gewöhnlichen Dieselmotors versehen. In einer praktischen Ausführung eines solchen Brennofens wurde eine gerade verfügbare Einspritzanlage eines Sechszylinder-Dieselmotors verwendet, wobei jedoch nur vier der sechs Injektoren am Brennofen angebracht v.urden. Die Art und Anzahl der verwendeten Injek'oren hängt von der Konstruktion des Brennofens ab und ist in keiner Weise kritisch für den Betrieb eines Impuls-Brennofens der beschriebenen Art.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, enthält der Brennofen einen senkrechten Schacht 30 mit rechteckigem Querschnitt. Der Schacht 30 weist einen Stahlmantel 31 mit einer Auskleidung 32 aus basischen Ziegeln auf. Der Schacht 30 ist durcit (nicht gezeigte) Stützen in s jnk_l echter Stellung gehalten und mit einem trichterförmigen Bodenstück 33 aus Stahlblech verbunden. Das Bodenstück hat etwas größere Außenabmessungen als der Schacht und weist eine Luftschleuse 34 zum Austragen des gebrannten Kalkes auf. Etwas unterhalb des unteren Ende« des Schachtes 30 ist im Bodenstück 33 ein Abzugsboden 35 angeordnet, welcher etwas größere Abmessungen hat als der Schacht und das gebrannte Material 36 trägt, bevor es d'jrch einen am Umfang des Schachtes ausgebildeten Auslaß 38 in eine im Bodenstück 33 gebildete Kühlkammer 37 fällt. Ein hydraulischer Arbe^:tszylinder 39 dient der Betätigung einer entlang dem Schachtboden 35 hin und her bewegbaren Abzugscharre 40, welche das gebrannte

Material über die Ränder des Bodens 35 und durch die Auslässe 38 hindurch in die Kühlkammer 37 befördert. Kalkstein mit einer Korngröße im Bereich von etwa 8 bis 16 mm, 16 bis 32 mm. 32 bis 36 mm und/oder 63 bis 127 nun in einem Sortierungsverhältnis von 1 :2 wird ■> mittels (nicht gezeigter) herkömmlicher Beschickungseinrichtungen in den oberen Teil 42 des Schachtes 30 eingetragen und bildet in diesem eine auf dem Boden 35 ruhende, gasdurchlässige Säule. Die Korngröße des Kalksteins beträgt gewöhnlich bis zu etwa 63 mm, je in nach den Abmessungen des Brennofens und dem Brennverfahren können jedoch auch Größen bis etwa 127 mm verarbeitet werden. Von einem (nicht gezeigten) Kompressor /ugeführte Brennluft wird über ein Ventil und einen Einlaß 41 in die Kühlkammer 37 ι ·, eingeblasen, so daß darin ein Überdruck von etwa 115 mm Ws aufrechterhalten wird. Die Brennluft strömt aufwärts durch die Durchlässe 38 und erwärmt sich unter Abkühlung des sich abwärts bewegenden ίΤΡΠΓΐ η nton Ii oll/c cs~\ Wo It /Ί toco ν m»I οιπλγ I Arnnnrnin»· *..

von etwa 38 bis 93°C über die Luftschleuse 34 austritt. Die Luft wird in einer für die Verbrennung ausreichenden Menge zugeführt, wobei der Sauerstoffgehalt der Abgase bei einem größtmöglichen Wirkungsgrad im wesentlichen gleich Null sein soll. In jedem Fall soll der j-. Sauerstoffgehalt vorzugsweise unter etwa 5% liegen, so daß die Menge der erforderlichen Luft einfach durch Analyse der Abgase erfaßt werden kann.

Der Brennstoff wird in einer bestimmten Impulsfolge mit einem Druck von etwa 141 bis lOSOkp/cm². jr> vorzugsweise von etwa 422 bis 562 kp/cm², über herkömmliche federbelastete Injektoren 43, 44, 45 und 46 mit einer Düsenöffnung von etwa 0,075 mm in die Kalksteincharge eingespritzt, worauf er sich aufwärts bewegt und mit der kontinuierlich aufwärtsströmenden, η vorgewärmten Luft vermischt, bis er sich schließlich entzündet und mit langer Flamme verbrennt.

Hierbei kommt es zu einem dreistufigen Verbrennungsvorgang. In der ersten Stufe wird der Brennstoff nahezu schlagartig über eine Dauer von 0,02 bis 0,2 s mit dem oben angegebenen, relativ hohen Druck, der am Injektor gemessen wird, durch jeweils einen der in einer einzigen waagerechten Ebene entlang dem Umfang des Ofens angeordneten Injektoren eingespritzt. Die Injektoren spritzen den Brennstoff in einer vorbestimm- 4i ten Reihenfolge in die jeweils davor liegende Masse des heißen Kalksteins, so daß dieser Bereich unter Ausschluß jeglicher Brennluft von dem Brennstoff überschwemmt wird. Es entsteht dadurch eine luftfreie Brennstoffschicht, welche den kontinuierlichen Aufwärtsstrorp der Brennluft durchschneidet. In der zweiten, auf den kurzen Einspritzimpuls folgenden Stufe verstreicht eine vergleichsweise sehr viel längere Zeit bis zum nächsten Einspritzvorgang. Während dieser Zeit bewegt sich die Brennluft aufgrund des zwischen dem unteren und dem oberen Ende des Brennofens herrschenden Druckunterschbdes nach oben und verlagert die brennstoffgesättigte Schicht nach oben. In der dritten Stufe findet eine stetige Vermischung zwischen der Brennluft und dem Brennstoff im Grenzbereich zwischen der Brennstoffschicht und der umgebenden Brennluft statt, so daß die Verbrennung einsetzt und Wärme an einer von dem Injektor entfernten Stelle langsam freigesetzt wird. Diese Vorgänge wiederholen sich dann für den nächsten Injektor der Injektorfolge. Das schnelle, pulsierende Einspritzen des Brennstoffes in ein Bett aus glühendem Kalkstein bewirkt praktisch eine Folge von relativ schwachen Explosionen innerhalb des Brennofens ähnlich wie dies bei der Zündung im Zylinder einei Brennkraftmaschine der Fall ist. Durch diese Explosio nen wird die Durchmischung der Brennstoffgase unc der Verbrennungsluft mit dem Kalkstein unterstützt Außerdem tragen die dabei entstehenden Stoßweller dazu bei, unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiter der Gase in Durchlässen in der Ofencharge mi unterschiedlichem Strömungswiderstand auszugleichen Bei Kalk tritt bekanntlich ein Oberflächen-Verbren nungseffekt auf, bei welchem Brennluft und Brennga; scheinbar von den porösen Oberflächen adsorbier werden und so verbrennen, daß Wärme ohne einer wahrnehmbaren Verbrennungsvorgang direkt absor biert wird. Da der Ofen kontinuierlich arbeitet, beweger sich Kalk und Kalkstein dauernd nach unten irr Gegenstrom zu den aufwärtsströmenden Gasen, so da[ eine gründliche Vermischung von Brennstoff und Lufi stattfindet. Die Vermischung wird weiter begünstigi

IU.VII UL3 L/l

seitlichen Abständen aus den einzelnen Injektoren wodurch wechselnde waagerechte Verschiebungen ir den Strömen von Brennluft und Gasen hervorgerufer werden.

Die Brenngeschwindigkeit ist weitgehend durch di£ zeitliche Steuerung der Einspritzimpulse und durch die Einspritzmenge bestimmt. Eine schnelle Einspritzfolge mit kleineren Einspritzmengen sowie LuftüberschuO bewirk?{: in Abhängigkeit von anderen Faktoren, wie Größe und Art des Kalksteins und Abmessungen des Ofens, eine schnellere Freisetzung der Wärme.

Die impulsartige Brennstoffzufuhr und die dadurch erzielte geschichtete Strömung können auf verschiedene bekannte Weise erzielt werden. Aus praktischer Gründen erweist sich die mit einer Pumpe 47 arbeitende Einspritzanlage 48 eines Dieselmotors als besonders zweckmäßig. Ein herkömmlicher Dieselmotor hat die Zündfolge 1-5-3-6-2-4. Zur Erzielung einer geschichteten Strömung von Luft und Brennstoff im Schacht arbeitet die Einspritzanlage vorzugsweise mit einer simulierten Motordrehzahl von 200 bis 1000 U/min, so daß also jeder Injektor 100- bis 500mal pro Minute einspritzt. Bei dem in den F i g. 1 und 2 dargestellten Brennofen, welcher für eine Leistung von 5000 kg/Tag ausgelegt ist und einen Schachtquerschnitt von etwa 305 χ 610 mm bei einer Höhe von 2,438 m hat, entsprechend die Injektoren 43,44,45 und 46 denen der Zylinder 1,5,6,2 der oben angegebenen Zündfolge. Der darin für die Zylinder 3 und 4 bestimmte Brennstoff wird nicht benötigt und wird zum Brennstoffbehälter zurückgeleitet. Bei Brennofen mit größeren Abmessungen können je nach der Querschnittsform und der zum Brennen der Charge benötigten Brennstoffmenge auch sechs, zwölf oder mehr Injektoren notwendig sein.

Im folgenden ist ein Beispiel des Betriebs eines Brennofens der vorstehend beschriebenen Art erläutert Der Brennofen hat einen 2,438 m hohen Schacht mit einer etwa 75 mm dicken Auskleidung aus basischen, feuerfesten Ziegeln und einem Innendurchmesser von 305 χ 610 mm, sowie einen sich um etwa 200 mm nach unten über die Auskleidung hinweg erstreckenden Kühlabschnitt aus Stahl. Vier Injektoren sind um 305 mm über dem unteren Ende der feuerfesten Auskleidung angeordnet Im Betrieb wurde Brennluft in die Kühlkammer derart eingeblasen, daß ein Innendruck von 108 mm Ws aufrechterhalten bleibt Der Schacht wurde am oberen Ende mit Kalkstein mit einem Gehalt von 98 bis 99% CaCO₃ in einer Sortierung von etwa 16

bis 32 mm beschickt. Über die Injektoren wurde Hei/öl Nr. 6 mit 240 Impulsen pro Injektor und Minute eingespritzt und entzündet. Nach Erreichen eines stabilen Betriebs wurden die folgenden Temperaturen abgelesen:

Tabelle 1

Meßstelle

mm über Ventilen mm über Ventilen mm über Ventilen Abgas
Austrag gebrannter Kalk

Temperatur

1010 Γ

843 C

788 C

121 C

66 C

Für den fortlaufenden Austrag des gebrannten Kalks aus dem Ofen wurde die Austragsscharre für 1 min 40 s pro Hin- und Herbewegung betrieben. Auf diese Weise wurden 5000 kg CaO pro 24 h mit einem Brennstoffverbrauch von etwa 13,13 l/h erzeugt. Unter Zugrundelegung eines Wärmewertes von 43255 kj/l für Heizöl Nr. 6 ergibt sich somit ein Wirkungsgrad von

13,13 χ 43255 χ 24 ,,,,.„. 50(X) = ^2724kJ/^kS·

Das Produkt enthielt etwa 90% CaO, so daß also der Netto-Wirkungsgrad 2979 kj/kg betrug.

Die Abgase wurden während 24 h jede Stunde analysiert. Die Ergebnisse sind nachstehend in der Tabelle 2 zusammengefaßt.

Tabelle

Zeit Brennstoff Einspritzungen Luft

Injektor/min

mm Hg CO₂

O,

CO

14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 22,30 01,00 02,00 03,00 04,00 05,00 06,00 07,00 07,30 08,30 09,15 10,30 10,45 13,00

Öl Nr. 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

Öl Nr. 6 6 6 6 6

240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 220 220 220

57,15 57,15 57,15 50,8 88,9 95,25 95,25 101,6 101,6 95,25 108,0 108,0 108,0 108,0 108,0 108,0 108,0 101,6 20,1

30

29

30

33

32

34

33

32

33

34

33

30

32

34

2 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Anhand der Daten der Abgasanalyse kann man mit Hilfe von gebräuchlichen Arbeitsdiagrammen den thermischen Wirkungsgrad bestimmen und überwachen. So ergibt sich beispielsweise aus den Tabellendaten für die Analyse um 0730 Uhr mit 33% CO₂,4% O₂ und 0% CO bei Verwendung von öl Nr. 6 als Brennstoff, daß bei einem Endprodukt mit 90% CaO ein Wärmeverbrauch von etwa 3430 kj/kg gebranntem Kalk vorhanden ist Daraus ergibt sich eine bemerkenswerte Obereinstimmung mit den auf dem Brennstoffverbrauch beruhenden Berechnungen, sowie eine beträchtliche Verbesserung des Wirkungsgrades gegenüber bekannten Brennöfen.

In der vorangehenden Beschreibung wird zwar von der Verwendung von öl als Brennstoff ausgegangen, jedoch ist das Brennverfahren auch für andere Brennstoffe anwendbar, wie Erdgas oder andere Brenngase, sowie auch für feste Brennstoffe wie etwa Staubkohle oder Staubkoks mit einem Gas oder einer Flüssigkeit als Träger. Außerdem besteht ein anderer Anwendungsfall des Verfahrens oder der Vorrichtung in der thermischen Zersetzung von Stadtmüll oder sonstigen Abfällen.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von gebranntem Kalk in einem Schachtofen, bei welchem Kalkstein einer Korngröße bis zu etwa 125 mm oben in den Ofen eingeführt und in diesem abwärts bewegt wird, Brennluft im Gegenstrom zu der Bewegung des Kalksteins durch diesen hindurchgeführt wird und ein Brennstoff, insbesondere Brennöl, durch eine Mehrzahl entlang dem Umfang des Ofens im Abstand über dem Ofenboden angeordneter Injektoren in periodischen Impulsen in bestimmter Reihenfolge und mit einer kürzeren Impulsdauer als das Zeitintervall zwischen den Impulsen eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff durch in einer einzigen horizontalen Ebene angeordnete Injektoren jeweils mit einem Druck im Bereich von 141 bis 1050kp/cm², einer Impulsfolge von 100 bis 500 Impulsen oro Minute und Injektor und einer ImpuIsdaaeE von 0,02 bis 0,2 s eingespritzt wird, so daß nach jeder Injektion eine anfänglich geschichtete Aufwärtsströmung aus Brennstoff und Brennluft in dem Ofen erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Brennstoff ein Brennöl, ein natürliches oder künstliches Brenngas und/oder Staubkohle verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff mit einem Druck im Bereich von 422 bis 562 kp/cm² eingespritzt wird.

4. Vorrichtung zurr Herst Ilen von gebranntem Kalk, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem vertikal n, schachtförmigen Brennofen, einer Kalkstein von oben in den Ofen einführenden Beschickungseinrichtung, einer den gebrannten Kalk am Boden des Ofens abführenden Abführeinrichtung, einer Brennluft von unten nach oben durch den Ofen führenden Luftführungseinrichtung, einer Mehrzahl von im Abstand über dem Ofenboden entlang dem Ofenumfang angeordneter Injektoren zum Einspritzen von Brennstoff, insbesondere Brennöl, und einer diesen zugeordneten Einspritzsteuerung zur periodischen Impuls-Brennstoffspeisung der Injektoren in vorbestimmter Reihenfolge, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektoren (43 bis 46) in einer einzigen horizontalen Ebene angeordnet sind und daß die Einspritzsteuerung auf eine Brennstoffspeisung der Injektoren mit einer Impulsfolge im Bereich von 100 bis 500 Impulsen pro Minute, eine Impulsdauer von 0,02 bis 0,2 s und einen Einspritzdruck von 141 bis 1050 kp/cm² ausgelegt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schacht (30) des Brennofens im Querschnitt rechteckig ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektoren (43 bis 46) an einander gegenüberliegenden Seiten des rechteckigen Schachtes (30) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzsteuerung eine steuerbare Pumpeinrichtung (47) aufweist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von gebranntem Kalk gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw, 4.

Die Bezeichnung »Kalkstein« ist ein Sammelbegriff, welcher Karbonatgestein oder -fossilien umfaßt und hauptsächlich Kalziumkarbonat oder eine Kombination von Kalzium- und Magnesiumkarbonat mit sich ändernden Mengen von Verunreinigungen wie Kieselsäure und Tonerde bedeutet Der durch Brennen von Kalkstein gewonnene Kalk wird als gebrannter oder gelöschter Kalk verwendet Beim Brennen des Kalksteins zu gebranntem Kalk werden Wasser und Kohlendioxid unter Zurücklassen von Kalziumoxid ausgetrieben, und wenn dem Wasser zugegeben wird, erhält man Kalziumhydoxid, d.h. gelöschten Kalk. Kalkstein, gebrannter Kalk und gelöschter Kalk haben eine gewisse Ähnlichkeit im Hinblick auf Eigenschaften und Verwendung. Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von gebranntem Kalk.

Gebrannter Kalk ist seit vielen Jahrhunderten bekannt und wird weltweit jährlich in großen Mengen für die verschiedensten Zwecke, etwa als Flußmittel für Metalle oder als Absorptionsmittel verbraucht In seiner Verwendung als industrielle Chemikalie steht gebrannter Kalk allein der Schwefelsäure nach.

Ebenso vielfältig wie die Verwendungsarten von gebranntem Kalk sind die zu seiner Herstellung entwickelten Verfahren und Vorrichtungen von der altägyptischen Zeit bis heute. Die Herstellungsverfahren reichen vom Brennen von aufgehäuftem Kalkstein bis zur Verwendung von chargenweise oder kontinuierlich arbeitenden Schachtofen, waagerechten Drehöfen, Fließbettöfen und Ringöfen. Je nach den Kosten und der Verfügbarkeit von Brennstoffen sind solche Öfen für den Betrieb mit Holz, Öl, Kohle, Koks oder Erdgas eingerichtet, wobei jeweils angestrebt wird, eine möglichst große Ausbeute an gebranntem Kalk bei einem gegebenen Wärmeaufwand zu erzielen. Dabei muß außerdem die zugeführte Wärme möglichst gleichmäßig verteilt und müssen übermäßig hohe Flammtemperaturen vermieden werden. Die meisten modernen Verfahren lassen sich in drei Verfahrensstufen unterteilen, nämlich das Vorwärmen, Brennen und Abkühlen. Die beim Kühlen abgeführte Wärme wird so weit wie möglich für die Vorwärmung mit Luft verwendet, so daß nur in der eigentlichen Brennstufe Brennstoff zugeführt wird. Es wurde berechnet, daß für die vollständige Umwandlung von 100% reinem Kalziumkarbonat Un gebranntem Kalk eine theoretische Mindestwärmemenge von etwa 2923 kj/kg notwendig ist, wenn die für die Vorwärmung erforderliche Wärmemenge von etwa 1688 kj/kg wie üblich vernachlässigt wird, weil sie theoretisch nur zu Beginn für das Vorwärmen der ersten Charge aufgewendet wird, während die folgenden Chargen dann mit der Wärme der beim Brennen freigesetzten Gase vorgewärmt werden. Ein Wirkungsgrad von 100% ist jedoch hauptsächlich aus drei Gründen nicht erzielbar. Erstens ist 100% reiner Kalkstein nicht verfügbar. Zweitens ist das Brennen von Kalk ohne einigen Wärmeverlust nicht möglich, und drittens ist auch das vollständige Durchbrennen der Kalksteinbrocken ohne Rekarbonisierung praktisch nicht möglich. Im Laufe der Jahre wurde der Wärmebedarf der verschiedenen Arten von Brennofen stetig verringert und beträgt heute bei modernen Drehofen etwa 5800 bis 10550 kj/kg, bei Azbe-Schachtöfen etwa 5275 bis 7390 kl/ke. bei