DE2927819A1

DE2927819A1 - Verfahren zum brennen von mineralischen rohstoffen im gleichstrom-regenerativ-schachtofen

Info

Publication number: DE2927819A1
Application number: DE2927819A
Authority: DE
Inventors: Erwin Fuessl; Karl Scheibenreif
Original assignee: Maerz Ofenbau AG
Current assignee: Maerz Ofenbau AG
Priority date: 1978-12-29
Filing date: 1979-07-10
Publication date: 1980-07-17
Also published as: US4315735A; ATA482479A; CH638604A5; AT373227B; CA1138197A; SE7905999L

Description

BE 19 304

Maerz-Ofenbau AG. Zürich

Verfahren zum Brennen von mineralischen Rohstoffen im Gleichstrom-Regenerativ-Schachtofen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Brennen von mineralischen Rohstoffen wie Kalkstein, Dolomit oder Magnesit in einem Gleichstrom-Regenerativ-Schachtofen mit mindestens zwei Schächten, die durch einen Ueberströmkanal bzw. Ringkanal miteinander verbunden sind und von denen wechselweise der eine Schacht als Brenn- oder Gleichstromschacht und der andere Schacht als Gegenstromschacht betrieben wird, wobei der gebrannte Rohstoff in den Kühlzonen der beiden Schächte gekühlt wird.

Zum Brennen von mineralischen Rohstoffen ist ein Regenerativ-Verfahren (AT-PS 211 214) bekannt, welches für den Bau von Gleichstrom-Gegenstrom-Schachtöfen mit mindestens zwei Schächten vielfach angewandt wird; er ist in seinem Betrieb einfach und weist neben einem niedrigen Energieverbrauch als erheblichen Vorteil einen guten Weichbrand des gebrannten Rohstoffes 3 f, kann aber auch Mittel- und Hartbrand erzeugen.

Ein grosser Teil des in solchen Gleichstrom-Gegenstrom-Schachtöfen erzeugten Materials wird in Stahlwerken verbraucht. Diesen werden aus metallischen und Qualitäts-Gründen neue und einschränkende Auflagen ge-

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macht, die sie jedoch nur dann erfüllen können, wenn die in den Anlagen verwendeten Materialien bestimmten Bedingungen genügen. Hierzu gehört auch die Forderung, dass der in den Brennöfen hergestellte Kalk einen sehr hohen Entschwefelungsgrad, z.B. etwa 90%, erreichen muss.

Aus Versuchen ist es bekannt (Transactions AIME, Bd. 254, März 1973, Seite 28-33), eine Entschwefelung von schwefelhaltigem Kalkstein zu erreichen oder eine Aufnahme von Schwefel, der mit dem Brennstoff eingebracht wird, in dem gebrannten Kalk zu verhindern, wenn in der Brennzone des Ofens bzw. im Brennaggregat eine reduzierende Atmosphäre eingestellt werden kann. Für eine gegebene Zusammensetzung der Rauchgase steigt nach den thermodynamisehen Grundgleichungen der Entschwefelungsgrad in Abhängigkeit vom maximalsn Partialdruck des bei der Entschwefelung in den Rauchgasen entstehende SO₂ mit steigender Temperatur.

Soll nun diese Erkenntnis in dem vorstehend erwähnten bekannten Gleichstrom-Gegenstrom-Kalkschachtofen verwertet werden, so kann man wohl in dem Brennschacht eines solchen Ofens durch unterstöchioir.etrische Verbrennung eine reduzierende Atmosphäre einstellen, jedoch erhält man in dem Gegenstromschacht wegen der Mischung der Kühlluft mit den aus dem Brennschacht kommenden Rauchgasen und dem dort aus dem Kalkstein ausgetriebenen C0_ eine sauerstoffhaltige Atmosphäre, die gleichgewichtsbedingt wiederum zu einer teilweisen Aufschwefeiung des gebrannten Kalkes führen kann. Es kann daher nicht immer der gewünschte hohe Entschwefelungsgrad erreicht werden.

Hier setzt nun die Erfindung ein, deren Aufgabe es ist, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, dass die im Gleichstrom- bzw. Brennschacht erzeugten

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Rauchgase sauerstofffrei dem Gegenstromschacht zugeführt werden können. Dies wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass die erwärmte Kühlluft am Ende der Kühlzone jedes Schachtes mindestens teilweise aus dem Ofen abgeführt und die Rauchgase vom Gleichstromschacht mit einem Kohlenmonoxyd-Gehalt von 1-5 Vol.% dem Gegenstromschacht zugeführt werden.

Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, beim Brennen von Kalk im Gleichstrom-Regenerativ-Schachtofen die durch die Kühlung des gebrannten Kalkes erwärmte Kühlluft teilweise für die Verbrennung heranzuziehen (Zeitschrift "Zement-Kalk-Gips" 1970, Nr. 6, Seite 277-284), jedoch kann durch diese Massnahme der verlangte Kohlenmonoxyd-Gehalt in den Rauchgasen nicht erreicht werden.

Die Erfindung wird anhand zweier in der Zeichnung schematisch dargestellter Gleichstrom-Regenerativ-Schachtöfen beispielweise erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt eines schematisch dargestellten Gleichstrom-Regenerativ-Schachtofens und

Fig. 2 einen Schnitt eines weiteren schematisch dargestellten Gleichstrom-Regenerativ-Schachtofens.

Die in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Schachtöfen weisen zwei Schächte 1, 2 auf, die bei der Ausführung nach Fig. 1 durch einen am Ende einer Brennzone B angeordneten Ueberströmkanal 30 miteinander verbunden sind, während bei der Ausführung nach Fig. 2 die Brennschächte 1, 2 durch Ringkanäle 31 miteinander verbunden sind.

An die Brennzone schliesst eine Nachentsäuerungszone N und

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daran anschliessend eine Kühlzone K an. Ueber der Brennzone B ist zudem eine Vorwärmzone V vorgesehen; zwischen dieser und der Brennzone B sind Brenner 5 angeordnet.

Wird z.B. Schacht 1 als Gleichstrom- bzw. Brennschacht verwendet und werden die Brenner 5 mit Luftmangel betrieben, entsteht eine reduzierende Atmosphäre. Gleichzeitig wird die am unteren Ende der Kühlzone K durch die Leitung 8 eintretende Kühlluft am oberen Ende dieser Zone über Abzugkanäie 11 ganz oder teilweise abgeführt, so dass keine oder nur eine geringe Anreicherung der in den Gegenstromschacht strömenden Rauchgase mit Sauerstoff aus der Kühlluft erfolgt.

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Beim Schachtofen nach Fig. 2 strömen die im Brennschacht 1 erzeugten Rauchgase über die Ringkanäle 31 in den Gegenstromschacht 2, wobei die von unten in die Kühlzone K eintretende Kühlluft in ähnlicher Weise wie bei der Anlage nach Fig. 1 ganz oder teilweise über Abzugkanäle 11 abgeführt wird.

Um bei der beschriebenen Ofenführung mit Sicherheit einen hohen Entschwefelungsgrad zu erreichen, ist es wesentlich, dass einerseits die Zufuhr von Sauerstoff in den Gegenstromschacht verhindert und andererseits die Verbrennung mit Luftmangel durchgeführt wird, um sauerstofffreie Rauchgase zu erzeugen, die einen Kohlenmonoxyd-Gehalt von 1-5 Vol.% aufweisen.

Die genannte Rauchgaszusammensetzung kann auch dadurch erreicht werden, dass bei normaler Verbrennung des Brennstoffs im Brennschacht im Ueberströmkanal 30 zwischen den Schächten 1, 2 bzw. im Ringkanal 31 am Ende der Brennzcne des Gleichstromschachts gasförmiger, flüssiger oder fester Brennstoff

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mittels eines oder mehrerer Brennstoffrohre 32 zugeführt wird. Dadurch wird erreicht, dass der gegebenenfalls in den Rauchgasen enthaltene Sauerstoff gebunden wird und diese 1-5 VoI ^ % Kohlenmonoxyd sowie Kohlendioxyd und Stickstoff enthalten. Diese Rauchgaszusammensetzung ist jedoch eine Voraussetzung, damit die im Gegenstromschacht 2 vorhandenen Rohstoffe keiner AufSchwefelung unterliegen.

Mit dem beschriebenen Verfahren wird erreicht, dass zusätzlich zum Brennvorgang der Rohrstoffe auch deren AufSchwefelung mit Sicherheit vermieden werden kann. Der Betrieb des Schachtofens wird dadurch kaum erschwert und die Vorteile des Schachtofens bleiben somit erhalten. Wesentlich ist, dass schwefelhaltige Rohstoffe und/oder schwefelhaltige Brennstoffe eingesetzt und trotzdem weitgehend entschwefelte Endprodukte erhalten werden können.

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Claims

ήί Patentansprüche

Il Λ) verfahren zum Brennen von mineralischen Rohstoffen wie I Kalkstein, Dolomit oder Magnesit in einem'Gleichstrom-

i| Regenerativ-Schachtofen mit mindestens zwei Schächten,

I die durch einen Ueberströmkanal bzw. Ringkanal mitein-

y ander verbunden sind und von denen wechselweise der eine

I Schacht als Brenn- oder Gleichscromschacht und der ande-

I re Schacht als GegenStromschacht betrieben wird, wobei

I der gebrannte Rohstoff in den Kühlzonen der beiden

I Schächte gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die

f| erwärmte Kühlluft am Ende der Kühlzone jedes Schachtes

mindestens teilweise aus dem Ofen abgeführt und die Rauchgase vom Gleichstromschacht mit einem Kohlenmonoxyd-Gehalt von 1-5 Vol.% dem Gegenstromschacht zugeführt werden.

I 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

Iff die Rauchgase im Gleichstromschacht durch Einstellung

U eines unterstöchiometrischen Verbrennungsverhältnisses

ψ mit einem Kohlenmonoxyd-Gehalt von 1-5 Vol.% erzeugt

M werden.

3. verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, I dass die Rauchgase durch Verbrennung von Brennstoff im

Ueberströmkanal bzw. Ringkanal mit einem Kohlenmonoxyd-1 Gehalt von 1-5 Vol.% erzeugt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass iji zur Verbrennung im ueberströmkanal bzw. Ringkanal gas-

■:! förmige, flüssige oder feste Brennstoffe zugeführt

?· werden.

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