DE3038927A1 - Regenerativ-schachtofen zum brennen von karbonathaltigen rohstoffen - Google Patents
Regenerativ-schachtofen zum brennen von karbonathaltigen rohstoffenInfo
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Description
-: :■■" -: :": -".-:"": Köln, den 14.10.1980
Reg.*.. Hr 812
H .3. 3038927
. VOLLBAC H ^
L BE19^01
Anm.: Firma
MAERZ ofenbau AG, Richard-Wagner-Str. 28 Zürich (Schweiz)
Titel: Regenerativ-Schachtofen zum Brennen von karbonathaltxgen
Rohstoffen
130045/0472
Köln, den 14.10.1980 he/ka
κ,η, p,at|NTANWälte Reg.-Nr.: Mr 812
DIPL-ING. BUSCHHOFF
DiPLING HE *
. vollba/η L 3038927
5 Köln ' 4"
-"'HHElM-Ii(NG 24 BE 19
Anm.: Firma
MAERZ ofenbau ag, Richard-Wagner-Str. 28 Zürich (Schweiz)
Titel: Regenerativ-Schachtofen zum Brennen von karbonathaltigen Rohstoffen
Die Erfindung betrifft einen Regenerativ-Schachtofen zum Brennen von karbonathaltigen Rohstoffen wie Kalkstein,
Dolomit, Magnesit u.dgl. mit zwei oder mehr, durch Kanäle miteinander verbundenen Schächten, von denen wechselweise
der eine Schacht als Brenn- oder Gleichstromschacht und der andere Schacht als Gegenstromschacht in Betrieb steht, wobei
die Kühlung des gebrannten Rohstoffes in der Kühlzone der Schächte erfolgt.
Solche Oefen dienen dazu, karbonathaltige Rohstoffe zwecks
Austreibung der Kohlensäure zu brennen, und können aus zwei oder mehr Schächten bestehen (AT-Patentschrift 211.214 und
Zeitschrift "Zement-Kalk-Gips" Nr. 6, 1970, S. 217 ff.).
Sie haben sich seit vielen Jahren in der Praxis sehr gut bewährt, weil sie sich durch einen niedrigen Wärmeverbrauch
und eine sehr gute Qualität des erzeugten Brenngutes auszeichnen. Die Schächte eines solchen Ofens stehen abwechselnd
als Brennschacht oder als Gegenstromschacht, durch den die
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Rauchgase abziehen, in Betrieb. In jedem Schacht wird eine Vorwärmzone, eine Brennzone und eine Kühlzone unterschieden,
die sich in dieser Reihenfolge vom oberen Rand des Schachtes bis zum Fundament des Ofens erstrecken. In Betrieb wird
der Brennstoff und die Verbrennungsluft immer nur einem Schacht, dem Brennschacht, zugeführt, jedoch wird die Kühlluft
oder das Kühlmedium mittels einer Austragvorrichtung kontinuierlich ausgetragen.
Bei grossen Querschnitten, die sich vielfach aus konstruktiven Gründen ergeben, kann es vorkommen, dass die CO--haltigen
Rauchgase in den Kühlzonen in ebenso niedrige Temperaturbereiche eintauchen, so dass C0„, z.B. bei gebranntem
Kalkstein, vom gebrannten Calciumoxyd (CaO) wieder aufgenommen wird. Dadurch wird die in der Brennzone gut gebrannte
Kalkqualität wieder verschlechtert und kann auch durch Zufuhr von mehr Brennstoff am Beginn der Brennzone nicht mehr
verbessert werden. Eine solche höhere Brennstoffzufuhr kann,
da gewöhnlich die Menge des wiederaufgenommenen Kohlendioxyds nicht bekannt ist, zu einem hohen Wärmeangebot in
der Brennzone und damit zu einer nichterwünschten, härteren Kalkqualität oder sogar zur Klotzbildung führen. Die Menge
des wiederaufgenommenen Kohlendioxyds im gebrannten Kalk
kann einige Zehntel Prozent, aber auch 1 - 2 % betragen. Wiederaufgenommenes Kohlendioxyd ist besonders beim Brennen
von Kalk oder.Dolomit für die Herstellung von Seewasser-Magnesit unerwünscht. Bei diesem Herstellungsprozess, stellt
man besonders strenge Forderungen an den Rest-CO^-Gehalt des
Brenngutes, denn er soll weniger als 0,5 % oder sogar weniger als 0,3 % betragen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Regenerativ-Schachtofen
der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, dass in den Kühlzonen der Schächte eine Wiederaufnahme
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von Kohlendioxyd durch das Brenngut aus den Gasen der Brennzone mit grosser Sicherheit vermieden wird.
Dies wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass in
die Kühlzone jedes Schachtes ein Verdrängungskörper eingebaut ist.
Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel· dargeste^t und wird nachfolgend beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch einen Regenerativ-Schachtofen mit zwei Schächten
mit einer Kühlzone nach dem Stand der Technik und
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Regenerativ-Schachtofens
gemäss der Erfindung.
Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Regenerativ-Schachtofen
weist zwei Schächte I., II auf, die über einen Ringkanal III miteinander verbunden sind. Im oberen Teil der
Schächte I, II sind Brennstofflanzen 1 über dem Schachtquerschnitt
angeordnet, deren Mündungen das Ende einer Vorwärmzohe V im oberen Schachtteil begrenzen.
An die Vorwärmzone V schliesst eine Brennzone B an, in der die Kohlensäure aus dem Brenngut ausgetrieben wird.
An die Brennzone B schliesst eine Kühlzone K an, in die die Kühlluft oder ein anderes Kühlmedium eintritt. Durch
die Verbrennung des durch die Brennstofflanzen 1 zugeführten
Brennstoffes mit der von oben durch den Schacht eintretenden Verbrennungsluft 2 entstehen CO«-haltige
Rauchgase 4, die aus dem Schacht I in den Gcgenstromschacht II übergeführt werden und sich mit dem durch
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die Kühlzonen der beiden Schächte I, II eintretenden Kühlmedium mischen. Das Brenngut wird aus den beiden Schächten
I, II mittels einer Austragvorrichtung 5 kontinuierlich ausgetragen.
Wegen der Ausbildung der Kühlzone nach Fig. 1 ist es nicht zu vermeiden, dass die CO2-haltigen Rauchgase 4 in niedrige
Temperaturbereiche eintauchen, wodurch die Kalkqualität wieder verschlechtert wird. Eine Korrektur durch höhere
Brennstoffzufuhr wäre zwar möglich, jedoch treten dadurch
andere Nachteile auf, z.B. eine härtere Kalkqualität oder sogar Klotzbildung.
Es hat sich nun überraschend gezeigt, dass das Eintauchen der CO2~haltigen Rauchgase in niedrige Temperaturbereiche
wirksam verhindert wird, wenn die Kühlzone K gemäss Fig. 2 ausgebildet wird. Gemäss Fig. 2 wird in der Kühlzone K ein
länglicher Verdrängungskörper 6 angeordnet, dessen obere Stirnfläche 8 sich bis auf eine Distanz 10 gegen das untere
Ende des Mauerwerks 11 der Brennzone B erstreckt. Dadurch wird mit Sicherheit erreicht, dass die CO^-haltigen Rauchgase
4 nicht in den Temperaturbereich der Kühlzone K von unter etwa 84 0 C, bezogen auf das Brenngut, eindringen
können. Der Verdrängungskörper 6, der zweckmässig von einem der Kühlmediumzufuhr dienenden Stahlrohr 7 getragen wird,
ist so zu bemessen, dass das ihn umgebende Küh1ζonenvolumen,
das nach unten durch die Austragvorrichtung 5, nach oben von der im Abstand 10 im Bereich der oberen Stirnfläche 8 liegenden
horizontalen Grenzebene und aussen von den geneigten oder senkrechten zylindrischen oder rechteckigen Seitenwänden
9 begrenzt ist, so dimensioniert wird, dass sich eine Kühlzonenbelastung, bezogen auf die Tagesproduktion, von
3-6 t/m ergibt. Dieser Wert variiert in Abhängigkeit von dem Kornband. Für den Abstand 10 ergibt sich je nach Grosse des
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Schachtes ein Mass von 1,5 πι - 4,0 m.
Werden die vorstehend genannten Bedingungen eingehalten, so können ausserordentlich niedrige Rest-CO2-Werte im
gebrannten Kalk erreicht werden. Wie aus der nachfolgenden Aufstellung von Kalkproben eines Zwei-Schachtofens an zwei
aufeinanderfolgenden Tagen zu sehen ist, konnte bei verschiedenen
Proben überhaupt kein Rest-CO- oder nur Spuren davon analytisch festgestellt werden.
| Zeit | ReSt-CO2 | ReSt-CO2 |
| Schacht I | Schacht II | |
| 6.00 | O | 0.04 |
| 7.00 | 0.06 | 0.14 |
| 9.00 | 0.31 | O |
| 10.00 | 0.67 | 0.08 |
| 12.00 | O | 0.67 |
| 14.00 | O | O |
| 16.00 | O | O |
| 18.00 | 0.03 | O |
| 20.00 | 0.03 | O |
| 22.00 | O | O |
| 24.00 | 0.58 | 0.60 |
1. Tag
2. Tag
Tagesdurchschnitt 0.15 0.14
| 2.00 | 0.28 | 0.37 |
| 4.00 | 0.15 | O |
| 6.0Ö | 0.33 | 0.08 |
| 8.00 | 0.10 | 0.24 |
| 10.00 | 0.06 | 0.16 |
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| 0.41 | 0.26 | 3038927 | |
| 12.00 | O | O | |
| 14.00 | O | O | |
| 16.00 | 0.04 | O | |
| 18.00 | 0.09 | 0.17 | |
| 20.00 | O | 0.10 | |
| 22.00 | 0.36 | 0.84 | |
| 24.00 | |||
Tagesdurchschnitt 0.15 0.19
Werden die Seitenwände der Kühlzonen K nach innen geneigt ausgeführt, so ist es zweckmässig, dieselben mit einer
Neigung oC von höchstens 11 auszuführen.
Durch den Einbau des Verdrängungskörpers 6 braucht die Austragvorrichtung
5 nicht geändert zu werden. Durch die durch das Stahlrohr 3 eingeführte Luft wird erreicht, dass auch
der Verdrängungskörper 6 genügend gekühlt wird. Hierzu werden am unteren Ende des Verdrängungskörpers 6 seitliche
Oeffnungen 12 im Stahlrohr 3 vorgesehen. Das Stahlrohr 3 selbst ist durch Stege 13 am Schachtfundament abgestützt.
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Claims (8)
1. Regenerativ-Schachtofen zum Brennen von karbonathaltigen
Rohstoffen wie Kalkstein, Dolomit, Magnesit u.dgl. mit zwei oder mehr, durch Kanäle miteinander verbundenen
Schächten, von denen wechselweise der eine Schacht als Brenn- oder Gleichstromschacht und der andere Schacht
als Gegenstromschacht in Betrieb steht, wobei die Kühlung des gebrannten Rohstoffes in der Kühlzone der
Schächte erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass in die Kühlzone (K) jedes Schachtes (I, II) ein Verdrängungskörper
(6) eingebaut ist.
2. Schachtofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängungskörper (6) im Zentrum des Schachtes
(I, II) angeordnet ist.
3. Schachtofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände (9) der Kühlzone (K) eine Neigung
( oC ) von höchstens 11 aufweisen.
4. Schachtofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Stirnfläche (8) des Verdrängungskörpers (6) in einem Temperaturbereich liegt, in dem
der gebrannte Rohstoff eine Temperatur von inindestens 8400C besitzt.
5. Schachtofen nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlzonenbelastung, die sich als Quotient aus der
Produktion angebrannten Rohstoffes pro Tag und dem Volumen der Kühlzone (K) der Schächte (I, II) ermittelt,
3-6 t/m beträgt.
6. Schachtofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-
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zeichnet, dass die Distanz (10) zwischen der oberen Stirnfläche (8) des Verdrängungskörpers (6) und dem
unteren Ende des Mauerwerks (11) der Brennzone (B) mindestens 1,5 m beträgt.
7. Schachtofen nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Distanz zwischen der oberen Stirnfläche (8) des Verdrängungskörpers'(6) und
dem unteren Ende des Mauerwerks (11) der Brennzone (B) höchstens 4,0 m beträgt.
8. Schachtofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängungskörper (6) auf einem
Rohr (3) abgestützt ist, das mit seitlichen Oeffnungen (12) zur Kühlmediumzuführ versehen ist.
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