DE3119198A1

DE3119198A1 - "verfahren und schachtofen zum brennen von stueckigem brenngut, wie kalkstein, dolomit, magnesit o.dgl. sowie verwendung des schachtofens

Info

Publication number: DE3119198A1
Application number: DE19813119198
Authority: DE
Inventors: Erich 7850 Lörrach Bertsch
Original assignee: Steine & Erden GmbH
Current assignee: Steine & Erden GmbH
Priority date: 1981-02-04
Filing date: 1981-05-14
Publication date: 1983-03-03
Also published as: CH651650A5; DE3119198C2

Description

Verfahren und Schacht ofen zum Brennen von stückigem
Brenngut, wie Kalkstein, Dolomit, Magnesit oder dgl.
sowie Verwendung des Schachtofens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Brennen von stückigem Brenngut, wie Kalkstein, Dolomit, Magnesit oder dgl. gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, einen Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2 sowie eine Verwendung des Schacht ofens gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 3.
Verfahren und Schachtöfen dieser Art sind aus der DE-PS 1 281 111 und der DE-AS 1 214 590 bekannt. Dabei ist koaxial zur Schachtwandung und von dieser distanziert ein Schachteinsatz angeordnet, der sich vom unteren Teil der Kühlzone bis zum oberen Teil der Brennzone erstreckt. Der Schachteinsatz weist Oeffnungen auf, durch welche der Teil der wenigstens teilweise verbrauchten Brenngase, der vom gebrannten Gut nach unten mitgenommen wird, sowie aus der Kühlzone aufsteigende Kühlluft in den Schachteinsatz gelangen. Mittels Injektoren wird das Gasgemisch aus dem Schachteinsatz abgesaugt und der in die Brennzone mündenden Brenngaszuführung zugeführt.
Durch diese Umwälzung der wenigstens teilweise verbrauchten Brenngase und der Kühlluft wird ein einwandfreies Brennen des Guts in der Brennzone erreicht.
Bisher hat man den Injektor mit Treibluft betrieben, die in einem Rekuperator vorgewärmt wurde, dem als Wärmemittel ein Teil der in der Vorwärmzone aufsteigenden Ofenabgase zugeführt wurde. Die Erwärmung der Treibluft war vor allem beimBrennen von hochprozentigem Kalkstein unumgänglich, der beim Brennen ein Höchstmass an Wärme erfordert und bei dem ein Höchstmass an Kohlensäure entweicht.
Die Erwärmung der Treibluft im Rekuperator mittels der Ofenabgase hat den Nachteil, dass der Russ der Ofenabgase und der je nach Beschaffenheit des Brenngutes von den Ofenabgasen mitgeführte Staub sich im Rekuperator niederschlägt, so dass die Treibluft allmählich immer weniger erwärmt wird und der Rekuperator schliesslich nach einiger Zeit verstopft. Weil die Reinigung des Rekuperators mühsam und zeitaufwendig ist, musste der Ofen betrieb jeweils für längere Zeit unterbrochen werden, wobei der Ofen abkühlte, so dass die Temperatur in der Brenn- und Vorwärmzone beim Wiederbeginn des Ofenbetriebs nicht für ein einwandfreies Brennen des Gutes ausreichte.
Die Erfindung geht weiter von der überraschenden Erkenntnis aus, dass die Treibluft des Injektors den thermischen Wirkungsgrad des Ofens erheblich herabsetzt. Der thermische Wirkungsgrad des Ofens hängt vor allem davon ab, wie gross die von den Abgasen aus dem Ofen weggeführte Wärmemenge ist. Da die Abgase die Brennzone mit hoher Temperatur verlassen, führen sie erhebliche Wärmemengen mit sich. Ein Teil dieser Wärmemenge wird für die Erwärmung des in der Vorwärmezone befindlichen Guts genutzt. Für den Wirkungsgrad kommt es nun darauf an. dasQ ein möglichst grosser Teil der von den Ofenabgasen mitgeführten Wärmemenge vom in der Vorwärmzone baindlichen Material aufgenommen wird. Dieser Anteil ist umso rösser, je langsamer das Abgas durch die Vorwärmzone strömt.
d.h. je kleiner die Gasmengen sind, welche pro Zeiteinheit die Wärme von der Brenn- in die Vorwärmzone transportieren. Vor allem bei stark endothermen Prozessen (Entsäuerung von Karbonaten, Brennen von Schamotte usw.) und wenn das zu brennende Gut ausserdem noch wärmeempfindlich ist und nur mit Abgasen von niedrigen Temperaturen vorgewärmt werden darf, musste aber bisher sehr viel Treibluft zugeführt werden. Durch die für den Betrieb des Injektors bisher verwendete Treibluft wurde nänlich der Luftanteil des in der Brennzone umgewälzten Gasgemischs stark erhöht, wodurch sich dessen Enthalpie verringerte. Die in der Brennzone vor allem für stark -endotherme Prozesse erforderliche, grosse Wärmemenge konnte bei gleichzeitig niedriger Temperatur der Gase deshalb nur mit grossen Gasmengen und damit erheblicher Treibluftzufuhr erreicht werden. Es entstanden so sehr grosse Abgasströmungen, die große Wärmemengen aus dem Ofen wegführten und damit den thermischen Wirkungsgrad erheblich herabsetzten.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den Luftanteil der Gase im Ofen zu verringern und einen ununterbrochenen Betrieb des Ofens zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung in verfahrensmässiger Hinsicht durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale und in vorrichtungsmässiger Hinsicht durch die im Kennzeichen des Anspruchs 2 aufgeführten Merkmale gelöst. Die erfindungagemässe Verwendung des Schachtofens ist Gegenstand des Anspruchs 3.
Durch das erfindungsgemässe Ersetzen der Treibluft des Injektors durch das Abgas eines Gasmotors wird der Suftanteil der Gase im Ofen herabgesetzt , wodurch deren Enthalpie und damit der thermische Wirkungsgrad des Ofens erhöht wird. Zudem werden Unterbrechungen des Ofenbetriebs, die wegen der periodischen Reinigung des Rekuperators bisher erforderlich waren, vermieden.
Bei der erfindungagemässen Verwendung des Schacht ofens ist in an sich bekannter Weise ein Rekuperator vorgesehen, dem als Wärmemittel wenigstens ein Teil der durch die Vorwärmzone nach oben steigenden Ofenabgase zugeführt wird. Der Rekuperator wird erfindungsgemäss zur Erwärmung von Frischluft verwendet, die z.B. das Gut in einer zusammen mit dem Schachtofen verwendeten Trocknungsanlage, insbesondere einer Mahltrocknungsanlage, trocknet. Der Gasmotor wird zum Antrieb eines Generators für die Erzeugung von Strom verwendet, der z.B. ebenfalls für den Betrieb der Mahltrocknungsanlage eingesetzt werden kann. Weil der bzw. die Injektoren mit dem Abgas des Gasmotors betrieben werden, wird dessen Abwärme für die Erhitzung der Brenn- und Vorwärmzone genutzt.
Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.
Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Schachtofens.
Der dargestellte, zylindrische Schachtofen 1 hat eine Vorwärmzone V, eine Brennzone B und eine Kühlzone K. Das zu verbrennende, stückige Gut, z.B. Kalk, wird der Vorwärmzone V durch eine trichterförmige Zuführung 2 zugeführt. In der Vorwärmzone V ist ein Rohr 3 koaxial zur Ofenwandung angeordnet, in das am unteren, offenen Ende ein Teil der in dieser Zone aufsteigenden Ofenabgase strömt und dessen oberer, am Ende abgeschlossener Teil durch eine leitung 4 mit einem Rekuperator 5 verbunden ist. Die durch den Auslassstutzen 6 des Rekuperators 5 austretenden Ofenabgase werden zusammen mit den restlichen, durch einen Auslassstutzen 7 am oberen Ende der Vorwärmzone V ausströmenden Ofenagbasen in nicht dargestellter Weise über Entstaubungsfilter zum Kamin geleitet. Die Abwärme der dem Rekuperator 5 zugeführten Abgase wird zur Erwärmung von Frischluft genutzt, die einer (nicht dargestellten) Mahltrocknungsanlage zugeführt wird. Durch mehrere, in der Höhe gegeneinander versetzte Zuführungen 8 wird der Brennzone B Brenngas zugeführt, das mittels nicht dargestellter Brenner durch Verbrennung von Leuchtgas, Erdgas, Oel oder festen Brennstoffen erzeugt wird und dessen Zufuhr durch Pfeile 9 angedeutet ist. In jede der Zuführungen 8 mündet ein Injektor, wobei in der Zeichnung nur einer dieser Injektoren dargestellt und mit 10 bezeichnet ist. Die Treibmitteleinlässe 12 der Injektoren 10 sind an eine Ringleitung 13 angeschlossen, die mit der Auspuffleitung 14 eines Gasmotors 15 verbunden ist. Der z.B. mit Erdgas betriebene Gasmotor 15 treibt einen Generator 16 an, der elektrischen Strom erzeugt, welcher z.B. für die Mahltrocknungsanlage verwendet werden kann. Die Ansaugstutzen 17 der Injektoren 10 sind mit dem oberen Teil eines koaxial zur Ofenwandung angeordneten und von dieser distanzierten, zylindrischen Schachteinsatzes 18 verbunden. Der Schachteinsatz 18 erstreckt sich vom oberen Teil der Brennzone B bis in den unteren Teil der Kühlzone K und beschränkt die beiden Zonen auf den von ihm und der Schachtwandung begrenzten Ringraum. Er ist unten offen und im mittleren Bereich, unterhalb der Zuführungen 8 mit Oeffnungen 19 versehen, durch welche der mit 20 bezeichnete Teil der wenigstens teilweise verbrauchten Brenngase, der zusammen mit dem gebrannten Gut in der Brennzone B nach unten in Richtung auf die Kühlzone K strömt, sowie durch eine Kühlluftzufuhrleitung 21 in den unteren Teil der Kühlzone K geblasene, darin aufsteigende Kuhlluft 22 in den Schachteinsatz 18 eintreten. Mittels der Injektoren 10 wird das Gasgemisch aus dem Schachteinsatz 18 abgesaugt und mit den Gasmotorabgasen durch die das Brenngas 9 zuführenden Zuführungen 8 in die Brennzone B eingespeist. Am unteren Ende der Kühlzone K ist eine trichterförmige Austragevorrichtung 23 für das gebrannte Gut angeordnet.

Claims

Patentansprüche 1» Verfahren zum Brennen von stückigem Brenngut, wie Kalkstein, Dolomit, Magnetit oder dgl., bei dem das oben in einen Schachtofen eingegebene Gut nacheinander durch eine Vorwärm-,- eine Brenn- und eine Kühlzone sinkt, der Kühlzone Kühlluft und der Brennzone Brenngas zugefhrt wird, und wenigstens der mit dem gebrannten Gut nach unten sinkende Teil der wenigstens teilweise verbrauchten Brenngase sowie aufsteigende Kühlluft durch wenigstens einen Injektor angesaugt und der Brennzone zageführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Inbiektor(l0) mit dem Abgas eines Gasmotors (15) betrieben wird.
2. Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Vorwärm-, einer Brenn- und einer Kühlzone, wenigstens einer in die Brennzone mündenden Brenngaszuführung, einer in die Kühlzone mündenden guhlluftzuführung und einem wenigstens teilweise von der Schachtofenwandung distanzierten Schachteinsatz, der Oeffnungen für den Eintritt von wenigstens teilweise verbrauchten Brenngasen und aufsteigender KAhlluft aufweist und mit dem Ansaugstutzen wenigstens eines in die Brenngaszuführung oder die Brennzone findenden Injektors verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibmitteleinlass (12) des Injektors (10) an die Auspuffleitung (14) eines Gasmotors (15) angesobossen ist.
3. Verwendung des Schachtofens nach Anspruch 2, wobei wenigstens ein Teil der durch die Vorwärmzone aufsteigenden Abgase durch einen Rekuperator geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Rekuperator Frischgas für eine Trocknungsanlage aufgeheizt und mit dem Gasmotor (15) ein Generator (16) für die Erzeugung von elektrischem Strom angetrieben wird.