DE3119198C2

DE3119198C2 - Verfahren und Schachtofen zum Brennen von stückigem Brenngut, wie Kalkstein, Dolomit, Magnesit oder dgl. sowie Verwendung des Schachtofens

Info

Publication number: DE3119198C2
Application number: DE3119198A
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: 1984-10-25
Also published as: CH651650A5; DE3119198A1

Abstract

Das oben in den Schachtofen (1) eingegebene Gut sinkt nacheinander durch eine Vorwärmzone (V), eine Brennzone (B) und eine Kühlzone (K). Der Brennzone (B) wird Brenngas (9), der Kühlzone (K) Kühlluft (21) zugeführt. Der Teil (20) der wenigstens teilweise verbrauchten Brenngase, der mit dem gebrannten Gut aus der Brennzone (B) nach unten sinkt, gelangt zusammen mit der aufsteigenden Kühlluft (22) in einen zylindrischen Schachteinsatz (18). Injektoren (10) saugen das Gasgemisch aus dem Schachteinsatz (18) ab und führen es der Brennzone (B) zu. Die Injektoren (10) werden mit dem Abgas eines Gasmotors (15) betrieben. Indem den Injektoren (10) als Treibmittel das Abgas eines Gasmotors (15) und nicht wie bisher Treibluft zugeführt wird, wird der Luftanteil der Ofengase herabgesetzt und dadurch in überraschender Weise der thermische Wirkungsgrad des Ofens erhöht. u definierte Ausgangslage zurück. Zur Kontrolle auf einen Stabdefekt wird mit d

Description

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 Schachtofens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 3.

Verfahren und Schachtofen dieser Art sind aus der DE-PSI 281 111 und der DE-AS I 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 öffnungen 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 wieder zugeführt. Durch diese Umwäl/.ung der wenigstens teilweise verbrauchten Brenngase und der Kühlluft wird ein einwandfreies Brennen des Guts in der Brenn/onc erreicht.

Bisher hat man den Injektor mit Treiblul't betrieben, die in einem Rekuperator vorgewärmt wurde, dem ;iis Wärmemittel ein Teil der in der Vorwärmzone aufsteigenden Ofenabgase zugeführt wurde. Die Erwärmung der Treibluft war vor allem beim Brennen 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 Ofenabgasc und der je nach Beschaffenheit des Brennj-utes

to 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, mt'Rte der Ofenbetrieb jeweils für längere Zeit unterbrochen werden, wobei der Ofen abkühlte, so daß die Temperatur in der Brenn- und Vorwärmzone beim Wiederbeginn des Ofenbetricbs nicht für ein einwandfreies Brennen des Gutes ausreichte.

Die Erfindung geht weiter von der 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 sie 's. Ein Teil dieser Wärmemenge wird für die Erwärmung des in der Vorwärmezone befindlichen Guts genutzt. Für den Wirkungsgrad kommt

jo es nun darauf an, daß ein möglichst großer Teil der von den Ofenabgasen miigeführten Wärmemenge vom in der Vorwärmzone befindlichen Material aufgenommen wird. Dieser Anteil ist um so größer, 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, iiiußte aber bisher sehr viel Treibluft zugeführt werden. Durch die für den Betrieb des Injektors bisher verwendete Treibluft wurde nämlich der Luftanteil des in der Brennzone umgewalzten 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

so damit erheblicher Treibluftzufuhr erreicht werden. Es entstanden so sehr große Abgassirömungen, die große Wärmemengen aus dem Ofen wegführten und damit den thermischen Wirkunsgrad 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 verfahrensrnäßiger Hinsicht durch die im Kennzeichen des

,60 Anspruchs I angegebenen Merkmale und in vorrichtungsmäßigcr Hinsicht durch die im Kennzeichen des Anspruchs 2 aufgeführten Merkmale gelöst. Die erfindungsgemäße Verwendung des Schachtofens ist Gegenstand des Anspruchs J.

ti-i Durch das eriindungsgemaße Ersetzen der Treibluft des Injektors durch das Abgas eines Gasmotors wird der l.uflaiileil der Gase ini Ofen herabgesetzt, wodurch deren (Enthalpie und damii der thermische Wirknngs

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grad des Ofens erhöht wird. Zudem werden Unterbrechungen des Ofenbetriebs, die wegen der periodischen Reinigung des Rekuperators bisher erforderlichen waren, vermieden.

Bei der erfindungsgemäßen Verwendung des Schachtofens ist in an sich bekannter Weise ein Rekuperator vorgesehen, dem als Wärmemittel wenigstens ein Teil der durch die Vorwärmzcne 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 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 Ofenabgasen in nicht dargestellter Weise über Entstaubungsfilter zum Kamin geleitet. Die Abwärme der ö:m 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, Erdga», öl 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 unii 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, weicher 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 to 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 de^r Zuführungen 8 mit öffnungen 19 ts versehen. Durch diese öffnungen treten in den Schachteinsatz 18 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 die durch eine Kühlluftzufuhrleitung 21 in den unteren Teil der Kühlzone K geblasene, darin aufsteigende Kühlluft 22. 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Brennen von stückigem Brenngut, wie Kalkstein, Dolomit, Magnesit oder dgl, bei dem das oben in einen Schachtofen eingegebene Gut nacheinander durch eine Vorwärm-, eine Brenn- und eine Kühlzone sinkt, der Kühlzone Kaltluft und der Brennzone Brenngas zugeführt 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 zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektor (10) 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 mündeiKlen Brenngaszuführung, einer in die Kühizonc mündenden KühHuftzufübrung und einem wenigstens teilweise von der Schachtofenwandung distanzierten Schachteinsatz, der öffnungen für den Eintritt von wenigstens teilweise verbrauchten Brenngasen und aufsteigender Kühlluft aufweist und mit dem Ansaugstutzen wenigstens eines in die Brenngaszuführung oder die Brennzone mündenden Injektors verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibmitteleinlaß (12) des Injektors (10) an die Auspuffleitung (14) eines Gasmotors (15) angeschlossen ist

3. Verwendung des Schachtofens nach Anspruch 2, wobei wenigstens ein Teil der durch die Vorwärmzone aufsteigender» 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.