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Verfahren und Einrichtung zum Steuern der Gichtgasver-
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brennung eines Heißwind-Kupolofens Die Erfindung betrifft ein Arbeitsverfahren
zum Betreiben eines Heißwind-Kupolofens, genauer gesagt zum Steuern der Verbrennung
der einen stark schwankenden Heizwert aufweisenden warmen, ungereinigten, vorzugsweise
aus einer Ringkammer unterhalb der Begichtungsöffnung abgesaugten Gichtgase eines
Heißwind-Kupolofens in einer diesem unmittelbar nachgeordneten, mit Verbrennungsluft
beschickten Brennkammer, wobei der Wind durch die bei der Verbrennung entstehenden
Rauchgase erwärmt und überschüssige Rauchgaswärme ggf. beispielsweise in einem Abhitzekessel
genutzt wird.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Einrichtung zum Betreiben eines
Heißwind-Kupolofens, genauer gesagt zum Steuern der Verbrennung der Gichtgase eines
Heißwind-Kupolofens, der eine Begichtungsöffnung und eine vorzugsweise unterhalb
der Begichtungsöffnung angeordnete Ringkammer aufweist, aus welcher die einen stark
schwankenden Heizwert aufweisenden warmen, ungereinigten Gichtgase in eine außerhalb
des Ofens angeordnete Brennkammer abzusaugen und in dieser zusammen mit der Brennkammer
zugeführter Verbrennungsluft zu verbrennen sind, wobei der in den Ofen zu leitende
Wind durch die bei der Verbrennung entstehenden Rauchgase mittels einer Heizeinrichtung
zu erwärmen ist und überschüssige Rauchgaswärme mittels einer Wärmeentzugseinrichtung,
wie z.B. einem Abhitzekessel, anderweitlg zu nutzen ist.
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Bei dem in seinem grundsätzlichen Aufbau bereits seit langem bekannten
Kupolofen handelt es sich um das gebräuchlichste und damit dominierende Schmelzaggregat
zur Herstellung von Gußeisen, Temperguß etc. in Gießereien. Man unterscheidet prinzipiell
zwischen dem sogenannten Kaltwind-Kupolofen, bei dem aus dem sogenannten Windring
über am Umfang des Kupolofens verteilte Düsen Wind (Luft) in den unteren Abschnitt
des Kupolofens eingeleitet wird und dem prinzipiell gleich aufgebauten Heißwind-Kupolofen,
dessen Wind vor der Einleitung in den Ofen erwärmt wird.
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Ein Kupolofen besteht in aller Regel aus einem zylindrischen, vertikalen
Ofenschacht, in welchen als sogenannte Eisenträger, z.B. Roheisenmasseln, Stahlschrott,
Gußbruch und eigener Kreislauf sowie als Brennstoff verhältnismäßig grobstückigerRoks
und als Schlackebildner Kalkstein
eingesetzt werden. Die Verbrennungsluft
zum Verbrennen des im Ofenschacht befindlichen Kokses wird üblicherweise durch mehrere
ca. 1,0 bis 1,5 m oberhalb des Bodens angeordnete, radiale öffnungen in den Ofenschacht
eingeblasen. Der verbrennende Koks erwärmt und schmilzt und überhitzt jeweils die
in seiner Nachbarschaft befindlichen Eisenträger. Das flüssige Eisen und die Schlacke
laufen schließlich aus einem gemeinsamen oder aber aus getrennten sogenannten Siphons
aus dem Ofen aus, während das entstehende Gichtgas entweder oberhalb oder unterhalb
der Chargieröffnung abgesaugt, verbrannt und zur Vorwärmung des Windes verwendet
wird, wobei bei größeren modernen Schmelzanlagen vor der Verbrennung noch eine Reinigung
des Gichtgases erfolgt.
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Im Hinblick auf die Energiebilanz eines Kupolofens ist eine optimale
Ausnutzung der dem Kupolofen mit dem Koks zugeführten Energie anzustreben, so daß
eine weitgehende Verbrennung des im Koks enthaltenen Kohlenstoffs zu Kohlendioxid
und eine weitgehende Wärmeübertragung der fühlbaren Wärme des Gichtgases an die
chargierten Einsatzstoffe gewünscht wird.
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Einer optimalen Ausnutzung der den Kupolofen mit dem Koks zugeführten
Energie sind indes metallurgische Grenzen gesetzt, da der Abbrand der Legierungselemente
mit der Oxidation der Eisenträger im oberen Abschnitt des Ofenschachtes zunimmt
und daher ein Mindestgehalt unvollständig verbrannten Kohlenstoffs in Form von Kohlenmonoxid
zur Aufrechterhaltung einer reduzierenden Ofenatmosphäre erforderlich ist.
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Es muß daher von Fall zu Fall ein wirtschaftliches Optimum gefunden
werden, bei dem die Summe der aufzuwendenden
Kosten für den Koks
und die Legierungsstoffe möglichst minimal ist. Da die Oxidation der Eisenträger
im wesentlichen von ihrer auf das jeweilige Gewicht bezogenen sogenannten spezifischen
Oberfläche abhängt, die üblicherweise in dm2/kg angegeben wird, verschiebt sich
dieses Optimum mit wachsender mittlerer Dicke der eingesetzten Eisenträger zu niedrigerem
CO-Anteil bei niedriger Temperatur der Gichtgase. Aus diesem Grunde ergibt sich
in vielen Fällen ein wirtschaftliches Optimum des Ofenbetriebes bei Gichtgasen mit
so niedrigen CO-Anteilen und so niedriger Temperatur, daß eine sichere Zündung der
Gichtgase nicht mehr unter allen Umständen gewährleistet ist. Die Temperatur der
Gichtgase schwankt mit der nicht zu vermeidenden schwankenden Zusammensetzung der
Eisenträger, wobei die mittlere Wandstärke der Eisenträgerteilchen und das Schüttgewicht
eine besondere Bedeutung haben. Mit fallender Wandstärke verbessert sich der Wärmeübergang
vom Gichtgas zum Schrott. Mit wachsendem Schüttgewicht vergrößert sich die Verweilzeit
der Einsatzstoffe im Ofen, wodurch der Wärmeübergang verbessert wird.
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Die in der Schmelzzone stattfindende vollständige Verbrennung von
Kohlenstoff zu Kohlendioxid wird oberhalb der Schmelzzone durch Reaktion der Gase
mit der Oberfläche der Koksstücke teilweise rückgängig gemacht, wobei Kohlenmonoxid
entsteht. Wie bereits weiter oben erwähnt wurde, führt die in praxi in der Regel
schwankende Zusammensetzung der Eisenträger sowie die unterschiedliche spezifische
Oberfläche des Kokses zu einer entsprechend schwankenden Temperatur und einer unterschiedlichen
Zusammensetzung des Gichtgases. Wenn es aus den obigen Gründen nicht bei allen auftretenden
Verhältnissen zu einer Zündung der Gichtgase kommt, führt dieses zu einem kurzfristigen
Erlöschen der Flamme und anschließend beim
erneuten Zünden zu Verpuffungen.
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Die Zusammensetzung eines Gichtgases eines Kupolofens schwankt im
übrigen auch mit der Menge der durch die Chargieröffnung angesaugten sogenannten
Falschluft, die zu einer unkontrollierten Abkühlung und Verdünnung des Gichtgases
führt, wobei diese Beeinflussung der Gichtgaszusammensetzung durch die im Rhythmus
der Chargierung absinkende Schüttsäule des Einsatzes maßgeblich bestimmt wird. Im
übrigen wird die Falschluftmenge auch durch den Strömungswiderstand der Materialsäule,
also durch die Zusammensetzung des chargierten Materials mitbestimmt, so daß auch
aus diesem Grunde Grenzfälle auftreten, in denen die Zündung des Gichtgases nicht
gewährleistet ist.
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Das in zahlreichen Veröffentlichungen der einschlägigen Fachwelt zum
Ausdruck kommende allgemeine Vorurteil gegen eine Beaufschlagung eines Röhren-Rekuperators
o.dgl. mit ungereinigten verbrannten Gichtgasen hat dazu geführt, daß insbesondere
bei größeren Kupolofen-Schmelzanlagen mit Rekuperation praktisch ausschließlich
die vor einem Rekuperator allein einsetzbaren Naßentstaubungseinrichtungen verwendet
worden sind und daß demgemäß erst anschließend die gereinigten, bei der Naßentstaubung
abgekühlten Gichtgase verbrannt wurden. Da eine Zündung kalter Gichtgase mit Temperaturen
von etwa 30 - 500C auf besondere Schwierigkeiten stößt, werden dabei zusätzliche
Wärmetauscher verwendet, um das abgekühlte Gichtgas oder/und die Verbrennungluft
auf Temperaturen von 200 - 3000C vorzuwärmen.
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Derartige Naßentstaubungseinrichtungen bestehen aus einem sogenannten
Sättiger, in dem das Gichtgas mit so viel Wasser besprüht wird, daß es vollständig
mit Wasserdampf gesättigt
ist, wobei der größere Anteil der leicht
benetzbaren Staubpartikel mit dem überschüssigen Wasser ausgetragen wird und einem
nachgeordneten Feinwäscher, in welchem die feinen Staubpartikel mit Wassertropfen
so koagulieren, daß die staubbeladenen Tropfen schließlich anschließend in einem
Tropfenabscheider ausgeschieden werden können.
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Als Feinwäscher werden dabei unterschiedlichste Konstruktionen eingesetzt,
die nach dem Prinzip der mit Wasser beaufschlagten Venturikehle arbeiten, oder es
werden sogenannte Desintegratoren eingesetzt, in denen durch einen umlaufenden Rotor
kleine Wassertropfen gebildet werden, welche mit den sehr feinen Staubpartikeln
des Gichtgases koagulieren.
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Derartige Naßwäscher können die vorwiegend aus Metalloxiden bestehenden
sehr feinen Stäube des Kupolofens nur mit hohem (im allgemeinen elektrischem) Energieaufwand
einigermaßen befriedigend entfernen, wobei in der Regel noch Reststaubmengen verbleiben,
die insbesondere im Hinblick auf die heutigen Emissionsschutzbestrebungen als sehr
hoch angesehen werden.
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So ist noch heute eine Vielzahl von Naßwäschern in Betrieb, die mit
einem sog. Reingasstaubgehalt von 200 bis 300 mg/m3 Rauchgas betrieben werden. Dieser
Reingasstaubgehalt kann zwar mit Desintegratoren oder/und Hochleistungs-Venturiwäschern
bis auf Werte unter 50 mg/m3 verbessert werden, wenn man einen entsprechend großen
Energieaufwand für die Beschleunigung der Staubpartikel bzw. für die Bildung feiner
Tröpfchen in Kauf nimmt, doch ist es heutzutage energiepolitisch nicht mehr zu verantworten,
für bestimmte technische Ziele einen beliebig hohen Energieaufwand zu betreiben,
der sich im übrigen auch entscheidend in den Kosten niederschlägt.
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Bezüglich der weiter oben angesprochenen Zündungsschwierigkeiten sei
noch darauf hingewiesen, daß die Zündung von in einer Naßwäsche gereinigten Gichtgasen
zusätzlich durch den im Gichtgas bei Sättigungstemperaturen von 50 bis 600 C enthaltenen
Wasserdampf erschwert wird, so daß bei derartigen Anlagen üblicherweise Gaskühler
eingesetzt werden, welche die Gichtgase nach der Sättigung auf Temperaturen von
30 bis 40°C abkühlen, um den die Zündung behindernden Wasserdampfanteil durch Kondensation
zu reduzieren.
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Schließlich wird auch bei derartigen Anlagen die Zündung der Gichtgase
durch den schwankenden Anteil der durch die Chargieröffnung der oben angesaugten
Falschluft erschwert, wobei sich gezeigt hat, daß die Falschluftmenge mit den vom
Ofendruck in der ringförmigen Absaugkammer abhängigen üblichen Regelkreisen nicht
auf einem festen Wert gehalten werden kann.
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Aus diesen Gründen sind zur sicheren Verbrennung der auf diese Weise
gereinigten Abgase von einem Hersteller besondere Brenner. entwickelt worden, welche
eine Zumischung von Erdgas zum Gichtgas in denjenigen Arbeitsphasen ermöglichen,
in denen das Gichtgas keinen zur kontinuierlichen Aufrechterhaltung der Verbrennung
ausreichenden Wärmeinhalt hat.
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Dagegen sind in den letzten Jahren nur außerordentlich selten Kupolofen-Schmelzanlagen
mit unmittelbar anschließender Brennkammer zur Verbrennung der ungereinigten Gichtgase
und nachgeschaltete Wärmetauscher zur Vorwärmung des Windes sowie zur weiteren Verwertung
überschüssiger Abhitze mit anschließender Gasreinigung in Betrieb genommen worden,
weil bei unkontrollierter Verbrennung und Kühlung der Rauchgase die Gefahr besteht,
daß erweichte Flugasche an der Rohrwandung der Wärmetauscher
anhaftet,
und weil die Stabilisierung der Verbrennung bei der schwankenden Temperatur und
Zusammensetzung der Gichtgase Schwierigkeiten bereitet.
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Nun haben aber Kupolofen-Schmelzanlagen mit unmittelbar anschließender
Brennkammer bedeutende Vorteile, die insbesondere dann zum Tragen kommen, wenn es
auf die Rückgewinnung von Energie und eine mögllchst weitgehende Reinigung der Abgase
besonders ankommt, da bei derartigen Anlagen die fühlbare Wärme des Gichtgases nicht
verlorengeht, weil schädliche Kohlenwasserstoffe in der Brennkammer gecrackt werden,
der im Gichtgas enthaltene Kohlenstoff in der Brennkammer ohne Belastung der Staubwirtschaft
verbrennt, und die weitgehend wasserdampffreien Rauchgase geringere Kondensations-
und Korrosionsprobleme für Wårmetauscher, anschließende Gewebefilter u.dgl. hervorrufen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten
Verfahren und Einrichtungen der eingangs beschriebenen Gattung unter Vermeidung
ihrer geschilderten und weiterer Nachteile dahingehend zu verbessern, daß die Schwierigkeiten
bei der Kontrolle der Verbrennung der energiearmen Gichtgase mit schwankender Temperatur
und Zusammensetzung eliminiert bzw. zumindest weitgehendst beseitigt sind, was eine
Voraussetzung für eine Nutzung der energetisch, betriebstechnisch und umwelttechnisch
vorteilhafteren Öfen dieses Typs schafft, wobei die Verbrennungssteuerung insbesondere
hinsichtlich der Zuteilung von Verbrennungsluft zugleich mit höchster Genauigkeit
erfolgen soll. Weiterhin soll die Qualität des Abgases, d.h. also der Reingasstaubgehalt,
gegenüber den bisher praktizierten Verfahren und eingesetzten Einrichtungen beachtlich
verbessert werden und für den rauchfreien Betrieb des oben offenen Begichtungsschachtes
nötige Falschluftmenge durch einen betriebssicheren Regelkreis gesteuert werden.
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Als Lösung des verfahrensmäßigen Teils der Aufgabe ist vorgesehen,
daß die Menge der Verbrennungsluft so geregelt wird, daß der Luftüberschuß der Verbrennung
stets konstant gehalten wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Verbrennungssteuerung kann mit relativ niedrigem
Luftüberschuß gefahren werden, der trotz schwankender Gichtgaszusammensetzung konstant
zu halten ist.
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Als Regelgröße für die Bestimmung des Luftüberschusses der Verbrennung
kann ein kontinuierlich gemessener Bestandteil des Gichtgases (beispielsweise der
CO-Gehalt) verwendet werden. Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden
Erfindung wird für die Bestimmung des Luftüberschusses ein ständig gemessener Bestandteil
des Rauchgases, und zwar vorzugsweise der überschüssige Sauerstoffanteil im Rauchgas,
verwendet, wobei sich diese Arbeitsweise deswegen als besonders zweckmäßig herausgestellt
hat, weil für die Bestimmung des 02-Gehaltes Meßeinrichtungen mit kurzer Reaktionszeit
von etwa 0,1 bis 5 Sekunden zur Verfügung stehen, wobei sich als Sauerstoffdetektor
insbesondere eine Meßeinrichtung mit keramischer Sauerstoff-Ionenleitung eignet,
wie dieses in den "Berichten der Deutschen Keramischen Gesellschaft" 52, 1975, Nr.
10, Seite 321 - 324 beschrieben ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren stellt unter Berücksichtigung der schleusenlosen
Ofenkonstruktion und der sich hieraus ergebenden Falschluftmenge darauf ab, daß
diese als Anteil der Verbrennungsluftmenge in geeigneter Weise berücksichtigt wird,
wobei die Falschluftmenge als fester beziehungsweise vorzugsweise variabler Anteil
der Verbrennungsluftmenge herangezogen wird, um die den Bedürfnissen
der
Verbrennung ggf. entgegenwirkende Schwankung der Falschluftmenge so zu berücksichtigen.
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Demgemäß kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Verbrennungsluft
aus einem dem Gichtgas am Einlaß der Brennkammer zugemischten ersten Luftanteil
sowie aus einem als Falsch luft durch den Begichtungsschacht aufweisenden zweiten
Luftanteil bestehen, wobei die beiden Luftanteile in aller Regel unterschiedlich
groß sind und ein Luftanteil auch zu Null werden kann.
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Der zweite Luftanteil kann gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden
Erfindung so gesteuert werden, daß durch ihn sichergestellt wird, daß auch bei Drucksdhwankungen
im Ofen kein Gichtgas aus der Beschickungsöffnung austritt, wobei dann der erste
Luftanteil durch einen Regelkreis so gesteuert wird, daß der Luftüberschuß der Verbrennung
stets konstant ist.
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Der erste Luftanteil kann zweckmäßigerweise konstant und so groß gewählt
werden, daß bei niedrigstem Heizwert des entstehenden Gichtgases gerade ausreichend
Verbrennungsluft vorhanden ist, wobei dann kein zweiter Luftanteil zugeführt wird,
und daß der zweite Luftanteil nur beim höheren Heizwert des Gichtgases zugeführt
wird.
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Die Verbrennungsluft kann erfindungsgemäß aber auch nur aus der durch
den Begichtungsschacht angesaugten Falschluft bestehen, wobei die Verbrennungsluftmenge
dann durch einen entsprechenden Regelkreis wiederum so gesteuert wird, daß der Luftüberschuß
der Verbrennung konstant gehalten wird.
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Im übrigen gestattet das erfindungsgemäß vorgeschlagene
Verfahren
zur gesteuerten Verbrennung der mit stark schwankendem Heizwert anfallenden Gichtgase
in einer mit ungereinigtem Gichtgas beaufschlagten Brennkammer aufgrund des überraschend
möglichen Fortfalls einer vorgeschalteten Naßwäsche mit gegenüber den beschriebenen
Naßverfahren ganz erheblich geringerem Energieaufwand die Erzielung eines Reingasstaubgehaltes
unter 10 mg/m3, wenn anschließend Tuchfilter o.dgl. zur Gasreinigung herangezogen
werden, wobei keine Gefahr eines Anfrittens überhitzter Aschepartikel an den Rohrwandungen
des Winderhitzers auftritt. Es besteht dabei also die Möglichkeit, das verbrannte,
zum Zwecke der Abhitzeverwertung ohne Volumen zuwachs indirekt gekühlte Rauchgas
mit einem Tuchfilter zu reinigen und auf diese Weise von der erheblich besseren
Gasreinigung bei gleichzeitig ganz erheblich geringerem Energieaufwand Gebrauch
zu machen, wie weiter oben erläutert worden ist.
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Der einrichtungsmäßige Teil der der vorliegenden Erfindung zugrunde
liegenden, oben angegebenen Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Regeleinrichtung,
mit welcher die Menge der der Brennkammer zuzuführenden Verbrennungsluft so zu regeln
ist, daß der Luftüberschuß der Verbrennung konstant ist.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Zeichnung zeigt eine vereinfachte, schematisierte Darstellung
eines Heißwind-Kupolofens, der mittels der erfindungsgemäßen Einrichtung nach dem
erfindungsgemäßen Arbeitsverfahren betrieben wird. Bei dem im ganzen mit 1 bezeichneten
Kupolofen handelt es sich um einen Heißwind-Kupolofen, der eine Einwurf- bzw. Begichtungsöffnung
2, eine unterhalb der Begichtungsöffnung 2 angeordnete
Ringkammer
3 zum Sammeln der aufsteigenden Gichtgase, einen Windring 4 mit Düsen 6 und eine
Abstichöffnung 7 aufweist.
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Der Ofenschacht 8 ist im wesentlichen zylindrisch und verläuft vertikal.
Das Gichtgas steigt gemäß dem Pfeil 9 im Ofenschacht auf und gelangt aus diesem
beziehungsweise der Ringkammer 3 des Ofens 1 über eine kurze Verbindungsleitung
11 in die dem Kupolofen 1 unmittelbar nachgeordnete Brennkammer 16.
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Gemäß dem Pfeil 12 gelangt von oben her Falschluft in den Kupolofen
1, die sich zum Teil mit dem Gichtgas vermischt.
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Am Einlaß der Brennkammer 16 befindet sich eine Luft-Zuführleitung
13, mittels welcher dem in die Brennkammer strömenden Gichtgas ein erster Luftanteil
beizumischen ist, der mit einem Pfeil 14 angedeutet ist.
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Als Regelgröße für die Bestimmung des Luftüberschusses der Verbrennung
wird als Bestandteil des Rauchgases der °2-Gehalt ständig gemessen, und zwar mit
einer Sauerstoffsonde 17, die in der Brennkammer 16 angeordnet ist und mit keramischer
Sauerstoff-Ionenleitung bei kurzer Reaktionszeit arbeitet.
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Besteht die Verbrennungsluft für die Brennkammer 16 nicht nur aus
der durch den Begichtungsschacht 18 angesaugten Falschluft, wie dieses in der Ausgestaltung
der vorliegenden Erfindung der Fall sein kann, sondern darüber hinaus aus einem
dem Gichtgas über die Luft-Zuführleitung 13 zugeführten und mit diesem vermischten
weiteren Luftanteil, der vor- und nachstehend mit erster Luftanteil" bezeichnet
ist (während der von der Falschluft gestellte Luftanteil der Verbrennungsluft
mit
" zweiter Luftanteil" bezeichnet ist), so wird der zweite Luftanteil so gesteuert,
daß durch ihn sichergestellt wird, daß auch bei geringen Druckschwankungen im Ofen
kein Gichtgas aus der Begichtungsöffnung 2 austritt, während der gemäß dem Pfeil
14 durch die Luft-Zuführleitung 13 zugemischte erste Luftanteil durch einen Regelkreis
so gesteuert wird, daß der Luftüberschuß der Verbrennung stets konstant ist. Der
konstante erste Luftanteil ist so groß gewählt, daß bei niedrigstem vorkommendem
Heizwert des Gichtgases gerade noch hinreichend viel Verbrennungsluft vorhanden
ist, wobei unter derartigen Verhältnissen dann kein zweiter Luftanteil zugeführt
wird, während der zweite Luftanteil nur bei einem höheren Heizwert des Gichtgases
zugeführt wird.
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Der in der Zeichnung mit dem Pfeil 19 angedeutete Wind wird dem Kupolofen
1 über eine Windleitung 21 zugeführt, vor dem Eintritt in den Ofen 1 jedoch noch
in einem Rekuperator 22 erwärmt, und zwar in einem Winderhitzer 23, aus dem er dann
in erwärmtem Zustand über-den horizontal dargestellten Abschnitt 21' der Windleitung
21 in den Ofen 1 gelangt. Der Rekuperator 22 besitzt darüber hinaus noch einen Abhitzekessel
24, in dem überschüssige Rauchgaswärme, die für die Erwärmung des Windes nicht erforderlich
ist, zur weiteren Nutzung, beispielsweise zur Schaffung von Heißwasser in einem
Heißwasserkessel 26 benutzt wird.
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Bei dem schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich
um einen gefutterten Ofen mit 10 t/h Schmelzleistung, einer Windtemperatur von 5O00C,
einer Gichtgastemperatur von 2500C, einer Windmenge von 5.800 m3/h und 3 3 einer
Gichtgasmenge von 6.800 m3/h mit 600 m3/h Falschluft, 17,1 % N2, 14,4 % CO, 10,5
% C02 und 1,7 % 02, wobei eine feste Verbrennungsluftmenge von 1.300 m3/h dem Gichtgas
vor
der Brennkammer 16 zugemischt und eine (für das vorstehende
Zahlenbeispiel geltende) Verbrennungsluftmenge 3 von ca. 800 m /h in Form von Falschluft
durch die Chargieröffnung 2 angesaugt wird. Der zweite Luftanteil reduziert sich
auf 300 m3/h bei einem CO-Gehalt von 3 10 % und vergrößert sich auf 2.000 m /h bei
einem CO-Gehalt von 21 %. Durch konstanthalten eines Anteils von 1,2 % 02 im Rauchgas
beträgt der Luftüberschuß der Verbrennung in allen Fällen ca 25 %.
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In dem bereits erwähnten zusätzlichen Regelkreis für die Gaswirtschaft
des Kupolofens ist außer der die Regelgröße 02 bestimmenden Sauerstoffsonde 17 ein
als Drallregler 27 ausgebildetes Stellglied vorhanden, welches vor dem Sauggebläse
28 angeordnet ist, wobei dem Drallregler 27 im übrigen noch-ein Filter 29 sowie
ein Kühler 31 vorgeordnet sind.
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Bei einer Signalisierung eines Sauerstoffdefizits, also einem Sauerstoff-Istwert,
der kleiner ist als der vorgegebene Sauerstoff-Sollwert, wird der Drallregler 27
am Sauggebläse 28 aufgefahren, wodurch die als Falschluft durch die Begichtungsöffnung
2 angesaugte Verbrennungsluftmenge solange erhöht wird, bis der Sauerstoff-Istwert
im Rauchgas dem vorgegebenen Sauerstoff-Sollwert entspricht.
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Abgesehen von der gegenüber bekannten Verfahren erheblich höheren
Energieausbeute ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch eine erheblich
umweltfreundlichere Qualität des Abgases 32, welches gegenüber den bisher praktizierten
Verfahren um das 10fach und mehr reiner ist.
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BEZUGSZEICHENLISTE (LIST OF R3FERENZb NUMERALS) 1 Heißwind-Kupolofen
1 2 Begichtungsöffnung 3 Ringkammer 4 Windring 4 5 5 6 Düsen 6 7 Abstichöffnung
7 8 Ofenschacht 8 g Pfeil (Gichtgas) 10 10 11 Verbindungsleitung 11 12 Pfeil (Falschluft)
12 13 Luft-Zuführleitung 13 14 Pfeil (1. Luftanteil) 14 15 15 16 Brennkammer 16
17 Sauerstoffsonde 17 18 Begichtungsschacht 18 19 Pfeil (Wind) 19 20 20 21 Windleitung
21 22 Rekuperator 22 23 Winderhitzer 23 24 Abhitzekessel 24 25 25 ph Heißwasserkessel
26 27 Drallregler 27 28 Sauggebläse 28 29 Filter 29 30 30
31 Kuhler
31 32 Abgas 32 33 33 34 34 34 34 35 35 36 36 37 37 38 39 39 40 40 41 41 42 42 43
43 44 44 45 45 46 46 47 47 48 48 49 49 50 50 51 51 52 52 53 53 54 54 55 55 56 56
57 57 58 58 59 59 60 60 61 61 62 62 63 63 64 64 65 65
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