DE3145549A1 - Schachtofen zum brennen und sintern von stueckigem gut mit umwaelzgasabsaugung - Google Patents

Schachtofen zum brennen und sintern von stueckigem gut mit umwaelzgasabsaugung

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DE3145549A1
DE3145549A1 DE19813145549 DE3145549A DE3145549A1 DE 3145549 A1 DE3145549 A1 DE 3145549A1 DE 19813145549 DE19813145549 DE 19813145549 DE 3145549 A DE3145549 A DE 3145549A DE 3145549 A1 DE3145549 A1 DE 3145549A1
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Udo 4000 Düsseldorf Humfeldt
Peter Dipl.-Ing. 4630 Bochum Zeisel
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Zeisel Peter Dipl-Ing 4630 Bochum De Humfeld
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WAERMESTELLE STEINE und ERDEN GmbH
Steine & Erden GmbH
Waermestelle Steine und Erden 4000 Duesseldorf GmbH
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Description

  • Schachtofen zum Brennen und Sintern von stückigem
  • Gut mit Umwälzgasabsaugung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und entsprechend gestalteten Schachtofen zum Brennen und Sintern von stückigem Gut, wie Kalkstein, Dolomit, Magnesit, Zement oder dergleichen, mit einer Vorwännzone, einer Gegen- und einer Gleichstrombrennzone, in denen die über mindestens eine Brennkammer in die Gutsäule eingeführten Brenngase den Ofenschacht im Gegen- bzw. Gleichstrom mit dem den Ofenschacht von oben nach unten durchwandernden Brenngut durchströmen, einer Kühlzone, in der nahe dem unteren Ofenende in den Ofenschacht eintretende Kühlluft nach oben strömt, und am Übergang zwischen Brenn- und Kühlzone angeordneten, die Ofenwand durchsetzenden seitlichen Absaugöffnungen zum wenigstens teilweisen Absaugen von aus einem Gemisch der in der Gleichstrombrennzone abwärtsströmenden Brenngase und der in der Kühlzone aufwärtsströmenden Kühlluft bestehenden Umwälzgasen.
  • Es sind zahlreiche Verfahren bekannt, nach denen Brennstoffe über periphere Brennkammern oder auch zentral angeordnete Brennkammern oder Zentralbrenner dem Schachtofen zuführbar sind. Hierbei handelt es sich in aller Regel um Schachtöfen, bei denen Brenngut und Gas ganz oder teilweise während des Brennvorganges in Gegenstrom geführt werden. Den Brennkammern dieser bekannten Schachtöfen wird soviel Verbrennungsluft und außerdem in einigen Fällen auch Abgas zugeführt, daß die Brennkammertemperatur zum Schutz der Ofenausmauerung in den zulässigen Grenzen gehalten werden kann. All diesen bekannten Schachtöfen bzw.
  • Betriebsverfahren haftet der Nachteil an, daß der Wärmebedarf der Schachtöfen dadurch verhältnismäßig hoch ist, daß Gase mit Temperaturen unterhalb der Prozeßtemperatur zugeführt werden müssen.
  • Bei dem gattungsgemäßen Schachtofen werden die aus der Gleichstrombrennzone austretenden Gase zusammen mit der aus der Kühlzone austretenden Kühlluft über seitliche Absaugöffnungen abgesaugt und mit Prozeßtemperatur außen am Ofenumfang radial angeordneten Brennkammern zugeführt, um so die Verbrennungstemperatur herabzusetzen. Wärmetechnisch ist das Absaugen der Gase mit Prozeßtemperatur am günstigsten, da dann die den Gasen zugeführte Wärme insgesamt dem Brennprozeß dient und keine Wärme für das Aufheizen der Gase auf Prozeßtemperatur verbraucht wird.
  • Allen vorstehend beschriebenen Schachtöfen, insbesondere dem gattungsgemäßen, haftet aber beim Einsatz von festen Brennstoffen der Nachteil an, daß sich die Brennstoffasche in den seitlich angeordneten horizontalen Brennkammern ablagern und verfestigen kann. Die Asche läßt sich dann nur während einer Unterbrechung des Ofenbetriebes unter Schwierigkeiten ausbringen, wodurch die Wirtschaftlichkeit der Gesamtanlage sinkt. Sollen die Ascheansätze in Grenzen gehalten werden, so muß die Brennkammertemperatur bei den bekannten Schachtöfen so eingeregelt werden, daß die Asche trocken als Staub ausfällt. In diesem Fall sinkt aber die Ofenleistung, und der Wärmebedarf des Ofens nimmt zu; Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Schachtofen der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß in wirtschaftlicher Weise zum Brennen von stückigem Gut, wie Kalkstein oder dergleichen, unter Umgehung der bisherigen Schwierigkeiten durch Ascheablagerungen unabhängig vom Aschegehalt des Brennstoffes bzw. der Kohle ein Brennstoff mit dem günstigsten Wärmepreis eingesetzt werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Schachtofen der eingangs genannten Art gelöst durch eine im wesentlichen symmetrisch zur Ofenlängsachse und konzentrisch zur Ofenwand angeordnete vertikale, unten offene Zentralbrennkamer, der nahe ihrem oberen Ende oder über ihrem am oberen Ende angeordneten, mit festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen beaufschlagbaren Brenner, durch die Absaugöffnungen abgesaugte Umwälzgase über eine Umwälzgasleitung mit wenigstens einem anschließenden Umwälzgaskanal zuführbar sind.
  • Die Zentralbrennkammer wird über den oben angeordneten kombinierten Brenner mit staubförmigen festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen oder über eine Verbindungsleitung mit den heißen Gasen aus einem Reaktor zum Vergasen fester Brennstoffe oder über Zuführungsorgane z.B.
  • mit Altreifen oder sonstigen festen brennbaren Abfallstoffen oder festen Brennstoffen beaufschlagt. Die Brennstoff-, beispielsweise Kohleasche wird mit den Brenngasen aus der Zentralbrennkammer nach unten ausgetragen und vom Brenngut abtransportiert.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß.der Austritt der Zentralbrennkammer auf dem Niveau des Überganges zwischen der Gleich- und der Gegenstrombrennzone liegt. Weiterhin kann auch vorgesehen sein, daß die Zentralbrennkammer im Bereich der Ofengicht mittels nahe ihrem oberen Ende angreifender, den zwischen Zentralbrennkammer und Ofenwandung gebildeten Ringschacht überbrückender Träger abgestützt ist.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Umwälzgaskanal bzw. die Umwälzgaskanäle unterhalb der Träger den Ringschacht durchsetzt bzw. durchsetzen. Besonders vorteilhaft kann ein Schachtofen nach der Erfindung gekennzeichnet sein durch den Ringschacht zwischen der Ofenwand und der Zentralbrennkammer querende radiale Feuerfestbrücken, die an der Zentralbrennkammer in der Gegenstrombrennzone angreifen.
  • Weiterhin schlägt die Erfindung vor, daß unterhalb der Feuerfestbrücken seitliche Honrizontalbrennkammern oder Injektoren zur Zuführung zusätzlichen Brennstoffes in den Ringschacht einmünden, wobei insbesondere auch vorgesehen sein kann, daß der Umwälzgaskanal bzw; die Umwälzgaskanäle in den Feuerfestbrücken Verläuft bzw. verlaufen.
  • Weiterhin kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die Feuerfestbrücken als die Zentralbrennkammer abstützende Trägerbrücken ausgebildet sind. Eine besondere Ausführungsform der Erfindung ist weiterhin gekennzeichnet durch die Ofenwand im Bereich der Vorwärmzone durchsetzende Abgasöffnungen zum Abziehen eines Teiles der in die Vorwärmzone eintretenden Abgase und Zuführen derselben zu einem Rekuperator zum Vorwärmen der Verbrennungsluft.
  • Eine weitere, besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen oberhalb der Zentralbrennkammer im wesentlichen symmetrisch zur Ofenlängsachse und konzentrisch zur Ofenwand angeordneten vertikalen, unten offenen Absaugzylinder zum Abziehen eines Teiles der in die Vorwärmzone eintretenden Abgase und Zuführen derselben zu einem Rekuperator zum Vorwärmen der Verbrennungsluft. Insbesondere kann dabei, in dem Fall nämlich, daß sowohl Abgasöffnungen als auch ein Absaugzylinder vorgesehen sind, beiden gemeinsam ein einziger Rekuperator zum Vorwärmen der Verbrennungsluft vorgeschaltet sein.
  • Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Absaugzylinder zur Bildung eines Kühlmantels doppelwandig ausgeführt ist. Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß die Zentralbrennkammer zur Bildung eines Kühlmantels als doppelwandiger Hohlzylinder ausgebildet ist.
  • Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schachtofens kann weiterhin gekennzeichnet sein durch einen innerhalb der Zentralbrennkammer angeordneten Leitring zum Zuführen der eintretenden Umwälzgase zum Brenner einerseits und zur Innenwand der Zentralbrennkammer andererseits.
  • Die Erfindung schlägt weiterhin vor, daß im unteren Bereich der Kühlzone im wesentlichen symmetrisch zur Ofen längsachse und konzentrisch zur Ofenwand ein vertikaler, mit oeffnungen versehener Kühlluftzylinder zum Absaugen eines Teiles der in der Kühl zone aufwärtsströmenden Kühlluft angeordnet ist; und daß Einrichtungen zum Zuführen wenigstens eines Teiles der über den Kühlluftzylinder abgesaugten Kühlluft als Verbrennungsluft zu den seitlichen Brennkammern und/oder zur Zentralbrennkammer vorgesehen sind. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, daß die Zentralbrennkammer und die seitlichen Brennkammern zum Einstellen des Luftfaktors in steuerbarem Verhältnis mit aus den Absaugöffnungen und/oder aus dem Kühlluftzylinder stammenden Umwälzgasen bzw. stammender Kühlluft sowie Frischluft als Verbrennungsluft und Abgas beaufschlagbar sind.
  • Die vorzugsweise in wenigstens einer Ebene außen am Ofenumfang verteilt angeordneten peripheren Brennkammern sind mit kombinierten Brennern für feste, flüssige und gasförmige Brennstoffe ausgerüstet, wodurch zur Entlastung de Zentralbrennkammer ein Teil der für den Brennprozeß erforderlichen Brennstoffe einführbar ist. Der Zentralbrennkammer wird zum Begrenzen der Brennkammertemperatur Umwälzgas mit möglichst hoher, am günstigsten aber mit Prozeßtemperatur zugeführt. Die Brennstoff-, beispielsweise Kohleasche wird mit den Brenngasen aus der Zentralbrennkammer nach unten ausgetragen und vom Brenngut abtransportiert.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachstehenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Schachtofens nach der Erfindung im schematischen Schnitt durch die Ofenlängsachse; Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel in der Fig 1 entsprechenden Darstellung; Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel in der den Fig. 1 und 2 entsprechenden Darstellung; Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung in den Fig. 1 bis 3 entsprechender Darstellung; und Fig. 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel in den Fig. 1 bis 4 entsprechender Darstellung.
  • Wie Fig. 1 zeigt, weist der dort wiedergegebene Schachtofen zum Brennen und Sintern von stückigem Gut bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Vorwärmzone 10, eine Gegenstrombrennzone 12, eine Gleichstrombrennzone 14 sowie eine Kühlzone 16 auf, die von oben nach unten durch das im Bereich der Ofengicht 18 eingegebene Brenngut 20 - an der Einfüllstelle sowie auch innerhalb des im ganzen mit 22 bezeichneten Ofenschachtes durch einen Doppelpfeil dargestellt - von oben nach unten durchwandert. Imlerhalb des Ofenschachtes 22 ist im Bereich der Vorwärmzone 10 sowie der Gegenstrombrennzone 12 eine vertikale, unten offene Zentralbrennkammer 24 im wesentlichen symmetrisch zur Längsmittelachse 26 und konzentrisch zur Ofenwand 28 angeordnet, die im Bereich der Ofengicht 18 über nahe ihrem oberen Ende angreifende Träger 30 abgestützt ist, welche den zwischen der Zentralbrennkammer 24 und der Ofenwand 28 gebildeten Ringschacht 32 überbrücken. Unterhalb der Träger 30 führen Umwälzgaskanäle 34, 36, welche die Ofenwand 28 durchsetzen, nahe dem oberen Ende der Zentralbrennkammer 24 in deren Innenraum, innerhalb dessen zentral ein Zentralbrenner 38 angeordnet ist, der wahlweise mit festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen beaufschlagbar ist. Weiterhin kann die Zentralbrennkammer 24 über radiale Feuerfestbrücken 40 mit der Ofenwand 28 in Verbindung stehen, unterhalb derer periphere Brennkammern 42 in die C-egenstrombrennzone 12 münden, die sich von dem Niveau des Austrittes 44 der Zentralbrennkammer 24 nach oben bis zur Vorwärmzone 10 erstreckt (gestrichelt gezeichnet).
  • Der Übergang zwischen der Kühlzone 16 und der Gleichstratibrennzone 14 ist durch die Ofenwand 28 durchsetzende Absaugöffnungen 46 definiert. Die Absaugöffnungen 46 stehen über Injektoren 48 sowie Umwälzgasleitungen 50 mit den Umwälzgaskanäien 34, 36 in Verbindung, so daß also die mittels der Injektoren oder Gebläse 48 über die Absaugöffnungen 46 abgezogenen Umwälzgase, welche aus einem Gemisch von in der Kühlzone 16 aufsteigender Kühlluft und in der Gleichstrombrennzone 14 abwärtsströmenden Brenngasen bestehen, der Zentralbrennkammer 24 als Verbrennungsluft zuführbar sind. Ein Teil der in der Vorwärmzone 10 aufwärtsströmenden Brenngase ist über die Ofenwand 28 in diesem Ofenabschnitt durchsetzende Abgasöffnungen 52 Rekuperatoren 54, 56 zuführbar, in denen die Treibluft 68 für die Injektoren A3 und die aus dem Doppelmantel der Zentralbrennkamner 24 karrmende Mantelkühlluft 70 vorgewanat werden.
  • Die Zentralbrennkammer 24 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als doppelwandiger, außen und innen feuerfest verkleideter Hohlzylinder ausgebildet, der ebenso wie die Träger 30 und auch gegebenenfalls die Feuerfestbrücken 40 mittels hindurchströmender Luft 70 oder eines hindurchströmenden anderen Mediums kühlbar ist.
  • Die im Rekuperator 54 vorgewärmte Mantelkühlluft 70 wird dem Zentralbrenner 38 und der Brennkartrner 42 als Verbrennungsluft zugeführt.
  • Der erfindungsgemäße Schachtofen arbeitet bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wie folgt: Das im Bereich der Ofengicht 18 eingefüllte Brenngut 20 durchwandert als Gutsäule den zwischen der Zentralbrennkammer 24 gebildeten Ringschacht 32 und anschließend den übrigen Teil des Ofenschachtes 22 von oben nach unten. Am Austritt 44 der Zentralbrennkammer 24, deren Brenner 38 beispielsweise mit festem Brennstoff beaufschlagbar ist, dessen Asche auf einfachste Weise mit den Brenngasen aus der Zentralbrennkammer nach unten ausgetragen und vom Brenngut abtransportiert wird, wobei die Verbrennungsluft ganz oder zum Teil aus Umwälzgasen besteht, die am Übergang von Kühlzone 16 und Gleichstrombrennzone 14 über die Absaugöffnungen 46 abgesaugt und über die Injektoren 48, die Umwälzgasleitung 50 und die Umwälzgaskanäle 34, 36 zugeführt werden, treten Brenngase in den Ofenschacht 22 ein, die teilweise in die Gleichstrombrennzone 14 und zum anderen Teil in die Gegenstrombrennzone 12 gelangen. Ein Teil der in der Gegenstrombrennzone 12 aufsteigenden Brenn- bzw. Abgase wird über Abgasöffnungen 52 in den Rekuperator 54, 56 geleitet, wo dieser Teil der abgezogenen Abgase dazu dient, die Treibluft 68 und die Mantelkühlluft 70, die dem Zentralbrenner und den seitlichen Brennkamren 42, (wenn vorhanden) welche beispielsweise öl- oder gasbeheizt sein können, als Verbrennungsluft zugeführt wird, vorzuääuen. Hierdurch wird erreicht, daß die Umwälzgase der Zentralbrennkammer 24 in vorteilhafter Weise mit Prozeßtepeeratur zugeführt und auch die seitlichen Brennkarrrrrn 42 mit vorgewärmter Verbrennungsluft beaufschagt.werden.
  • Die die Zentralbrennkammer 24 unter Überbrückung des Ringschachtes 32 mit der Ofenwand 28 verbindenden Brocken 40 schaffen einen darunterliegenden abstützungsfreien Raum, in den ein Teil der für den Brennprozeß erforderlichen Brennstoffe zur Entlastung der Zentralbrennkammer 24 leicht entweder mittels der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehenen seitlichen Brennkammern 42 oder aber auch direkt mittels Injektoren eingeführt werden kann.
  • Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel enthalten die die Zentralbrennkammer 24 an der Ofenwand 28 abstützenden. Träger sowohl die Umwälzgaskanäle 34 als auch einen Zugang 58 zum Brenner der Zentralbrennkammer 24. Innerhalb der Zentralbrennkammer 24 ist ein Leitring 60 angeordnet, der die eingeführten Umwälzgase einmal in die Flamme und zum anderen an die Brennkammerwand leitet.
  • Fig. 3 zeigt ein wiederum abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Zentralbrennkammer 24 in ähnlicher Weise abgestützt ist wie bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2. Anstatt der dort vorgesehenen Abgasöffnungen 52 wird jedoch ein Teil der in der Vorwärmzone aufwärts strömenden Abgase mittels eines im wesentlichen symmetrisch zur Ofenlängsachse 26 und konzentrisch zur Ofenwand 28 angeordneten vertikalen, unten offenen Absaugzylinders 62 abgezogen und dem Rekuperator 54 zugeführt. Der Absaugzylinder 62 ist natürlich vorzugsweise ebenso wie der Hohlzylinder der Zentralbrennkammer 24 doppelwandig ausgebildet und kann mittels eines geeigneten Kühlmediums, beispielsweise Luft, gekühlt werden.
  • Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel werden die über die Absaugöffnungen 46 abgezogenen Umwälzgase mittels der Injektoren 48 - die auch hier, wie stets, natürlich durch Gebläse ersetzt sein könnten - als Verbrennungsluft durch die Umwälzgaskanäle 34 der Zentralbrennkammer 24 zugeführt. Darüber hinaus jedoch wird ein Teil der in der Kühlzone aufwärts strömenden Kühlluft über öffnungen in einem unteren, im Ofen zentrisch aufgestellten gekühlten doppelwandigen, außen und innen feuerfest verkleideten gekühlten Kühlluft zylinder 64 aus Stahl, mit innenliegendem vertikalen Kanal, durch einen Ventilator 66 abgesaugt und den seitlichen Brennkammern 42 als Verbrennungsluft zugeführt. Die Injektoren 48 werden mit einem Luft-Abgas-Gemisch als Treibmedium betrieben, wodurch insgesamt der Luftfaktor in der Zentralbrennkammer 24 unter 1 abgesenkt wird. In diesem Fall werden die Gleichstrombrennzone 14 und die Gegenstrombrennzone 12 bis zum Niveau der seitlich angeordneten Brennkammern 42 mit reduzierenden Gasen beaufschlagt, wodurch beispielsweise bei Verwendung von schwefelhaltigem Kalkstein als Brenngut der Kalkstein entschwefelt und die Bindung von Brennstoffschwefel an den Kalk verhindert werden kann, so daß sich Kalk mit geringen Schwefelgehalten, wie ihn beispielsweise die Stahlindustrie benötigt, erzeugen läßt.
  • Bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Zentralbrennkammer 24 zum Begrenzen der Verbrennungstemperatur unterstöchiometrisch betreibbar, wobei ein Teil der aus den Absaugöffnungen 46 abgezogenen Umwälzgase den seitlichen Brennkammern 42 zugeführt wird, zusätzlich zu dort einspeisbarer Frischluft. Dementsprechend werden also die seitlichen Brennkammern 42 überstöchiometrisch betrieben, wobei den Injektoren 48 reine Luft als Treibmedium zugeführt werden kann, wodurch der Wärmebedarf des Schachtofens verringert wird. Der aus den seitlichen Brennkammern 42 in den Raum unterhalb der Feuerfestbrücken 40 eintretende Luftüberschuß dient zur vollständigen Verbrennung der im Gegenstrom vom Austritt 4a der Zentralbrennkammer 24 aufwärtsströmenden brennbaren Gasanteile. Wie schematisch bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel skizziert, könnte die Schaltung im übrigen, hinsichtlich der Steuerung der Luftfaktoren in der Zentralbrennkammer 24 einerseits und in den seitlichen Brennkammern 42 andererseits, auch so modifiziert werden, daß die Zentralbrennkammer 24 unterstöchiometrisch mit reiner, möglichst vorgewärmter Frischluft als Verbrennungsluft oder zum Beispiel aus der Kühlzone abgesaugter Kihlluft beaufschlagt wird, so daß also die Umwälzgase aus den Absaugöffnungen 46 ausschließlich den seitlichen Brennkammern 42 zugeführt würden. Der in Fig. 5 dargestellte Ofen arbeitet als Druckofen, was auch bei allen vorangegangenen Abwandlungen des Verfahrens möglich ist.
  • Fig. 1 der Zeichnung läßt im übrigen noch Treibluftleitungen 68 erkennen, über die von einem Treibluftgebläse 69 herangeführte Treibluft über den Rekuperator 56 den Injektoren 48 zuführbar ist. Weiterhin zeigt Fig. 1 eine Mantelkühlluftleitung 70, die über ein Kühlluftgebläse 71 beaufschlagt wird.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung des Erfindungsgedankens in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
  • B ZUG Z CH NL T (LIST OF R F REN E NUM RAL ) 1 1 2 2 3 3 4 4 @ 5 6 6 7 7 8 8 9 10 Vorwarmzone 10 11 11 12 Gegenstrombrennzone 12 13 14 Gleichstrombrennzone 14 15 15 16 Kuhlzone 16 17 17 18 Ofengicht ~ 18 19 19 20 Brenngut 20 21 22 Ofenschacht 22 23 23 24 Zentralbrennkammer 24 25 25 26 Ofenlangsachse 26 27 27 28 Ofenwand 28 29 29 30 Träger 30 31 31 32 Ringschacht 32 33 33 34 Umwälzgaskanal 34 35 35 36 Umwälzgaskanal 36 37 37 38 Zentralbrenner 38 39 39 40 Feuerfestbrücke ~ 40 41 41 42 Brennkammer 42 43 43 44 Austritt 44 45 45 46 Absaugöffnung 46 47 47 48 Injektor 48 49 49 50 Umwälzgasleitung 50 51 51 52 Abgasöffnung 52 53 53 54 Rekuperator 54 55 55 56 Rekuperator 56 57 53 Zugang 58 59 59 60 Leitring 60 61 61 62 Absaugzylinder 62 63 63 64 Kühlluftzylinder 64 65 65 Ventilatoren 66 67 67 68 Treibluftleitung 68 69 69 70 Mantelkuhlluftleltung 70 71 Kuhlluftgeblase 71 72 73 74 75 75 76 76 77 77 78 78 79 79 Bo 80 81 82 82 83 83 84 84 85 85 86 86 87 87 88 88 89 89 90 90 91 91 92 92 93 93 94 94 95 95 96 96 97 97 98 98 99 99 100 100 L e e r s e i t e

Claims (20)

  1. ANSPRÜCHE 1. Schachtofen zum Brennen und Sintern von stückigem Gut, wie Kalkstein, Dolomit, Magnesit, Zement oder dergleichen, mit einer Vorwärmzone, einer Gegen- und einer Gleichstrombrennzone, in denen die über mindestens eine Brennkammer in die Gutsäule eingeführten Brenngase den Ofenschacht im Gegen- bzw. Gleichstrom mit dem den Ofenschacht von oben nach unten durchwandernden Brenngut durchströmen, einer Kühlzone, in der nahe dem unteren Ofenende in den Ofenschacht eintretende Kühlluft nach oben strömt, und am Übergang zwischen Brenn- und Kühlzone angeordneten, die Ofenwand durchsetzenden seitlichen Absaugöffnungen zum wenigstens teilweisen Absaugen von aus einem Gemisch der in der Gleichstrombrennzone abwärtsströmenden Brenngase und der in der Kühlzone aufwärtsströmenden Kühlluft bestehenden Umwälzgasen, gekennzeichnet durch eine im wesentlichen symmetrisch zur Ofenlängsachse (26) und konzentrisch zur Ofenwand (28) angeordnete vertikale, unten offene Zentralbrennkammer (24), der nahe ihrem oberen Ehue oder ihrem oben angeordneten, mit festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen beaufschlagbaren Brenner (38) durch die Absaugöffnungen (46) abgesaugte Umwälzgase über eine Umwälzgasleitung (50) mit wenigstens einem anschließenden Umwälzgaskanal (34, 36) zuführbar sind.
  2. 2. Schachtofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Austritt (44) der Zentralbrennkammer (24) auf dem Niveau des Überganges zwischen der Gleich-(14) und der Gegenstrombrennzone (12) liegt.
  3. 3. Schachtofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralbrennkammer (24) im Bereich der Ofengicht (18) mittels nahe ihrem oberen Ende angreifender, den zwischen Zentralbrennkammer (24) und Ofenwandung (28) gebildeten Ringschacht (32) überbrückender Träger (30) abgestützt ist.
  4. 4. Schachtofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umwälzgaskanal bzw. die Umwälzgaskanäle (34, 36) unterhalb der Träger (30) den Ringschacht (32) durchsetzt bzw. durchsetzen.
  5. 5. Schachtofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Ringschacht (32) zwischen der Ofenwand (28) und der Zentralbrennkammer (24) querende radiale Feuerfestbrücken (40), die an der Zentralbrennkammer (24) in der Gegenstrombrennzone (12) angreifen.
  6. 6. Schachtofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Feuerfestbrücken (40) seitliche Horizontalbrennkammern (42) oder Injektoren zur Zuführung zusätzlichen Brennstoffes in den Ringschacht (32) einmünden.
  7. 7. Schachtofen nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Umwälzgaskanal bzw. die Umwälzgaskanäle (34, 36) in den Feuerfestbrücken (40) verläuft bzw. verlaufen.
  8. 8. Schachtofen nach einem der Ansprüche 5 bis 7 und Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuerfestbrücken (40) als die Zentralbrennkammer (24) abstützende Trägerbrücken ausgebildet sind.
  9. 9. Schachtofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Ofenwand (28) im Bereich der Vorwärmzone (10) durchsetzende Abgasöffnungen (52) zum Abziehen eines Teiles der in die Vorwärmzone eintretenden Abgase und Zuführen derselben zu einem Rekuperator (54, 56) zum Vorwärmen der Verbrennungsluft.
  10. 10. Schachtofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen oberhalb der Zentralbrennkammer (24) im wesentlichen symmetrisch zur Ofenlängsachse (26) und konzentrisch zur Ofenwand (28) angeordneten vertikalen, unten offenen Absaugzylinder (62) zum Abziehen eines Teiles der in die Vorwärmzone eintretenden Abgase und Zuführen derselben zu einem Rekuperator (54, 56) zum Vorwärmen der Verbrennungsluft.
  11. 11. Schachtofen nach Anspruch 9 und 10, gekennzeichnet durch einen den Absaugöffnungen (46)und dem Absaugzylinder (62) zugeordeter. gemeinsamen Rekuperator (54, 56) zum Vorwärmen der Verbrennungsluft.
  12. 12. Schachtofen nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Absaugzylinder (62) zur Bildung eines Kühlmantels doppelwandig ausgeführt ist.
  13. 13. Schachtofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralbrennkammer (24) zur Bildung eines Kühlmantels als doppelwandiger Hohlzylinder ausgebildet ist.
  14. 14. Schachtofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen innerhalb der Zentralbrennkammer (24) angeordneten Leitring (60) zum Zuführen der eintretenden Umwälzgase zum Brenner (38) einerseits und zur Innenwand der Zentralbrennkammer andererseits.
  15. 15. Schachtofen nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Bereich der Kühlzone (16) im wesentlichen symmetrisch zur Ofenlängsachse (26) und konzentrisch zur Ofenwand (28) ein vertikaler, mit Öffnungen versehener Kühlluftzylinder (64) zum Absaugen eines Teiles der in der Kühlzone aufwärtsströmenden Kühlluft angeordnet ist; und daß Einrichtungen (66) zum Zuführen wenigstens eines Teiles der über den Kühlluftzylinder (64) abgesaugten Kühlluft als Verbrennungsluft zu den seitlichen Brennkammern (42) und/oder zur Zentralbrennkammer (24) vorgesehen sind.
  16. 16. Schachtofen nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralbrennkammer (24) und die seitlichen Brennkammern (42) zum Einstellen des Luftfaktors in steuerbarem Verhältnis mit aus den Absaugöffnungen (46) und/oder aus dem Kühlluftzylinder (64) stammenden Umwälzgasen bzw. stammender Kühlluft sowie Frischluft als Verbrennungsluft und Abgas beaufschlagbar sind.
  17. 17. Schachtofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Injektoren als Treibmedium ein Gemisch aus Abgas und Luft zuführbar ist, welches im Rekuperator (54, 56) vorwärmbar ist.
  18. 18. Schachtofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralbrennkammer (24) zum Begrenzen der Verbrennungstemperatur unterstöchiometrisch betreibbar ist und die zwischen Gleichstrombrennzone und Kühlzone abgesaugten Umwälzgase den peripher angeordneten Brennkammern (42) zuführbar sind.
  19. 19. Schachtofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralbrennkammer (24) über eine Verbindungsleitung die heißen Gase eines Reaktors zum Vergasen fester Brennstoffe zuführbar sind.
  20. 20. Schachtofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralbrennkammer über ein abdichtendes Zuführungsorgans Altreifen oder sonstige feste Brennstoffe aufgebbar sind.
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