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Titel:
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Verfahren und Gleichstrom-Regenerativ-Schachtofen zum Brennen von
Kalkstein und ähnlichen mineralischen Rohstoffen
Verfahren und Gleichstrom-Regenerativ-Schachtofen
zum Brennen von Kalkstein und ähnlichen mineralischen Rohstoffen Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Brennen von Kalkstein und ähnlichen mineralischen Rohstoffen in
einem Gleichstrom-Regenerativ-Schachtofen mit drei miteinander verbundenen Schächten,
von denen wechselweise ein Schacht als Brenn- oder Gleichstromschacht und zwei Schächte
als Abzug- oder Gegenstromschächte betrieben werden.
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Bekannte, nach dem Gleichstrom-Regenerativ-Verfahren arbeitende Schachtöfen
zum Brennen von Kalkstein oder ähnlichen mineralischen Rohstoffen zeichnen sich
dadurch aus, dass die beim Brennen entstehenden Brenngase immer in einem Schacht
parallel mit der Schüttung nach unten strömen und mindestens in einem weiteren Schacht
im Gegenstrom zur Schüttung aus der Ofenanlage abziehen. Diese Betriebsweise ist
unabhängig davon, ob es sich um einen Schachtofen mit zwei oder drei Schächten handelt.
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Bei den bekannten Schachtöfen mit drei Schächten sind die Schächte
entweder mit rechteckigen oder kreisrunden Schachtquerschnitten gebaut worden, wobei
die Schächte sternförmig angeordnet sind, wie dies z.B. in der Zeitschrift "Zement-Kalk-Gips"
Nr. 6/1970, Seite 280, Bild 5, gezeigt oder in der AT-Patentschrift Nr. 314 408
beschrieben ist. Diese Schachtöfen werden in der Weise betrieben, dass immer ein
Schacht als Brennschacht und die beiden anderen Schächte als Abzugschächte für die
Rauchgase dienen. Das Brennen der Rohstoffe erfolgt demnach in einem 3-Takt-Zyklus,
der sich
dann wiederholt, wenn jeder Schacht nacheinander als Brennschacht
betrieben wurde.
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Alle bekannten Schachtöfen mit drei Schächten besitzen am Ende der
Brennzone seitlich angeordnete Ueberströmkanäle, durch die die Rauchgase vom Brennschacht
in die beiden Abzug- oder Gegenstromschächte übergeführt werden. Der Nachteil dieser
seitlichen Ueberströmkanäle und damit der Schachtöfen dieser Art besteht darin,
dass sich der Staub aus den Rauchgasen bei bestimmten Temperaturen am feuerfesten
Mauerwerk der Ueberströmkanäle absetzt. Dort bleibt er haften und kann sich so zu
Ansätzen ausbilden, die eine Behinderung für die Strömung darstellen. Diese Ansätze
können auch die Ursache zu einer ungleichmässigen Verteilung der Rauchgase sein
und dadurch zu einer ungleichmässigen Qualität des gebrannten Kalkes führen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren der eingangs beschriebenen
Art so auszugestalten, dass eine günstige gegenseitige Anordnung der Schächte ermöglicht
wird, derart, dass einerseits die für die Ueberführung der Brenngase erforderlichen
Ueberströmkanäle direkt und sehr kurz ausgeführt werden können und dadurch das Absetzen
von Staub weitgehend verhindert wird sowie andererseits im Bereich dieser direkten
Ueberströmkanäle aussen an den senkrechten Schachtwänden leicht zugängliche Oeffnungen
für die Beobachtung der Schüttung, das Stochern und den Einbau von Messgeräten angeordnet
werden können.
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Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass das Brennen
in einem 2-Takt-Zyklus durchgeführt wird, wobei bei dem ersten Takt nur ein Schacht
als Brennschacht und zwei Schächte als Abzugschächte für die Rauchgase und bei dem
zweiten Takt zwei Schächte als Brennschächte und ein
Schacht als
Abzugschacht betrieben werden.
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Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird ein Gleichstrom-Regenerativ-Schachtofen
mit drei, in eine Vorwärm-, eine Brenn- und eine Kühlzone aufgeteilten Schächten
verwendet, bei dem erfindungsgemäss die drei Schächte in Reihe nebeneinander angeordnet
sind.
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Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
nachfolgend beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Vertikalschnitt eines schematisch
dargestellten Gleichstrom-Regenerativ-Schachtofens mit drei Schächten und Fig. 2
einen Schnitt längs der Linie II - II in Fig. 1.
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Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Schachtofen weist einen grossen Mittelschacht
1 auf, an den an beiden Seiten je ein kleiner Aussenschacht 2, 3 anschliesst. Wie
aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Querschnitt des Mittelschachtes 1 quadratisch
und derjenige der aussenliegenden Schächte 2, 3 rechteckig, wobei jedoch zweckmässig
eine Seite der drei Schächte 1, 2, 3 gleiche Länge aufweist, siehe Fig. 2. Der Querschnitt
jedes aussenliegenden Schachtes 2, 3 beträgt die Hälfte des Querschnittes des Mittelschachtes
1. Dadurch, dass die Schächte 1, 2, 3 in Reihe angeordnet sind, ist es möglich,
den grossen Mittelschacht 1 mit den aussenliegenden Schächten 2, 3 durch je eine
direkte, kurze Ueberströmung zu verbinden. Durch die kurze Ausführung der Ueberströmung
kann das Absetzen des Staubs weitgehend vermieden werden.
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Aber auch dann, wenn sich daraus Ansätze ausbilden sollten, können
diese, wie noch beschrieben wird, leicht abgestossen
werden, so
dass der Ofenausnützungsgrad praktisch nicht herabgesetzt wird.
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In Fig. 1 ist die Unterteilung der Schächte 1, 2, 3 dargestellt. Im
oberen Schachtbereich befindet sich die Vorwärmzone A, deren Abgrenzung zur anschliessenden
Brennzone B durch die Mündungen von in der Vorwärmzone A aufgehängten, mit Brennstoffzufuhrleitungen
versehenen Brennstofflanzen 4 gebildet wird. An die Brennzone B schliesst eine Kühlzone
C an, in der das gebrannte Gut gekühlt wird.
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Der in Fig. 1 und 2 dargestellte 3-Schachtofen wird in einem 2-Takt-Zyklus
betrieben, d.h. beim ersten Takt ist der grosse Mittelschacht 1 Brennschacht, während
die beiden aussenliegenden kleineren Schächte 2, 3 die Abzugschächte bilden. Ist
dieser Brenntakt beendet, wird der Mittelschacht 1 Abzugschacht, während die beiden
aussenliegenden Schächte 2, 3 nun die Brennschächte sind.
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In Fig. 1 ist derjenige Brenntakt angegeben, bei dem der grosse Mittelschacht
1 befeuert wird. Bei diesem treten die als Pfeil 5 angedeutete Verbrennungsluft
und der Brennstoff durch die Brennstofflanzen 4 von oben in den Schacht ein.
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Die durch die Befeuerung des Mittelschachtes 1 entstehenden Rauchgase
vermischen sich mit dem entsäuerten Rest-Kohlendioxyd (CO2) aus dem Kalkstein und
strömen je zur Hälfte in die beiden aussenliegenden Schächte 2, 3 ab, durchströmen
und erwärmen die darin befindliche Schüttung und ziehen als schematisch dargestellter
Pfeil 7 aus der Gicht der Schächte 2, 3 ab. Gleichzeitig wird Kühlluft, die als
Pfeil 6 bezeichnet ist, von unten in die Schächte 1, 2, 3 eingeführt. Am oberen
Ende der Kühlzone C mischt sich die Kühlluft 6 mit den Rauchgasen und strömt mit
diesen durch die Abzugschächte 2, 3 ab.
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Für die Durchführung des nachfolgenden Brenntaktes werden die Verbrennungsluft,
der Brennstoff und die Rauchgase umgesteuert und der Mittelschacht 1 mit Kalkstein
beschickt.
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Hierbei werden die beiden aussenliegenden Schächte 2, 3 mit je 50%
der Brennstoffmenge des grossen Mittelschachtes 1 beaufschlagt. Bei diesem Brenntakt
strömen die Rauchgase aus den beiden aussenliegenden Schächten 2, 3 über die direkten
Ueberströmungen in den grossen Mittelschacht 1 über. Nach Beendigung dieses Brenntaktes
ist der Zyklus beendet, und es beginnt ein neuer Zyklus mit dem in Fig. 1 dargestellten
ersten Brenntakt.
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In Fig. 1 sind zwischen dem Mittelschacht 1 und den aussenliegenden
Schächten 2, 3 in der Kühlzone C Trennwände angeordnet. Beim grossen Mittelschacht
1 ist in seiner Mitte eine weitere Trennwand 10 vorgesehen. Die Trennwände 9, 10
dienen der gleichmässigeren Dosierung der Kühlluft 6 zu den einzelnen Schächten
1, 2, 3.
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Da die Ueberströmungen zwischen den Aussenwänden der Schächte angeordnet
sind, können Schau-, Mess- und Stocheröffnungen 11 in den Ofenwänden vorgesehen
werden.
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Die Reihenanordnung der Schächte 1, 2, 3 könnte auch auf eine Anordnung
mit drei zentrisch angeordneten Schächten angewandt werden. Zwar könnten auch bei
einer solchen Ausführung die Ueberströmungen sehr kurz und direkt vorgesehen werden,
jedoch wären sie praktisch nicht zugänglich, wie dies auch beim bekannten 2-Schachtofen
mit zentrisch angeordneten Schächten der Fall ist. Als weiterer Vorteil des erfindungsgemässen
Schachtofens wäre noch zu nennen, dass im Vergleich mit einem 2-Schachtofen mit
den Schachtabmessungen der aussenliegenden Schächte die doppelte Produktion bei
geringerem baulichen Aufwand erreicht wird.