DE3409727C2

DE3409727C2 - Verfahren zum Brennen und Sintern von stückigem Gut, wie Kalkstein oder Dolomit

Info

Publication number: DE3409727C2
Application number: DE3409727A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 4630 Bochum Zeisel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-03-16
Filing date: 1984-03-16
Publication date: 1990-03-29
Also published as: DE3409727A1; JPS61501446A; ATA900685A; GB2168690B; WO1985004163A1; AT384419B; GB2168690A; GB8527323D0; US4662841A

Abstract

Verfahren zum Brennen und Sintern von stückigem Gut, wie Kalkstein, Dolomit u. dgl., in einem öl-, gas- oder kohlenstaubbeheizten Schachtofen, bei dem das Gut nacheinander eine Vorwärmzone, eine Brennzone und eine Kühlzone durchwandert und bei dem an dem oberen Ende der Kühlzone die diese Zone von unten nach oben durchströmende Kühlluft abgesaugt und dem Brenner erwärmte Brennluft zugeführt wird, gekennzeichnet durch Führen der dem Brenner zugeführten Brennluft durch einen von der aufgewärmten Kühlluft gespeisten Rekuperator sowie Vorrichtung zu seiner Durchführung.

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zum Brennen und Sintern von stückigem Gut, wie Kalkstein oder Dolomit, in einem öl-, gas- oder kohlenstaubbeheizten Schachtofen, bei dem das Gut nacheinander eine Vorwärmzone, eine Brennzone und eine Kühlzone durchwandert und bei dem an dem oberen Ende der Kühlzone die diese Kühlzone von unten nach oben durchströmende Kühlluft zum größten Teil abgesaugt und dem Brenner erwärmte Brennluft zugeführt wird.
Bei dem aus der DE-AS 27 05 710 bekannten gattungsgemäßen Verfahren wird aus dem Schachtofen der größte Teil der aufsteigenden Kühlluft abgesaugt, in einem Rekuperator weiter aufgeheizt und anschließend als Brennluft der Brennzone des Schachtofens wieder zugeführt. Der Rekuperator wird mit Abgasen aus der Brennzone des Schachtofens aufgeheizt. Zwar ist das bekannte Verfahren bezüglich der Wärmebilanz günstig, doch resultieren aus der Verfahrensführung Nachteile für den Brenn- und Sintervorgang, die sich ungünstig auch auf die Produktqualität auswirken. Tatsächlich bringt die Kühlluft, die aus der Kühlzone abgesaugt wird, unterschiedlich Wärmemengen an fühlbarer Wärme mit. Auch wird bei der Kühlung Sauerstoff verbraucht. Es ist daher im Rahmen der bekannten Maßnahmen nicht möglich, den Brennern, die sich ebenfalls im lnneren des Schachtofens befinden, Verbrennungsluft zuzuführen, deren Temperatur genau eingestellt ist und die einen kontrollierten Sauerstoffgehalt aufweist. Hinzu kommt, daß der Volumenstrom der im Schachtofen verbleibenden und von der Kühlzone in die Brennzone aufsteigenden Kühlluft von dem Widerstandsbeiwert der Schachtofenbeschickung abhängt und Schwankungen unterliegt. lm Ergebnis führt all dies dazu, daß die Betriebsparameter des Brenn- oder Sintervorganges in der Brennzone des Schachtofens nicht genau eingestellt und eingehalten werden können.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren zum Brennen und Sintern von stückigem Gut mit Wärmerückgewinnungsmaßnahmen auszubilden, die sich nicht auf die Einstellung und Einhaltung der den Brenn- und Sintervorgang beeinflussenden Betriebsparameter auswirken. Spezieller besteht die Aufgabe darin, das gattungsgemäße Verfahren so weiter auszubilden, daß nicht nur der Wärmeinhalt der Kühlluft weitestgehend genutzt wird, sondern gleichzeitig eine kontrollierte Einstellung der Temperatur in der Brennzone des Schachtofens möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die abgesaugte Kühlluft durch einen Rekuperator geführt wird, in dem ein Teil des Wärmegehaltes der Kühlluft auf die durch den Rekuperator geführte Brennluft abgegeben wird, daß bei hoher Temperatur der Kühlluft ein Teil dieser Kühlluft über eine den Rekuperator überbrückende Bypassleitung geführt wird, daß die abgesaugte Kühlluft vor Eintritt in den Rekuperator vorgewärmt wird, wenn sie die zur Erwärmung der Brennluft erforderliche Temperatur nicht aufweist, und daß die Menge der in den Ofen eintretenden Kühlluft und die Menge der aus dem Ofen abgesaugten Kühlluft gemessen und die Differenz dieser Mengen auf einen konstanten Wert geregelt werden. - Die Brennluft wird so weit vorgewärmt, daß die erforderliche Temperatur in der Brennzone des Schachtofens erreicht wird. Durch rekuperativen Wärmeaustausch wird die für die Vorwärmung erforderliche Energie der Kühlluft entnommen. Einerseits durch die Teilstrommengenregelung der durch den Rekuperator geführten Kühlluftmenge und andererseits durch die Vorwärmung der aus dem Schachtofen abgesaugten Kühlluft, wenn die nutzbare Wärmemenge der abgesaugten Kühlluft zu klein ist, wie etwa bei Beginn des Brennprozesses, ist die Vorwärmtemperatur der Brennluft unabhängig von allen Betriebsschwankungen des Brenn- und Sinterverfahrens. lm Unterschied zu dem bekannten gattungsgemäßen Verfahren ist einerseits die Brennluft bezüglich Menge, Zusammensetzung und Temperatur und andererseits auch die Menge der im Schachtofen verbleibenden und von der Kühlzone in die Brennzone aufsteigenden Kühlluft unabhängig von den im Schachtofen ablaufenden Vorgängen einstellbar. Dies führt zu einer äußerst stabilen Betriebsweise in der Brennzone. Der rekuperative Wärmeaustausch zwischen Kühlluft und Brennluft vermeidet fernerhin, daß den Brennern staubhaltige Luft, die zu Verstopfungen der Brennerdüsen führen kann, zugeleitet wird.
Eine bevorzugte Verfahrensführung ist dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Rekuperator und/oder über die den Rekuperator überbrückende Bypassleitung geführte Kühlluft in einem Trockner zum Trocknen des dem Schachtofen aufzugebenden Gutes verwendet wird. Bei dieser Verfahrensführung wird eine noch weitergehende Verbesserung der Energiebilanz des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht. Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß die Brennluft mit Sauerstoff angereichert wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Die einzige Figur zeigt das Verfahrensschema des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das in der Figur dargestellte Verfahren dient zum Brennen und Sintern von stückigem Gut, wie Kalkstein oder Dolomit, in einem öl-, gas- oder kohlenstaubbeheizten Schachtofen, der mit Vorwärmzone, Brennzone und Kühlzone ausgebildet ist.
Das aus der Aufbereitung in Form von feuchten Pellets angelieferte zu brennende und zu sinternde Gut wird mittels eines Becherwerkes über eine Schleuse 1 falschluftfrei dem Schachttrockner 2 aufgegeben. Die Pellets durchwandern den Trockenschacht und werden am unteren Ende über eine Schleuse 3 und ein Sieb 4 dem Becherwerk 5 aufgegeben und der Schleuse 12 des Schachtofens 6 zugeführt.
Das mittels des Becherwerkes 5 über die Schleuse 12 in den Schachtofen 6 zum Brennen und Sintern eingebrachte getrocknete stückige Gut gelangt zunächst in die Vorwärmzone 13, in dem dieses im Gegenstrom von den Abgasen der Sinterzone 14 auf Sintertemperatur erwärmt wird. Anschließend durchwandert das Gut die Sinterzone, die mehrere übereinander angeordnete Ebenen mit jeweils mehreren Brennern 16 aufweist.
In der Kühlzone 15 geben die Pellets ihre Wärme im Gegenstrom an die Kühlluft V ₁ ab, die mittels eines Kapselgebläses 19 in den unteren Bereich der Kühlzone eingeblasen wird. Am unteren Ende der Kühlzone 15 wird das gebrannte Gut von einem umlaufenden Stößel 17 über einen Tisch in das darunter befindliche Silo befördert. Aus diesem Silo werden die Pellets über eine Schleuse 18 falschluftfrei abgezogen. Die von dem Kapselgehäuse 19 im Bereich der Austragung in den Ofen gedrückte Kühlluft V ₁ durchströmt die Kühlzone 15 und tritt zum größten Teil am oberen Ende der Kühlzone 15 über mehrere Öffnungen 20 im Mantel des Schachtofens aus und wird in einer Ringleitung 21 gesammelt. Die Menge der in den Ofen eintretenden Kühlluft V ₁ und die Menge der aus dem Ofen abgesaugten Kühlluft V ₂ wird gemessen und die Differenz dieser Menge wird auf einen konstanten Wert geregelt. Von der Ringleitung 21 wird die aus dem Schachtofen abgesaugte Kühlluft V ₂ zunächst durch einen Luftvorwärmer 22 und sodann durch einen Rekuperator 7 geführt, in dem ein Teil des Wärmegehaltes der abgesaugten Kühlluft V ₂ auf die mittels eines Kapselgebläses 25 durch den Rekuperator 7 geführte Brennluft V ₃ abgegeben wird.
Der Wärmegehalt der abgesaugten Kühlluft V ₂ wird genutzt, indem ein Teil dieser Wärmemenge in dem Rekuperator an die Brennluft V ₃ abgegeben wird. Sollte die Wärmemenge der Kühlluft V ₂ zum Aufwärmen der Brennluft V ₃ auf die gewünschte Temperatur nicht ausreichen, wie dies etwa bei Beginn des Brennprozesses der Fall sein wird, so wird die abgesaugte Kühlluft V ₂ in dem Luftvorwärmer 22 auf die Temperatur gebracht werden, die erforderlich ist, um in dem Rekuperator die Brennluft V ₃ auf die gewünschte Temperatur zu erwärmen. Der Luftvorwärmer 22 kann auch zwischen Rekuperator 7 und Brenner 16 geschaltet sein, so daß die Brennluft V ₃ direkt auf die gewünschte Temperatur gebracht wird.
Wenn der Wärmegehalt der abgesaugten Kühlluft V ₂ den zum Aufwärmen der Brennluft V ₃ erforderlichen Wärmegehalt übersteigt, so wird ein Teilstrom über eine Bypassleitung 24 an dem Rekuperator 7 vorbeigeleitet.
Das Ausführungsbeispiel zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Rekuperator 7 und/oder über die den Rekuperator 7 überbrückende Bypassleitung 24 geführte Kühlluft in einem Trockner 2 und Trocknen des dem Schachtofen 6 aufzugebenden Gutes verwendet wird. Die Kühlluft V ₂ wird zunächst durch Zumischen von Trockenfrischluft V&sub6;, die von einem Ventilator 8 angeliefert wird, auf die zulässige Trockeneintrittstemperatur gekühlt und anschließend als Trockenluft V ₇ in den Schachttrockner 2 geführt. Die aus dem Schachttrockner 2 austretende Trockenabluft V ₈ wird mit den Schachtofenabgasen V ₅ über eine Entstaubung 9 mit vorgeschaltetem Zyklon 10 gereinigt und vom Abgasventilator 11 einem Kamin zugeführt.
Die im Schachtofen aufsteigende Verbrennungsluft wird in der Vorwärmzone 13 des Schachtofens durch Wärmeabgabe an das Beschickungsmaterial abgekühlt und oberhalb der Vorwärmzone als Abgas aus dem Schachtofen abgeführt. lm Ausführungsbeispiel ist die Vorwärmzone 13 des Schachtofens 6 durch Öffnungen im Ofenmantel in eine untere und obere Vorwärmzone geteilt. Die untere Vorwärmzone wird von der gesamten Abgasmenge, die obere Vorwärmzone nur von einer Abgasteilmenge durchströmt. Die von der oberen Vorwärmzone abgetrennte Abgasteilmenge wird mit hoher Temperatur über die Öffnungen in eine Ringleitung 26 abgeführt und anschließend mit den am Ofenkopf austretenden Abgasen vermischt. Die gesamte Abgasmenge wird vom Ventilator 11 zur Entstaubung 9 gesaugt.

Claims

1. Verfahren zum Brennen und Sintern von stückigem Gut, wie Kalkstein oder Dolomit, in einem öl-, gas- oder kohlenstaubbeheizten Schachtofen, bei dem das Gut nacheinander eine Vorwärmzone, eine Brennzone und eine Kühlzone durchwandert und bei dem an dem oberen Ende der Kühlzone die diese Kühlzone von unten nach oben durchströmende Kühlluft zum größten Teil abgesaugt und dem Brenner erwärmte Brennluft zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die abgesaugte Kühlluft durch einen Rekuperator (7) geführt wird, in dem ein Teil des Wärmegehaltes der Kühlluft auf die durch den Rekuperator (7) geführte Brennluft (V ₃) abgegeben wird, daß bei hoher Temperatur der Kühlluft ein Teil dieser Kühlluft über eine den Rekuperator (7) überbrückende Bypassleitung (24) geführt wird, daß die abgesaugte Kühlluft vor Eintritt in den Rekuperator (7) vorgewärmt wird, wenn sie die zur Erwärmung der Brennluft erforderliche Temperatur nicht aufweist, und daß die Menge der in den Ofen (6) eintretenden Kühlluft und die Menge der aus dem Ofen (6) abgesaugten Kühlluft gemessen und die Differenz dieser Mengen auf einen konstanten Wert geregelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Rekuperator (7) und/oder über die den Rekuperator (7) überbrückende Bypassleitung (24) geführte Kühlluft in einem Trockner (2) zum Trocknen des dem Schachtofen (6) aufzugebenden Gutes verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennluft (V ₃) mit Sauerstoff angereichert wird.