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Verfahren und Vorrichtung zur Beheizung von Drehöfen mit Vorfeuerung.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Beheizung von Drehöfen mit Vorfeuerung,
die mit gasarinein, s taubförinigein Brennstoff, beispielsweise Anthrazit, betrieben
«-erden.
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Gemäß der Erfindung wird der Brennstoff in einem Strahl in die mit
dem Austrittsende des Ofens verbundene Vorfeuerung geblasen. geht zunächz t von
oben nach unten in der Richtung auf das heiße Brenngut, das. nachdem es das Ofenr
olir verlassen hat, über den Boden der Vorfeuerung abgeführt wird, kehrt dann seine
Richtung um und wird in die höher als der I:nikehrpunkt liegende Trommel gezogen.
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Drehöfen mit Vorfeuerung sind bereits vorgeschlagen worden, es ist
aber bei solchen Öfen neu, den Brennstoffstrahl auf seinem Wege durch die Vorfeuerung
in der beschriebenen Weise zu führen. Der Betrieb von Drehöfen finit gasarmem Brennstoff
galt bisher nicht als durchführbar. weil es nicht möglich war, jeder Zone des Ofens
die richtige Länge zii geben. Bei Zementöfen beispielsweise unterscheidet man drei
Tenipera.-turzonen in der Trommel. die Trockenzone, die Entsäuerungszone und die
Klinkerzone. Bedingung für gutes Arbeiten ist nicht nur, daß die Temperatur in den
einzelnen Zonen dein Zweck der Zonen entsprechend abgestuft wird, daß also die Trockenzone
die kühlste, die Klinkerzone die heißeste ist, sondern auch. claß jede Zone die
richtige Länge hat. Bei der Verwendung gasarmer Brennstoffe mußte bisher, um eine
vollständige '\'erbrennung zu erzielen, die am Vorderende der Trommel gelegene heißeste
Zone, bei Zementöfen die Klinkerzonc. im Vergleich zu den beiden anderen Zonen unverhältnismäßig
lang gemacht werden. Dadurch werden die beiden anderen Zonen zu kurz, und man ist
genötigt, um trotzdem eine ausreichende Einwirkung auf das Brennfit zu erzielen.
die Durchsatzgeschwindigkeit erliehlich zu verringern, wodurch natürlich auch (las
Ausbringen des Ofens zu gering wird.
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Die Vorlcuerung gein;iLi der Erfindung niit der beschriebenen Führung
des Brennstoffstrahl: auf einem langen Wege ermöglicht, den gasarmen Brennstoff
vor dein Eintritt in die Klinkerzone der Trommel vollständig zu entflammen, so daß
die Klinkerzone nicht zur Entflanimung finit herangezogen zu werden braucht. Demnach
erhält die Klinkerzone keine übermäßige Länge auf Kosten der beiden anderen Zonen,
sondern jede Zone erhält die richtige Länge, und der Ofen kann mit normaler Durchsatzgescbwindigkeit
arbeiten.
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Die Richtungsänderung- der Flamme erfolgt in der -Nähe des sehr heißen
Gutes, so daß der frisch eintretende Brennstoff nicht nur aus der Flamme, sondern
auch aus dem Gut Wärme aufnimmt. Dadurch wird nicht nur die Verbrennung so beschleunigt,
daß sie vollendet ist, ehe die Gase in den Ofen eintreten, sondern auch der frisch
eintretende Brennstoff ständig entzündet und weiterverbrannt. Die Zone der höchsten
Temperatur befindet sich gerade am Austrittsende des Ofens, so daß alle seine Zonen
die richtige Lage haben und der Ofen die Höchstleistung aufbringt.
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Ein Ofen zur Durchführung des Verfahrens wird so ausgebildet, daß
der Boden der Vorfeuerung vom Austrittsende des Ofens abwärts geneigt ist, so daß
das Gut, beispielsweise Klinker, von selbst abrutscht. Eine senkrechte Brennerdüse
fördert den Brennstoff in die Vorfeuerun'-. Der Brenner ist so angeordnet, daß der
Brennstoflstralil an der dem Austrittsende des Ofens gegenüberliegenden Wand der
Torfeuerung annähernd senkrecht nach unten strömt. Er trifft zunächst auf den Klinker,
wird von ihm nach oben abgelenkt und teilweise, ini Gegenstrom zu seiner Austrittsrichtung,
in das Austrittsende des Ofens geleitet. Iii der Gegenstromzone gibt die Flamme
Wärme an den eintretenden Brennstoffstrahl ab. Außer-(lern wird der Brennstoffstrahl
durch seine Berührung finit dein Klinker vorgewärmt.
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Der. Hauptlufteinlaß befindet sich in der dein Austrittsende gegenüberliegenden
Wand der Vorfeuerung, dicht über (lern Boden, auf dein der Klinker abrutscht. so
daß die Luft an dein Klinker hoch vorgewärmt wird. Die \ebenltift kann mit dein
ßrennstotfstralil selbst durch den Brenner (.der durch Öffnun-gen zur Seite
des Brennstoffs eingeführt werden.
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Der nach unten gerichtete Brennstoff"tralil trifft nicht mit voller
Kraft gegen eine einzelne Wand der Vorfeuerung, trotzdem . er fegen den Boden der
Vorfeucrung gerichtet ist, weil er vor dem Eintreten in den Ofen
die
Richtungsänderung erleidet. Der Brennstoffstrahl der senkrechten Brenner greift
demnach keine Wand der Vorfeuerung an, w iilirend die Strahlen der wagerechten Brenner
auf das Austrittsende des Ofen, gerichtet sind und keine «Tand der Vorfeuerung treffen.
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Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele nach dem Verfahren
arbeitender Üfen dargestellt.
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Abb. i zeigt im Längsschnitt durch die Trommel einen Zementofen mit
senkrechtem Brenner oder Brennersatz.
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Abb.2 zeigt einen ähnlichen Ofen mit senkrechten und wagerechten Brennern
oder Brennersätzen.
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Abb. 3 ist ein Schnitt nach der Linie 3-3 der Abb:2.
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Bei beiden Ausführungsformen ist der eigentliche Ofen 4 von der üblichen
Form einer Blechtrommel mit feuerfestem Futter. Die Trommel ist etwas geneigt und
in der bekannten Weise drehbar gelagert und angetrieben, so daß das Gut- allmählich
von einem Ende der Trommel zuni anderen gleitet.
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Am Ausgang der Trommel d. ist eine Vorfeuerung 5 angeordnet, vorzugsweise
aus Schamotte. Die Trommel 4 tritt durch eine Öffnung 6 in die Vorfeuerung ein.
Die Vorfeuerurg hat einen geneigten Boden 7, auf (lern (las Gut, beispielsweise
Klinker 8, in den Trog 9 eines Elevators t o gleitet. Der Boden der Trommel 4 befindet
sich in einigem Abstand über dem Boden (leg Vorfeuerung 5, so da13 der Klinker schon
mit einer gewissen Geschwindigkeit auf den Boden aufschlägt.
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In der der Trommelmündung gegenüberliegenden Stirnrand i i der Vorfeuerung
ist ein Schlitz 12 angebracht durch den der Klinker abzieht, während gleichzeitig
die Hauptluft an dem Klinker vorüber eindringt und vorgewärmt wird. Der Durchgang
des Schlitzes 12 ist durch einen Schieber 13 vorn Boden rd. aus regelbar. In der
Stirnwand ri sind zusätzliche Luftkanäle mit Schiebern 1; und 16 angeordnet.- von
denen einer ein Schauloch hat.
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Ein Brenner 18 tritt durch eine üffnung 17 in der Decke der Kammer
ein, die in der Nähe der Stirnwand i i liegt. 'Nebenluft kann durch den Zwischenraum
zwischen Brenner und Üffnung, der durch einen Schieber i9 regelbar ist, eingeleitet
werden. Der Brennstoffstrahl 2o geht läng: der Stirnwand i1 zunächst nach unten,
kehrt dann um und. strömt in der Richtung 21 in die Trommel d.. Am Boden der Vorfeuerung
strömt der Brennstoffstrahl (licht an der Klinker.chicht hin und wird entzü n(let.
'Seine Weiterverbrennung wird teilweise durch die Wärme des Klinkers und teilweise
durch den bereits entzündeten Strahl et auf seiner Gegenströmung aufrechterhalten.
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In dieser Weise kann man einen Drehofen üblicher Bauart mit gasarmem
Brennstoff betreiben, ohne daß sein Wirkungsgrad leidet, denn die erste Stufe der
Verbrennung erfolgt in der Vorfeuerung, und die Zündung und Verbrennung werden ständig
durch die eigene Wärme des gezündeten Brennstoffstrahls und die Wärine der Klinkerschicht
aufrechterhalten. Die heilfeste Zone des Trommelofens liegt dicht an seinem Austritt
und nicht zu weit nach hinten, so daß die Zonen des Entsäuerns und Trocknens die
richtige Länge haben und die Gase verhältnismäßig kühl in den Schornstein abziehen.
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Der Ofen nach Abb.2 und 3 arbeitet in grundsätzlich ähnlicher Weise
wie der beschriebene, ist aber besonders für Fälle geeignet, in denen zur Anordnung
des geneigten Kammerbodens 7 der Raum fehlt. Die Drehtrommel q. tritt wieder durch
eine öffnung 6 in die Vorfeuerung 5 ein. An Stelle des geneigten Bodens 7 hat diese
jedoch eineu Wanderrost 22 von irgendwelcher Bauart, vorzugsweise in Form einer
Kette, deren unteres Trum durch -einen Wassertrog 23 geht und dabei gekühlt wird.
Von dem Rost fällt die Klinkerschicht 8 wieder in den Trog 9 eines Elevators io.
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Auch diese -,.rorfeuerting ist mit einem senkrechten Brenner 18 versehen,
der durch eine Öffnung 17 mit Schieberregelung i9 für die Nebenluft in die
Decke der Kammer tritt. Die Hauptluft tritt ebenfalls über die Klinkerschicht durch
einen Schlitz 12 mit Regelungsschieber 13 ein. Die Stirnwand il hat wieder
einen Schieber 15 zur Einführung etwaiger Zusatzluft. Außer dem senkrechten Brenner
i8 sind aber hier noch z«.ei wagerechte Brenner 2,4 vorgesehen, die durch Offnun,-en
25 mit Nebenluftschiebern 26 zu beiden Seiten des senkrechten Brenners in die Vorfeuerung
eintreten. Die zeagerechten Brenner sind so einstellbar, (laß ihre Brennstoffstrahlen
mit (lern Brennstoffstrahl des senkrechten Brenners i8 an jedem beliebigen Punkte
zum Zusammentreffen gebracht werden können.
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Abb.3 veranschaulicht eine Einstellung der wagerechten Brenner, bei
der die drei Strahlen sich dicht vor dein Ofeneintritt treffen. Diese Einstellun-
wird vorgenominen, wenn alle drei Brenner mit gasarmem Brennstoff gespeist :werden.
Der senkrechte Strahl des Brenners 18 wird zum Teil umgekehrt, wie beschrieben,
und gibt dabei Wärme sowohl an seinen eigenen absteigenden Ast wie an die -Strahlen
der wagerechten Brenner ab. Außerdem nehmen die .ümtlichen
Strahlen
Wärme au: vier Klinkerschicht 8 auf. Wenn alle Strahlen gasarmen Brennstoff führen,
dient der Strahl des senkrechten Brenners 18 zur Entzündung.
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Werden die Brenner zum Teil mit gasreichem und zum Teil mit gasarmem
Brennstoff gespeist, so dient der Strahl der mit gasreichem Brennstoff gespeisten
Brenner zur Entzündung der Strahlen des gasarmen Brennstoffs. Dieses -'erfahren
unterscheidet sich dadurch von dem in der Einleitung erwähnten Verfahren, bei dein
ebenfalls gasreicher und gasarmer Brennstoff verwendet wird, daß die beiden Brennstoffarten
nicht gemischt sondern für sich durch besondere Brenner eingeleitet werden. Die
Strahlen der finit gasreichem Brennstoff gespeisten Brenner werden so in die Vorfeuerung
eingeleitet, daß sie den gasarmen Brennstoff aus den übrigen Brennern entzünden
und seine Verbrennung aufrechterhalten. Man braucht deshalb das 11iengenverhältnis
zwischen gasreichem und gasarmem Brennstoff nicht vorher genau zu bestimmen, sondern
nur so viel gasreichen Brennstoff einzuführen, daß eine gute Zündflamme entsteht,
was ohne jede Schwierigkeit durchführbar ist.
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Das vorliegende Verfahren und die beschriebenen Öfen haben, wie gezeigt,
zahlreiche Vorzüge. Die Betriebskosten sind gering, weil mit billigem Brennstoff
gearbeitet *ird, der bisher nicht verwendet werden konnte. Der Wirkungsgrad des
Ofens wird nicht herabgesetzt, -,; teil seine Zonen die richtige Länge haben, da
die ersten Stufen der Verbrennung bereits vollendet sind, wenn der Brennstoffstrahl
in den Ofen eintritt. Hierdurch wird die Wirtschaftlichkeit weiter erhöht, weil
die Schornsteintemperatur und damit der Schornsteinverlust klein sind. Ferner wird
die Hauptluft durch die Klinkerschicht vorgewärmt, und ein Teil der sonst verlorenen
Wärme der Klinkerschicht wird ausgenutzt, während ein weiterer Teil die Zündung
und Weiterverbrennung des Brennstoffs unterstützt. Da die Brennstoffstrahlen an
keiner Stelle eine Wand der Vorfeuerung treffen, wird die Lebensdauer der Vorfeuerung
erhöht, und dadurch werden die Unterhaltungskosten verringert.