DE4446007A1

DE4446007A1 - Verfahren für die Kreislaufführung von alkalihaltigelm Umwälzgas aus der Brennzone eines Ringschachtofens und Anlage zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE4446007A1
Application number: DE19944446007
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Zeisel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-12-22
Filing date: 1994-12-22
Publication date: 1996-06-27
Anticipated expiration: 2014-12-23
Also published as: DE4446007C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Kreislaufführung von alkalihaltigem Umwälzgas aus der Brennzone eines Ring schachtofens, wobei das Umwälzgas aus der Brennzone abgesaugt sowie durch Injektoren mit Hilfe eines vorgewärmten Treibgases in den Ringschachtofen wieder eingespeist wird und wobei die Brennzone verlassendes Brenngut mit Kühlluft gekühlt wird.

Aus EP-A 0 082 886 ist ein Ringschachtofen zum Brennen von Kalkstein mit einer Kreislaufeinrichtung für Umwälzgas be kannt. Die Kreislaufeinrichtung weist Injektoren auf, die im unteren Brennzonenbereich am Umfang des Ringschachtofens ange ordnet sind. Die Injektoren arbeiten mit Treibluft, die von einem Kapselgebläse zugeführt und über eine Ringleitung auf die Injektoren verteilt wird. Die Treibluft wird in einem Rekuperator durch Wärmeaustausch mit einem Abgasteilstrom, der aus der Vorwärmzone des Ringschachtofens mit einer Temperatur von etwa 700°C abgezogen wird, vorgewärmt und mit einer Tem peratur von maximal 500°C sowie einem Druck von 1,5 bar den Injektoren zugeführt.

Aus DE-C 42 41 939 ist es bekannt, die Treibluft für Injek toren in Brennkammern, die den Injektoren vorgeschaltet sind, auf Temperaturen von mehr als 800°C aufzuheizen und mit höherem Druck den Injektoren zuzuführen. Durch die höhere Treiblufttemperatur und den höheren Treibluftdruck kann die erforderliche Treibluftmenge gesenkt und der Energiebedarf des Ringschachtofens reduziert werden.

Der Ringschachtofen, der bei den zuvor beschriebenen Verfahren eingesetzt wird, besitzt unterhalb der Brennzone eine mit Kühlluft beaufschlagte Kühlzone. Die unterseitig in den Ring schachtofen eingespeiste Kühlluft heizt sich in der Kühlzone auf und wird teils mit Umwälzgas, teils mit dem die Vor wärmzone des Ringschachtofens durchströmenden Gasstrom aus dem Ringschachtofen abgeführt. Der auf das Brenngut bezogene Kühl luftbedarf beträgt etwa 0,6 Nm³/kg Kalk.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs be schriebene Verfahren so weiter auszubilden, daß der Energie bedarf beim Betrieb eines Ringschachtofens weiter sinkt.

Die Aufgabe wird bei dem eingangs beschriebenen Verfahren er findungsgemäß dadurch gelöst, daß das die Brennzone verlas sende Brenngut heiß aus dem Ringschachtofen ausgetragen und in einem nachgeschalteten Kühlschacht mit der Kühlluft beauf schlagt wird, wobei das Brenngut den Kühlschacht von oben nach unten durchwandert und wobei die Kühlluft den Kühlschacht ent gegen der Bewegungsrichtung des Brenngutes durchströmt sowie dabei aufgeheizt wird, und daß der den Kühlschacht verlassende heiße Luftstrom den Injektoren als Treibgas zugeführt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfüllt die Kühlluft eine zweifache Funktion. Sie ist einerseits Kühlmedium für das heiße Brenngut und wird außerdem als heißes Treibgas zum Be trieb der Injektoren genutzt. Die zu Kühlzwecken erforderliche Kühlluftmenge ist größer als die nach dem Stand der Technik eingesetzte Treibluftmenge. Der zur Verfügung stehende Mengen strom ermöglicht es, die Injektoren mit verhältnismäßig kleinen Treibgasdrücken zu betreiben. Der Energiebedarf des Schachtofens verringert sich durch den Wegfall der zusätzlich zugeführten Treibluft und durch die Nutzung der Kühlluft als Treibgas gegenüber dem aus DE-C 42 41 939 bekannten Verfahren um ca. 250 kJ/kg Kalk. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist erreichbar, daß der Energiebedarf eines Ringschachtofens zum Brennen von Kalk nur noch 3.500 kJ/kg Kalk beträgt.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens lehrt die Erfindung, daß zwei parallel geschaltete Kühlschächte im Wechsel be trieben werden, wobei stets ein Kühlschacht bei gasdicht geschlossenen Brenngutaufgabe- und -austragsöffnungen mit Kühlluft beaufschlagt wird und wobei zeitgleich aus dem anderen Kühlschacht eine Teilmenge der Kühlschachtfüllung unterseitig abgezogen und durch oben aufgegebenes Brenngut ersetzt wird. Die mittlere Verweildauer des Brenngutes im Kühlschacht beträgt mehrere Stunden, wobei in Intervallzeiten von weniger als dreißig Minuten, vorzugsweise in Intervall zeiten von zehn bis fünfzehn Minuten, ein Wechsel zwischen Brenngut- und Kühlluftbeaufschlagung erfolgen sollte. Arbeitet man so, treten in dem heißen, als Treibgas eingesetzten Luft strom nur verhältnismäßig kleine Temperaturschwankungen auf. Nach bevorzugter Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Kühlluft mit einem Betriebsdruck von etwa 1,5 bar dem Kühlschacht zugeführt und bei Durchströmung des Kühlschachtes auf eine Temperatur von mehr als 800°C aufgeheizt.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Anlage zur Durch führung des beschriebenen Verfahrens, mit
Ringschachtofen, der eine Vorwärmzone, eine Brennzone und eine Austragseinrichtung für das Brenngut aufweist,
am Umfang des Ringschachtofens im Bereich der Brennzone angeordneten Injektoren,
einer Absaugleitung für Umwälzgas aus der Brennzone und
einer Zuführeinrichtung für Kühlluft,
wobei die Injektoren mit der Absaugleitung für das Umwälzgas sowie einer Ringleitung für die Versorgung mit Treibgas ver bunden sind, wobei die Austragseinrichtung des Ringschacht ofens unterseitig an die Brennzone anschließt, wobei unterhalb des Ringschachtofens mindestens ein Kühlschacht angeordnet ist, der mit dem aus dem Ringschachtofen heiß ausgetragenen Brenngut beschickbar ist und einen unteren Kühllufteintritt sowie einen oberen Heißluftaustritt für die bei der Durch strömung des Kühlschachtes sich aufheizende Kühlluft aufweist, und wobei der Heißluftaustritt des Kühlschachtes über eine Verbindungsleitung mit der Ringleitung verbunden ist.

Nach einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Anlage sind unterhalb des Ringschachtofens eine Verteilereinrichtung für das Brenngut sowie mindestens zwei parallel geschaltete Kühlschächte angeordnet, die in vorgegebenen Intervallen wech selweise mit dem heißen Brenngut oder mit der Kühlluft beauf schlagbar sind. Die Kühlschächte weisen Aufgabe- und -aus tragsöffnungen für das Brenngut auf, die mit gasdichten Schließeinrichtungen ausgerüstet sind. Ferner empfiehlt die Erfindung, daß die Kühlschächte für eine mittlere Verweildauer des Brenngutes von mehreren Stunden ausgelegt sind und daß in Intervallen von weniger als dreißig Minuten ein Betriebs wechsel zwischen den parallel geschalteten Kühlschächten er folgt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung den Längs schnitt durch einen Ringschachtofen mit einer erfindungsge mäßen Einrichtung für die Kreislaufführung von alkalihaltigem Umwälzgas.

Der Ringschachtofen 1 ist zum Brennen von Kalkstein, Dolomit, Magnesit und dergleichen bestimmt. Er weist eine Vorwärmzone 2, eine Brennzone 3 sowie eine Austragseinrichtung 4 für das Brenngut auf. Am Umfang des Ringschachtofens 1 sind eine Mehr zahl von Brennern 5 in zwei Brennerebenen angeordnet. Im Inne ren des Ringschachtofens 1 befindet sich ein Schachteinsatz 6, wobei zwischen der Umfangswand des Schachteinsatzes 6 und der Innenwand des äußeren Ofenmantels ein Ringschacht 7 gebildet wird, der von Brenngut (nicht dargestellt) von oben nach unten durchwandert wird. Der Schachteinsatz 6 ist an seinem oberen Ende durch eine konische Abdeckung und an seinem unteren Ende durch einen Staubauslaß 8 verschlossen.

Der Ringschacht 7 steht über Umwälzgasöffnungen 9 mit dem Innenraum 10 des Schachteinsatzes 6 in Verbindung. Die aus den Brennern 5 der unteren Brennerebene im Gleichstrom mit Brenn gut nach unten strömenden Gase werden in den Innenraum 10 des Schachteinsatzes 6 abgesaugt und durch am Umfang des Richt schachtofens 1 angeordnete Injektoren 11 mit Hilfe eines vor gewärmten Treibgases in den Ringschachtofen 1, und zwar in der unteren Brennerebene, wieder eingespeist. Die Injektoren 11 sind einerseits mit einer Absaugleitung 12 für das Umwälzgas aus der Brennzone 3 sowie außerdem mit einer Ringleitung 13 für die Versorgung mit Treibgas verbunden.

Die Austragseinrichtung 4 des Ringschachtofens schließt unter seitig unmittelbar an die Brennzone 3 an. Durch die Austrags einrichtung 4 ist heißes Brenngut, welches eine Temperatur von etwa 900°C aufweist, in ein kleines, noch zum Ringschachtofen gehörendes Silo 14 förderbar. Unterhalb des Ringschachtofens 1 sind eine Verteilereinrichtung 15 für das heiße Brenngut, bei spielsweise in Form eines Heißgutredlers, sowie zwei parallel geschaltete Kühlschächte 16 angeordnet, die mit dem aus dem Ringschachtofen 1 heiß ausgetragenen Brenngut beschickbar sind und jeweils einen unteren Kühllufteintritt 17 sowie einen oberen Heißluftaustritt 18 für die bei der Durchströmung des Kühlschachtes 16 sich aufheizende Kühlluft aufweisen. Der Heißluftaustritt 18 jedes Kühlschachtes 16 ist über eine Ver bindungsleitung 19 mit der Ringleitung 13 verbunden. Ferner erkennt man, daß die Kühlschächte 16 Aufgabeöffnungen 20 und und Austragsöffnungen 21 für das Brenngut aufweisen, die mit gasdichten Schließeinrichtungen 22, 23 ausgerüstet sind. In vorgegebenen Intervallen sind die Kühlschächte 16 wechselweise mit dem heißen Brenngut oder mit der Kühlluft beaufschlagbar.

Die parallel geschalteten Kühlschächte 16 werden im Wechsel betrieben, wobei stets ein Kühlschacht 16 bei gasdicht ge schlossenen Brenngutaufgabe- und austragsöffnungen 20, 21 mit Kühlluft beaufschlagt wird und wobei zeitgleich aus dem anderen Kühlschacht 16 eine Teilmenge der Kühlschachtfüllung unterseitig abgezogen und durch oben aufgegebenes heißes Brenngut ersetzt wird. Auf diese Weise durchwandert das Brenn gut die Kühlschächte 16 von oben nach unten, wobei die mittlere Verweildauer des Brenngutes in den Kühlschächten 16 mehrere Stunden beträgt. Die Kühlluft durchströmt abwechselnd die beiden Kühlschächte 16 entgegen der Bewegungsrichtung des Brenngutes und heizt sich dabei auf. Der den Kühlschacht 16 verlassende Luftstrom hat eine Temperatur von etwa 850°C und wird den Injektoren 11 über die Verbindungsleitung 19 sowie die Ringleitung 13 als Treibgas zugeführt. In Intervallzeiten von weniger als dreißig Minuten, zumeist in Intervallzeiten von etwa zehn bis fünfzehn Minuten, wird die Brenngut- und Kühlluftbeaufschlagung der Kühlschächte 16 gewechselt. Der Wechsel erfolgt durch Umstellen von Klappen 24 im Luftweg sowie der Schließeinrichtungen 22, 23 in den Brenngutaufgabe- und -austragsöffnungen 20, 21 der Kühlschächte 16. Für die Kühlluftversorgung ist ein Kapselgebläse vorgesehen, welches die Kühlluft mit einem Betriebsdruck von etwa 1,5 bar den Kühlschächten 16 zuführt.

Claims

1. Verfahren für die Kreislaufführung von alkalihaltigem Umwälzgas aus der Brennzone eines Ringschachtofens, wobei das Umwälzgas aus der Brennzone abgesaugt sowie durch Injektoren mit Hilfe eines vorgewärmten Treibgases in den Ringschachtofen wieder eingespeist wird und wobei die Brennzone verlassendes Brenngut mit Kühlluft gekühlt wird, dadurch ge kennzeichnet, daß das die Brennzone verlassende Brenngut heiß aus dem Ringschachtofen ausgetragen und in einem nachgeschalteten Kühlschacht mit der Kühlluft beaufschlagt wird, wobei das Brenngut den Kühlschacht von oben nach unten durchwandert und wobei die Kühlluft den Kühlschacht entgegen der Bewegungsrichtung des Brenngutes durchströmt sowie dabei aufgeheizt wird, und daß der den Kühlschacht verlassende heiße Luftstrom den Injektoren als Treibgas zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei parallel geschaltete Kühlschächte im Wechsel betrieben werden, wobei stets ein Kühlschacht bei gasdicht geschlossenen Brenngutaufgabe- und -austragsöffnungen mit Kühlluft beauf schlagt wird und wobei zeitgleich aus dem anderen Kühlschacht eine Teilmenge der Kühlschachtfüllung unterseitig abgezogen und durch oben aufgegebenes heißes Brenngut ersetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Verweildauer des Brenngutes im Kühlschacht mehrere Stunden beträgt und daß in Intervallzeiten von weniger als dreißig Minuten, vorzugsweise in Intervallzeiten von zehn bis fünfzehn Minuten, ein Wechsel zwischen Brenngut- und Kühl luftbeaufschlagung erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kühlluft bei Durchströmung des Kühl schachtes auf eine Temperatur von mehr als 800°C aufgeheizt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kühlluft mit einem Betriebsdruck von etwa 1,5 bar dem Kühlschacht zugeführt wird.

6. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An sprüche 1 bis 5, mit
einem Ringschachtofen, der eine Vorwärmzone, eine Brennzone und eine Austragseinrichtung für das Brenngut aufweist,
am Umfang des Ringschachtofens im Bereich der Brennzone angeordneten Injektoren,
einer Absaugleitung für Umwälzgas aus der Brennzone und
einer Zuführeinrichtung für Kühlluft,
wobei die Injektoren mit der Absaugleitung für das Umwälzgas sowie einer Ringleitung für die Versorgung mit Treibgas ver bunden sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Austragseinrichtung (4) des Ringschachtofens (1) unterseitig an die Brennzone (3) anschließt,
daß unterhalb des Ringschachtofens (1) mindestens ein Kühlschacht (16) angeordnet ist, der mit dem aus dem Ringschachtofen (1) heiß ausgetragenen Brenngut be schickbar ist und einen unteren Kühllufteintritt (17) sowie einen oberen Heißluftaustritt (18) für die bei der Durchströmung des Kühlschachtes (16) sich auf heizende Kühlluft aufweist, und
daß der Heißluftaustritt (18) des Kühlschachtes (16) über eine Verbindungsleitung (19) mit der Ringleitung (13) verbunden ist.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß unter halb des Ringschachtofens (1) eine Verteilereinrichtung (15) für das Brenngut sowie mindestens zwei parallel geschaltete Kühlschächte (16) angeordnet sind, die in vorgegebenen Inter vallen wechselweise mit dem heißen Brenngut oder mit der Kühl luft beaufschlagbar sind.

8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlschächte (16) Aufgabe- und Austragsöffnungen (20, 21) für das Brenngut aufweisen, die mit gasdichten Schließeinrich tungen (22, 23) ausgerüstet sind.

9. Anlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlschächte (16) für eine mittlere Verweildauer des Brenngutes von mehreren Stunden ausgelegt sind und daß in Intervallen von weniger als dreißig Minuten ein Betriebs wechsel zwischen den parallel geschalteten Kühlschächten (16) erfolgt.