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Drehrohrofen zum Brennen von Zement. Die Erfindung bezieht sich auf
Drehrohröfen zum Brennen von Zement. Beim Brennen von Zement sind bekanntlich die
entstehenden Wärmeverluste im wesentlichen auf die den Ofen mit hohen Wärmegraden
verlassenden Abgase zurückzuführen. Man ist deshalb bestrebt, die mit den Abgasen
entweichende Wärmemenge möglichst vollständig im Ofen zu verwerten, um auf diese
Weise den Brennprozeß wirtschaftlicher zu gestalten. Um die hierfür zweckmäßigsten
Maßnahmen treffen zu können, ist es notwendig, sich über die einzelnen wärmetechnischen
Vorgänge während des Brennprozesses klar zu werden.
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Der größte Wärmebedarf liegt in dem Teil des Ofens vor, in dem die
Zersetzung des CaCO3 in Ca0 + CO, stattfindet, also in der Iialzinierzone, während
in der Sinterzone nur so viel
Wärme aufzuwenden ist, um gegebenenfalls
ein Mehr an Leit- und Strahlungsverlusten gegenüber der- Bildungswärme des Zementklinkers
zu decken. Bekanntlich beginnt die Zersetzung von Ca C03 bei etwa goo ° und ist
erfahrungsgemäß im Drehrohrofen erst bei iioo ° beendet. Somit genügen zur Deckung
des Wärmebedarfs der Vorwärmezone des Ofens die Abgase der Kalzinierzone, die außer
den Feuerungsabgasen die ausgetriebene heiße Kohlensäure enthalten.
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Von diesem Gedankengang geht die Erfindung aus, gemäß welcher der
Ofenquerschnitt so eingeschnürt wird, daß der dem Flammeneintritt zugewandte Anfang
der Einschnürung innerhalb der Kalzinierzone liegt. Drehrohröfen zum Brennen von
Zement mit Einschnürungen des Ofenquerschnitts sind an sich bekannt. So ist ein
bekannter Drehrohrofen mit einer Einschnürung zwischen der Sinter- und Kalzinierzone
versehen, um in der Sinterzone eine hohe Temperatur zu erzielen. Da jedoch die Sinterreaktion
schon an sich wärmeabgebend ist und in der Kalzinierzone eine stark wärmebindende
Reaktion stattfindet, so entspricht eine derartige Einschnürung keineswegs den vorliegenden
Anforderungen. Bei einem anderen bekannten Drehrohrofen erfolgt die Stauung an der
Grenze zwischen Kalzinier- und Vorwärmezone, so daß in dem in der Durchgangsrichtung
der Feuergase letzten Teile der Kalzinierzone die Temperatursteigerung am größten
ist. Die Stauung nimmt dann gegen Anfang dieser Zone ab und wird in den meisten
Fällen überhaupt nicht bis in den ersten Teil vordringen, in dem der größte Wärmebedarf
herrscht, da hier das Brenngut bis auf iioo ° erhitzt werden muß. Eine restlose
Kalzination ist somit nicht möglich. In einem weiteren bekannten Drehrohrofen wird
oberhalb der Sinterzone ein Luftstrom unter hohem Druck so eingeführt, daß er dem
Brennstoffstrom entgegengerichtet ist. Dadurch wird ein eine Verzögerung der Heizgase
bewirkender Luftschleier gebildet. Infolge der Stauung an der Grenze zwischen Sinter-
und Kalzinierzone, die sich unter der Einwirkung des Luftstromes weit in die Sinterzone
hinein erstreckt, wird somit in dieser Zone ein erheblicher, die Sinterung beeinträchtigender
Wärmeüberschuß erzeugt.
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Gemäß der Erfindung werden die vorerwähnten Nachteile dadurch vermieden,
daß die Stauung innerhalb der Kalzinierzone, und zwar am besten in deren Mitte oder
in etwas größerer Entfernung von der Sinterzone erfolgt, so daß diese selbst durch
die Stauung nicht betroffen %vird. Es findet also einerseits in der Sinterzone keine
überschüssige, den Prozeß erschwerende Wärmespeicherung statt, anderseits ist die
durch die Stauung bewirkte Wärmeentwicklung in dem dem Flammeneintritt zugewandten
Teile der Kalzinierzone am größten, in dem auch tatsächlich der größte Wärmebedarf
herrscht.
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Es sei beispielsweise ein Drehrohrofen von 2 m Manteldurchmesser und
3o m Länge angenommen. Bei einem solchen Ofen kann der Beginn der, Kalzinierzone
etwa 17 m vom Ofeneinlauf liegen. An dieser Stelle muß der Brennstoff restlos in
fühlbare Wärme verwandelt, d. h. verbrannt sein, ohne daß in der Sinterzone mehr
als der notwendige Wärmebedarf gedeckt wurde. Der innere Durchmesser eines solchen
Ofens beträgt etwa 1,6 m. Wird in der Kalzinierzone, am besten in deren Mitte oder
etwas größerer Entfernung von der Sinterzone, der Durchgangsquerschnitt des Ofens
vermindert, so daß etwa ein Durchmesser von 44 m verbleibt, so tritt in der Kalzinierzone
eine Stauung und Wirbelbildung ein, die veranlaßt, daß noäh in der Halzinierzone,
und zwar hauptsächlich in dem der Sinterzone zugewandten Teile, sämtlicher Brennstoff
in fühlbare Wärme umgesetzt wird.
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Bei größeren Drehrohröfen kann diese Einschnürung in gewissen Abständen
wiederholt werden (s. Abb. 3), um mit Sicherheit eine restlose Verbrennung des Brennstoffs
in diesem Ofenteil zu erreichen. Die Art der Einbauten kann verschieden sein.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigt Abb. x einen Längsschnitt durch einen Drehrohrofen,
Abb. 2 einen Schnitt nach Linie A-B in Abb. i und Abb.3 einen Längsschnitt durch
einen zweiten Drehrohrofen.
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In beiden Ausführungsformen ist a die Sinterzone, b dies Kalzinierzone
und c die Vorwärmzone. Die Stauung der Feuergase erfolgt bei der Ausführung gemäß
Abb. i und -, durch sternförmig angeordnete Stauwände e, bei der anderen Ausführung
durch eine doppelte Einschnürung d, d des Durchgangsquerschnitts.