DE69913626T2

DE69913626T2 - Feuerungssystem für ein Kalzinationsverfahren mit Gegenstrom eines mineralischen Gutes

Info

Publication number: DE69913626T2
Application number: DE69913626T
Authority: DE
Inventors: Ovidiu Countryside Marin; Mahendra L. Countryside Joshi; Olivier Countryside Charon; Jacques BP 126 Dugue
Original assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA a Directoire et Conseil de Surveillance pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Current assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1999-09-10
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2019-09-11
Also published as: ES2213338T3; EP0987508A1; US6077072A; AU4755899A; EP0987508B1; AU749407B2; DE69913626D1; JP2000105080A

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue Vorrichtung und neue Verfahren zur Zuführung von Sauerstoff in einen Drehrohrofen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren, die die Verbrennung in einem Drehrohrofen deutlich verbessern, der zur Calcinierung von Mineralien wie Zement, Kalkstein, Dolomit, Magnesiumoxid, Titandioxid und anderen calcinierten Materialien verwendet wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
Die Einbringung von Sauerstoff in einen Verbrennungsraum, z. B. einen Ofen, wird in vielen Industrien zur Verstärkung des Verbrennungsprozesses verwendet. Bislang ist die Verwendung von Sauerstoff in Drehrohröfen auf drei Hauptwegen angewendet worden, die in der Literatur gut dokumentiert sind: Einbringung von Sauerstoff in die Primärluft, d. h. in den Hauptbrenner; Verwendung eines Sauerstoffbrenners zusätzlich zu einem Standard-Luftbrenner und Richten der Sauerstofflanze in den Drehrohrofen, insbesondere in einen Bereich zwischen der Charge und der Flamme, um die Flammencharakteristika zu verbessern. Eine der besser dokumentierten Verwendungen von Sauerstoff in Drehrohröfen ist in P. Wrampe und H. C. Rolseth, "The Effect of oxygen upon the rotary kiln's production and fuel efficiency: theory and practice", IEEE Trans. Ind. App., 568 bis 573 (November 1976) beschrieben, wo angegeben ist, dass Produktionserhöhungen über 50% zu übermäßigen Temperaturen in dem Ofen führen, unterhalb dieses Niveaus der Ofenbetrieb jedoch ohne größere Probleme abläuft.
Jedes Verfahren zum Einbringen von Sauerstoff in die Calcinierungsanlage hat ihre Vorteile sowie bestimmte Nachteile. Die Gesamtmenge Sauerstoff, die in die Primärluft eingebracht werden kann, ist begrenzt, da Öfen vom Primärlufttyp nur einen relativ geringen Anteil (5 bis 10%) moderner Drehrohröfen ausmachen. Um die Sauerstoffmenge deutlich zu erhöhen, die in den Ofen eingebracht wird, ist daher eine hohe Sauerstoffkonzentration in der Luft-Brennstoff-Mischung erforderlich. Dies führt zu möglichen Sicherheitsproblemen, da sich der Brennstoff, bevor er in dem Verbrennungsraum ankommt, in Kontakt mit in erheblichem Maße angereicherter Luft befindet und daher zu früh verbrennen kann oder sogar zu Explosionen führen kann. Die Verwendung von Sauerstoffbrennern kann die Verwendung einer großen Menge an hochwertigem teurem Brennstoff in dem Sauerstoffbrenner erfordern, damit sich ein deutlicher Einfluss auf die Bildung von Produkt, z. B. Klinker, ergibt, während sie der Charge verbesserten Gesamtwärmetausch bieten können. Gleichzeitig ist der Einfluss der Sauerstoffflamme auf die Hauptbrennstoffverbrennung möglicherweise begrenzt.
Die Einbringung von Sauerstoff in die Primärluft in einem Ofen begrenzt die Sauerstoffmenge drastisch, die in den Ofen eingebracht werden kann, und verbessert die Verbrennung in dem gesamten Ofenvolumen auch nur in gleichförmiger Weise. Die Vorteile der Verwendung von Sauerstoff verringern sich daher durch die Überhitzung der Ofenwände, die aus einer gleichförmigen Erhöhung der Wärmeübertragung an das Ofenvolumen resultiert, ohne dass vorzugsweise Wärme an die Charge abgegeben wird. Die gleiche Wirkung wird erhalten, wenn Sauerstofflanzen in den Hauptbrenner installiert werden.
Die Verwendung eines separaten Sauerstoffbrenners steht für ein direkteres Verfahren zur Erhöhung der Wärmeabgabe an die Charge, das in der Regel erhöhte Mengen hochwertigen Brennstoffs wie Erdgas erfordert. Die Verwendung von Lanzen bietet nur begrenzte Möglichkeiten, obwohl sie potentiell zu Verbesserungen der Flammenmuster führt. Bei der Verwendung von Lanzen, die sich in dem Hauptbrenner befinden, strahlt die Flamme daher mit der selben Intensität in alle Richtungen, wodurch ein großer Anteil der Wärme direkt an die Wände geht, wodurch die Ofenwände überhitzt werden. Die erstklassige Wärme, die die Sauerstoffflamme liefert, wird daher schlecht ausgenutzt, was somit zu Verlusten der Effizienz des Ofens führt. Die Anordnung der Lanzen zwischen dem Brenner und der Flamme hat dieses Problem teilweise korrigiert, führt jedoch zu Mischen des Brennstoffs und des Sauerstoffs weiter hinten in dem Ofen, was zu langen, weniger stark strahlender Flamme führt. Zudem neigt die Flamme dazu, die Ofenwände in einem Bereich zu berühren, wo sie die Wand überhitzt, ohne einen großen thermischen Einfluss auf die Charge auszuüben.
Die frühere Verwendung von Lanzen zwischen der Flamme und der Charge repräsentiert daher ein relativ übliches Verfahren der Anreicherung der Verbrennungsluft. Obwohl dieses Sauerstoffzufuhrverfahren eine günstige Wirkung auf den Verbrennungsprozess in dem Ofen haben kann, kann es die Wärmeübertragung auf die Charge lokal nicht optimieren, hauptsächlich weil der Brennstoff in der gleichen Weise wie in Abwesenheit von Sauerstoff verbrannt wird. Dieses Verfahren hat auch eine begrenzte Wirkung in Situationen, in denen die Staubisolierung wichtig ist, oder wenn die Brennstoffqualität sehr schlecht ist. Lanzen sind in früheren Patenten untersucht worden, einschließlich US-A-5,572,938, US-A-5,007,823, US-A-5,580,237 und US-A-4,741,694. Die Verwendung eines Sauerstoffbrenners in einem Dolomitofen ist in US-A-3,397,256 vorgeschlagen worden.
US-A-4,354,829 beschreibt schließlich das Mischen von Luft und Sauerstoff in einer separaten Leitung und Einbringung derselben durch die sich bewegenden Wände eines Drehrohrofens. Dieser Ansatz hat eine Reihe von Problemen, zu denen die Schwierigkeit des Erzeugens einer leckfreien Kammer, die sich mit dem Ofen dreht, und die Schwierigkeit der Installation von Rohren in den Ofen hinein gehören. Die Einbringung der Luft-Sauerstoff-Mischung in der von US-A-4,354,829 vorgeschlagenen Weise führt in der Tat zu ungünstigen Verbrennungscharakteristika, weil die Stelle, an der die Mischung eingebracht wird, das Verbrennungsverfahren in der Tat erschweren kann. Die Luft, die in den Drehrohrofen eingebracht wird, ist zudem kalt, was zu weiteren Spannungen in dem Drehrohrofen führt, die seine sehr teure Struktur beschädigen können, usw.
Es ist ausgehend von der Arbeit von R. A. Gaydas, "Oxygen enrichment of combustion air in rotary kilns", Journal of the PCA R&D Laboratories, 49 bis 66 (September 1965), gezeigt worden, dass die allgemeine Verwendung von Sauerstoff in Drehrohröfen die Produktion erhöht. Dieser Bericht präsentiert Testergebnisse aus einem Zeitraum zwischen 1960 und 1962. Gaydas erwähnt, dass Geissler bereits 1903 die Verwendung von Sauerstoff für die Klinkerherstellung vorgeschlagen hat.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vorrichtung zur Verwendung beim Herstellen von Klinkern einen Drehrohrofen mit einem Materialeinlass und einem Klinkerauslass, einen Hauptbrenner zum Ausstrahlen einer Flamme, der nah genug an dem Klinkerauslass angeordnet ist, um das Innere des Drehrohrofens zu erhitzen, eine Düse, die an den Hauptbrenner angrenzt, wobei die Düse eine Längsachse aufweist und umfasst: einen Strömungsdurchgang für Oxidierungsmittel, der einen Oxidierungsmitteleinlass und einen sekundären Oxidierungsmittelauslass aufweist und zwischen ihnen verläuft, einen primären Strömungsdurchgang für Oxidierungsmittel, der einen primären Oxidierungsmittelauslass aufweist, mindestens eine sekundäre Brennstoffströmungsleitung, die einen sekundären Brennstoffeinlass und mindestens einen sekundären Brennstoffauslass aufweist und zwischen ihnen verläuft, wobei der primäre Strömungsdurchgangsauslass für Oxidierungsmittel in einem Winkel zu der Längsachse angeordnet ist, der im Bereich von –20° bis 90° liegt, und wobei mindestens ein sekundärer Brennstoffauslass und der sekundäre Oxidierungsmittelauslass in einem Winkel angeordnet sind, der im Bereich 0° bis –90° liegt.
Gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Formen von Klinkern in einem Drehrohrofen die folgenden Schritte: Bewegen von Material durch einen Drehrohrofen entlang einem Materialweg, der durch den Ofen zu einem Materialausgang verläuft, Erhitzen des Materials mit einer Hauptbrennerflamme, die nahe genug an dem Materialausgang liegt, um Wärme auf das Material zu übertragen, Zuführen von primärem Oxidierungsmittel in die Hauptbrennerflamme und Erhitzen des Materials nahe dem Materialausgang mit einer sekundären Flamme, die im Wesentlichen von der Hauptbrennerflamme weggelenkt wird.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung einer effizienten Vorrichtung und effizienter Verfahren zur Einbringung eines Oxidierungsmittels, z. B. Sauerstoff oder sauerstoffangereicherter Luft, in einen Ofen, z. B. einen Drehrohrofen, in einer Weise, die die Flammencharakteristika und die Wärmeübertragung an die Charge verbessert.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung einer Vorrichtung, die einen hervorragenden Verbrennungsprozess sowie erhöhte Wärmeübertragung an die Charge liefert, mit besonderer Anwendung auf Hochtemperaturverfahren, bei denen das Endprodukt auf etwa 2500°F (1371°C) und vorzugsweise mehr als 3000°F (1649°C) erhitzt werden muss. Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in Mineralcalcinierungsvorrichtungen und -verfahren im Gegenstrom nützlich.
Die vorliegende Erfindung verbessert die Verbrennung in einem Ofen, vorzugsweise einem Drehrohrofen, mittels Sauerstoffverbrennung. Sauerstoff wird dem Ofen zugeführt, was zu verbesserter Wärmeübertragung an die Charge führt, ohne die Ofenwände signifikant zu überhitzen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung und die erfindungsgemäßen Verfahren führen auch zu verbesserter Verbrennung in dem Hauptbrenner, wodurch Brennstoffeinsparungen und die Verringerung von Emissionen möglich werden.
Diese Erfindung liefert Verbesserungen der Verfahren zum Zuführen von Sauerstoff in einen Drehrohrofen und schließt eine Vorrichtung zu diesem Zweck ein. Die erfindungsgemäßen Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung versorgen den Ofen vorzugsweise mit Sauerstoff für eine maximale Wirkung in Form von Verbrennung und Wärmeübertragung an die Charge. Daher wird dem Brennstoff, der aus dem Hauptbrenner kommt, eine bestimmte Menge eines Oxidierungsmittels zugeführt, hier als "primärer Sauerstoff" bezeichnet. Das Oxidierungsmittel schließt mindestens etwa 21% Sauerstoff, vorzugsweise mindestens etwa 90% Sauerstoff und insbesondere mindestens etwa 99% Sauerstoff ein. Der primäre Sauerstoff verstärkt den Verbrennungsprozess dieses Brennstoffs, so dass vollständige Verbrennung sowie eine stabile, leuchtende und vorzugsweise relativ kurze Flamme erhalten werden. Ein zusätzlicher strömender Sauerstoffstrom, der hier als "sekundärer Sauerstoff" bezeichnet wird, und ein sekundärer Brennstoff werden dem Ofen in einem anderen Winkel zugeführt, um eine kurze, sehr leuchtende Flamme zu liefern, die so aufgebaut ist, dass sie den Verklinkerungsprozess effizient unterstützt, bevor der Klinker den Drehrohrofen verlässt.
Die Rolle des sekundären Sauerstoffs ist sowohl für die richtige Klinkerbehandlung als auch für optimale Zündung und Verbrennung des primären Brennstoffs sehr wichtig. Die sekundäre Sauerstoffflamme liefert dem primären Brennstoff eine wichtige Wärmemenge, was zu raschem Aufheizen und Zünden der Luft-Brennstoffprimären Sauerstoff-Mischung führt, wodurch ein effektiver vollständiger Verbrennungsprozess für den Hauptbrennstoff gewährleistet ist. Dies ermöglicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung und den erfindungsgemäßen Verfahren wiederum die Verarbeitung größerer Mengen an eingeblasenem Staub als frühere Öfen unter Verwendung der selben Brennstoffströmungsraten, und verringert die erforderliche Brennstoffmenge, um die Wärmeübertragungsraten des Ofens aufrechtzuerhalten.
Die vorliegende Erfindung liefert gegenüber früheren Ofenkonstruktionen zahlreiche weitere Vorteile. Der in dem Hauptbrenner der vorliegenden Erfindung verwendete Brennstoff kann von minderer Qualität mit einem höheren Asche- oder Wassergehalt sein, während die gewünschten Wärmeübertragungsniveaus gehalten werden. Der Verbrennungsprozess wird erfindungsgemäß auf mindestens zweierlei Weise unterstützt: Vorheizen des Brennstoffs, der primären Luft und der sekundären Luft für rasche Zündung; und Bereitstellung von Sauerstoff für den Hauptbrennstoff für effiziente Verbrennung.
Der Drehrohrofen kann zudem Staub effektiver zirkulieren, der in die Rauchgase mitgerissen wird, weil die erhöhte Wärmemenge des Hauptbrennstoffs, die durch die Verbrennung von sekundärem Sauerstoff-sekundärem Brennstoff geliefert wird, den inhibierenden Auswirkungen der Staubisolierung auf die Verbrennung des Hauptbrennstoffs entgegenwirkt. Die primäre Sauerstoffströmung gewährleistet nicht in effizienter Weise das Erreichen von Staubzirkulation vor der Brennstoffzündung, wenn sie nicht durch den erfindungsgemäßen sekundären Sauerstoff-sekundären Brennstoffstrom unterstützt wird.
Der sekundäre Sauerstoff und der sekundäre Brennstoff liefern zudem eine effiziente Vervollständigung des Verklinkerungsprozesses, dessen Temperatur an unterschiedlichen Positionen entlang des Klinkerwegs durch den Ofen erhöht wird. Vorzugsweise verringert die Bereitstellung von Wärme in der letzten Stufe des Verklinkerungsprozesses für die Klinkercharge, d. h. unmittelbar vor dem Austritt aus dem Ofen, mit erheblicher Brennstoffverringerung und Produktionserhöhung in signifikanter Weise die gesamte Wärmemenge des Drehrohrofens.
Die vorliegende Erfindung begrenzt auch das Überhitzen der Ofenwände. Die bevorzugte Wärme, die durch den Verbrennungsprozess des sekundären Brennstoffs und des sekundären Sauerstoffs abgegeben wird, ist besonders zum lokalen Aufheizen der Ofencharge sowie des Hauptbrennstoffs in einem Bereich vorgesehen, der sich in der Nähe des Hauptbrenners befindet. Der Strahl der Brennstoff-primäre Luft-primärer Sauerstoff-Mischung schützt den oberen Bereich des Ofens, d. h. den Bereich der Ofenwand auf einer Seite der primären Flamme gegenüber der Ofencharge, vor den höheren Wärmeniveaus, die aus der Sauerstoffflamme der Verbrennung von sekundärem Brennstoff-Sauerstoff resultieren. Dieser sekundäre Verbrennungsprozess gibt das meiste seiner Wärme in Richtung der Charge ab, wodurch die Bildung überhitzter Stellen auf dem feuerfestem Material des Ofens verhindert wird, was wiederum zu verbesserter Brennstoffeffizienz, geringeren Brennstoffkosten und verbesserter Gebrauchsdauer des feuerfesten Materials führt. Es lassen sich Erhöhungen der Produktionsrate des Ofens bis zu 25% erreichen.
Weitere Ziele, Merkmale und damit verbundene Vorteile der vorliegenden Erfindung werden Fachleuten durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung erfindungsgemäß konstruierter Ausführungsformen zusammen mit den beigefügten Zeichnungen klar.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird nun detaillierter in Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung und des Verfahrens, die nur als Beispiel gegeben werden, und unter Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen beschrieben, in denen
1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen beispielhaften Drehrohrofens ist;
2 schematisch Teile einer beispielhaften Ausführungsform einer Düse (sekundärer Brenner) gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 eine Endansicht des in 2 dargestellten Brenners ist;
4 schematisch eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen sekundären Brenners darstellt;
5 eine Endansicht von Teilen des in 4 dargestellten Brenners ist;
6 eine weitere Endansicht von Teilen des in 4 dargestellten Brenners ist;
7 eine Endansicht einer alternativen Ausführungsform des in 4 dargestellten Brenners darstellt;
8 schematisch einen Drehrohrofen darstellt, in den die in den 2 bis 7 dargestellten Brenner eingebaut sind;
9 schematisch eine weitere Ausführungsform eines Drehrohrofens darstellt, in den die in den 2 bis 7 dargestellten Brenner eingebaut sind;
10 schematisch Teile einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen sekundären Brenners darstellt;
11 eine Endansicht des in 10 dargestellten Brenners ist; und
12 schematisch einen Drehrohrofen darstellt, in den der in den 10 und 11 dargestellte Brenner eingebaut ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In Bezug auf die gezeichneten Figuren bezeichnen in den vielen Figuren gleiche Bezugsziffern identische oder entsprechende Elemente.
1 stellt schematisch ein Heizverfahren dar, das aus der Anwendung der vorliegenden Erfindung auf einen Drehrohrofen 10 resultiert. Die in den Ofen abgegebene Wärme wird in zwei Hauptstufen unterteilt, die in Bezug auf ihren zeitweiligen Einfluss auf den Klinker bezeichnet werden. Oxidierungsmittel, das dem Ofen gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zugeführt wird, schließt mindestens etwa 21% Sauerstoff, vorzugsweise mindestens etwa 90% Sauerstoff und insbesondere mindestens etwa 99% Sauerstoff ein. Die erste Stufe 12 wird durch die Verbrennung der Mischung 18 aus Brennstoff-Luft-primärem Sauerstoff geliefert, die aus dem Hauptbrenner 14 und dem erfindungsgemäßen primären Sauerstoffdüsenstrahl 20 resultiert. Die zweite Stufe 16 wird durch die Verbrennung der sekundären Brennstoff-sekundären Sauerstoff-Strahle 22 geliefert und ist zum effektiven Vollenden des Verklinkerungsprozesses vorgesehen, bevor das Endprodukt den Ofen verlässt. Ein Teil der durch diesen sekundären Verbrennungsprozess gelieferten Wärme wird auch durch den Hauptbrenner zu Heiz- und Zündzwecken verwendet. Die aus der sekundären Brennstoff-sekundären Sauerstoff-Verbrennung resultierende Wärme spielt beim Vorheizen der aus dem Hauptbrenner 14 strömenden Reaktanden eine bedeutsame Rolle. Wie 1 nahe legt, hat der Hauptbrennstoff-primäre Luft-Strahl 18 eine Isolierungsfunktion für die feuerfesten Wände des Drehrohrofens 24, wodurch eine wichtige Menge an Wärme absorbiert wird, die von dem sekundärer Brennstoff-sekundärer Sauerstoff-Verbrennungsprozess abgegeben wird.
Ofen 10 wird, wie auch in 1 dargestellt ist, mit Rohmaterial 26 für das Verklinkerungsverfahren versorgt, das entlang einem Materialströmungsweg 28 durch den Ofen bewegt wird. Durch Brenner 14, gegebenenfalls verstärkt durch ein Primärluftgebläse 34, wird primäre Luft 32 in den Ofen eingebracht. Sekundäre Luft 36 strömt, gegebenenfalls durch Sekundärluftgebläse 38 verstärkt, in Ofen 10. Durch die Brenner produziertes Rauchgas 30 strömt am oberen Ende 40 aus dem Drehrohrofen 10, während heiße Klinker den Ofen entlang Strömungsweg 28 am unteren Ende 42 des Ofens verlassen.
Eine erfindungsgemäße sekundäre Düse 50 ist am unteren Ende 42 von Ofen 10 angeordnet und führt dem Ofen sekundären Brennstoff, sekundären Sauerstoff und primären Sauerstoff zu. Sekundärer Brennstoff-sekundärer Sauerstoff-Strahle 22 und primärer Sauerstoff-Strahl 20 treten aus Düse 50 aus, wie nachfolgend umfassender beschrieben wird. Wie in 1 dargestellt ist, sind die sekundärer Brennstoff-sekundärer Sauerstoff-Strahle 22 in Richtung auf Strömungsweg 28 gerichtet, und damit auf die (in 1 nicht dargestellten) vorgeheizten Klinker, die dort entlang kommen. Die Wärmeübertragung von der Kombination aus Hauptbrenner 14 und Düse 50 führen zu mehreren Wirkungen auf das Material, das sich entlang Strömungsweg 28 bewegt, wobei die Auswirkungen durch die folgenden Zonen von Ofen 10 grob geordnet werden können: eine Trocknungszone 52, in der Wasser und andere flüchtige Substanzen aus dem Rohmaterial ausgetrieben werden; eine Vorheizzone 54, in der die Temperatur des trockenen Rohmaterials aus der Trocknungszone 52 auf eine festgelegte Temperatur erhöht wird; eine Calcinierungszone 56 und eine Brennzone 58, in der das am Ende erfolgende Klinkerbildungsverfahren vor Verlassen des Ofens erfolgt.
2 stellt schematisch eine erste beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Düse 50 dar. Die Orientierung von Düse 50 ist in 2 relativ zu ihrer Orientierung in 1 umgekehrt. Düse 50 schließt einen Körper 60 mit mehreren darin gebildeten Strömungsdurchgängen ein, um die Strömung der mehreren Gasstrahle dadurch zu lenken. Körper 60 schließt einen Sauerstoffdurchgang 62 mit einem Einlass 64, einem primären Sauerstoffauslass 66 und einem sekundären Sauerstoffauslass 68 ein. Ein sekundärer Brennstoffströmungsdurchgang 70, z. B. eine Lanze, verläuft durch Körper 60 und endet in sekundärem Sauerstoffauslass 68.
Primärer Sauerstoffauslass 66 und sekundärer Sauerstoffauslass 68 und sekundärer Brennstoffströmungsdurchgang 70 sind vorzugsweise in Bezug auf eine Längsachse des Körpers 60 gewinkelt, um die Strahle von Sauerstoff und Sauerstoff-und-Brennstoff in Richtung der Hauptbrennerflamme beziehungsweise der vorgeheizten Klinker zu richten. Der primäre Sauerstoff strömt somit mit einem Winkel von der Längsachse von Körper 60 aus Düse 50, wobei die Strömungsrichtung einen maximalen Einfluss auf den Verbrennungsprozess des durch den Hauptbrenner zugeführten primären Brennstoffs gewährleistet. Der sekundäre Sauerstoff und der sekundäre Brennstoff verlassen die Vorrichtung mit einem Winkel, der so gewählt ist, dass die durch deren Verbrennung freigesetzte Wärme den gewünschten Zielen dient, nämlich der Charge, dem Hauptbrennstoff oder beiden Wärme zuzuführen. Das Massenströmungsverhältnis von primärem zu sekundärem Sauerstoff sowie die verschiedenen Strömungsraten durch den Körper 60 werden leicht auf Basis der speziellen Anwendung, für die der Ofen eingesetzt wird, und für maximale Effizienz bei den niedrigstmöglichen Strömungsraten maßgeschneidert, wie es sich einem Durchschnittsfachmann von selbst ergibt.
Düse 50 dient mindestens zwei eigenen und komplementären Funktionen. Gemäß einer ersten bevorzugten Verwendung von Düse 50 ermöglichen es relativ niedrige Sauerstoffmassenströmungsraten durch den sekundären Sauerstoffauslass 68 (mit einer beigefügten stöchiometrischen Menge an sekundärem Brennstoff) der sekundären Flamme 22 (siehe 1), als Pilot für die Hauptflamme 18 zu wirken, wodurch die Hauptflamme stabilisiert wird. Daher kann die Anpassung an höhere Staubrückführung (Einblasung) durch die Hauptflamme 18 statt ohne Anwesenheit des primären Sauerstoffs erfolgen, was zu höherer Ofenproduktion führt. Der Rest des Sauerstoffs, der durch Sauerstoffströmungsdurchgang 62 strömt, strömt somit aus dem primären Sauerstoffauslass 66, wodurch die vollständige Verbrennung des primären Brennstoffs unterstützt wird. Gemäß dieser ersten beispielhaften Funktion liegt die relative Menge an Sauerstoff, die aus dem sekundären Sauerstoffauslass 68 strömt, zwischen etwa 1% und etwa 50% der gesamten Sauerstoffströmung, vorzugsweise zwischen etwa 10% und etwa 20%.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Verwendung von Düse 50 liefert die sekundärer Sauerstoff-Brennstoff-Flamme 22 eine erhebliche Menge an Wärmeübertragung an sowohl das Material in Ofen 10 als auch an die Hauptflamme 18, um das Material auf ein am Ende erwünschtes Niveau oberhalb einer Temperatur zu erhitzen, die durch die Hauptflamme erreicht wird. Gemäß dieser zweiten Funktion liegt der sekundäre Sauerstoff zwischen etwa 50% und etwa 99% des Sauerstoffs, der durch Sauerstoffströmungsdurchgang 62 strömt, vorzugsweise zwischen etwa 80% und etwa 90%. Bei Verwendung gemäß dieser zweiten Funktion können extrem hohe Temperaturen des Produkts, z. B. Klinker, mit niedrigerem Gesamtbrennstoffverbrauch als mit früheren Öfen erreicht werden, weil die für die Klinkerherstellung erforderlichen extrem hohen Temperaturen auf einen kleinen Raum in dem Ofenvolumen begrenzt sind. Dieser Raum ist zudem durch Hauptflamme 18 in Bezug auf Überhitzen des feuerfesten Materials an der Seite der Hauptflamme gegenüber der Richtung der sekundärer Sauerstoff-Brennstoff-Flamme 22 effektiv isoliert, was beides die Gebrauchsdauer des feuerfesten Materials verlängert und die Wärmeübertragung auf die Klinker konzentriert.
Die intensive Wärme, die in der kleinen Fläche durch die sekundärer Sauerstoff-Brennstoff-Flamme 22 erreicht wird, trägt zudem zur Stabilisierung der Hauptflamme 18 bei, indem der primäre Sauerstoff, die primäre Luft und der primäre Brennstoff erhitzt werden, wenn sie den Hauptbrenner 14 verlassen. Die extrem heißen Klinker, die erfindungsgemäß hergestellt werden, werden zudem teilweise durch die sekundäre Luft 36 abgekühlt, die damit durch die Klinker vorgeheizt wird, was wiederum die vollständige Verbrennung und Herabsetzung der gesamten NO_x-Emissionen unterstützt.
Erfindungsgemäß liegt zwischen etwa –20 und 90 (ein negatives Vorzeichen gibt einen Winkel unter der horizontalen oder Längsachse an), vorzugsweise zwischen etwa –10 und etwa 50 und insbesondere zwischen etwa –10 und etwa +10. liegt zwischen etwa 0 und etwa –90, vorzugsweise zwischen etwa –3 und etwa –75 und am meisten bevorzugt zwischen etwa –3 und etwa –60. Obwohl Körper 60 in 2 und 3 schematisch dargestellt ist, kann er in jeder Weise konstruiert sein, die mit seiner Verwendung in einem Ofen übereinstimmt. Körper 60 kann beispielsweise aus koaxialen Rohren, gegossenem feuerfestem Hochtemperaturmaterial, maschinenbearbeiteten, flüssigummantelten Metallen oder jedem anderen geeigneten Material gebildet sein, wie es sich einem Durchschnittsfachmann von selbst ergibt.
4 stellt schematisch eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Düse dar. Wie in 4 dargestellt ist, schließt eine Düse 80 einen Körper 82 ein, in dem mehrere Fluidströmungsdurchgänge definiert sind. Im Unterschied zu der oben beschriebenen Düse 50 stellt Düse 80 separate Strömungsdurchgänge für den primären Sauerstoff und den sekundären Sauerstoff zur Verfügung. Die separaten Durchgänge werden bereitgestellt, um eine leichtere Steuerung der Strömungsraten des hindurchströmenden Sauerstoffs zu ermöglichen, wie ein Durchschnittsfachmann leicht erkennen wird. Speziell schließt Körper 82 einen primären Sauerstoffströmungsdurchgang 84 mit einem Einlass 86 und einem Auslass 88 ein. Obwohl die Darstellung der Einfachheit halber einen primären Sauerstoffauslass mit einem Winkel = 0 zeigt, kann jeder Winkel wie oben beschrieben gewählt werden, der für die spezielle Ofengeometrie und Ofenverwendung geeignet ist.
Körper 82 schließt ferner einen separaten sekundären Sauerstoffströmungsdurchgang 90 mit einem Einlass 92 und einem Auslass 94 ein. Ein sekundärer Brennstoffströmungsdurchgang 96 mit einem Einlass 98 und einem Auslass 100 verläuft durch Körper 82. Wie in 4 dargestellt ist, verläuft der sekundäre Brennstoffströmungsdurchgang 96 durch den sekundären Sauerstoffströmungsdurchgang 90, ist von diesem jedoch abgeschlossen und vorzugsweise im Wesentlichen koaxial mit diesem.
Alternativ kann der sekundäre Brennstoffströmungsdurchgang 96 durch Körper 82 hindurch verlaufen und erst nahe an Auslass 100 mit dem sekundären Sauerstoffströmungsdurchgang 90 zusammenkommen. Alternativ kann Durchgang 90 zum Leiten von Brennstoff verwendet werden, und Durchgang 96 kann zum Leiten von Sauerstoff verwendet werden. Sekundärer Brennstoff aus Durchgang 96 und Sauerstoff aus Durchgang 90 treten aus Körper 82 aus und bilden die sekundäre Flamme 22. 5 zeigt eine Endansicht des primären Sauerstoffauslasses 88, während 6 eine Endansicht des sekundären Sauerstoffauslasses 94 und des sekundären Brennstoffauslasses 100 zeigt, genommen an Linie 6-6 in 4.
7 stellt eine Endansicht ähnlich derjenigen, die in 6 dargestellt ist, einer Düse 102 dar, die Düse 80 in gewisser Hinsicht ähnlich ist. Düse 102 schließt einen primären Sauerstoffströmungsdurchgang (nicht dargestellt) ein, der im Wesentlichen dem primären Sauerstoffströmungsdurchgang 84 ähnlich ist. Düse 102 schließt einen sekundären Sauerstoffdurchgang 104 ein, der dem sekundären Sauerstoffdurchgang 90 im Wesentlichen ähnlich ist, sowie einen sekundären Brennstoffdurchgang 106 mit einem Paar diametral entgegengesetzter Auslässe 108, 110. Der sekundäre Brennstoffdurchgang 106 ist dem sekundären Brennstoffdurchgang 96 mit Ausnahme der beiden diametral entgegengesetzten Auslässe 108, 110 im Wesentlichen ähnlich. Wenn Brennstoff aus Auslässen 108, 110 herausströmt und mit Sauerstoff aus dem sekundären Sauerstoffdurchgang 104 kombiniert wird, wird durch die konvergenten Brennstoffstrahle, die aus Auslässen 108, 110 austreten, eine stark leuchtende, flache sekundäre Flamme 112 gebildet. Die flache Flamme 112 kann auch als fächerförmig beschrieben werden, da sie fächerförmig von dem Konvergenzpunkt der Brennstoffstrahle aus Auslässen 108, 110 ausgeht. Während die sekundäre Flamme 22 im Allgemeinen kegelförmig oder kegelstumpfförmig ist, ist die flache Flamme 112 entlang einer ersten Richtung 114 vergleichsweise klein, dennoch entlang einer zweiten Richtung 116 vergleichsweise groß. Die lange Richtung 116 der flachen sekundären Flamme 112 ist vorzugsweise teilweise entlang der langen Achse von Ofen 10 orientiert, indem Auslässe 108, 110 orientiert werden, wie ein Durchschnittsfachmann leicht erkennen wird. Wenn die flache Flamme 112 entlang der Länge des Ofens 10 orientiert ist, wird relativ intensives Aufheizen durch Teile der flachen Flamme erreicht, die sehr nahe den Auslässen 108, 110 auf die Klinker auftreffen, wobei das Erhitzen für Klinker, die sich weiter hinten in dem Ofen befinden, kontinuierlich geringer wird. Die flache sekundäre Flamme 112 trägt damit zur kontinuierlichen und allmählichen Erhöhung der Wärmeübertragung auf Klinker bei, die sich entlang Strömungsweg 28 (siehe 1) bewegen, während die Wärmeübertragung an die feuerfesten Wände des Ofens vermindert wird.
8 zeigt den Betrieb und die Funktion eines Ofens 10, in den die Düsen 50, 80 oder 102 eingebaut sind, um Klinker 120 aufzuheizen. Düse 50, 80 oder 102 befindet sich vorzugsweise in einem Bereich nahe dem sekundären Lufteinlass und dem Hauptbrenner 14, um an einer zweckmäßigen Stelle den Hauptbrennstoffstrahl mit Sauerstoff zu versorgen, um das Wärmeprofil für die Charge und die Charakteristika der Flamme zu optimieren, z. B. Länge, Helligkeit, usw. Der Winkel (siehe 2) wird so gewählt, dass die Wirkung der sekundären Flamme 22, 112, die durch den sekundären Sauerstoffsekundären Brennstoff geliefert wird, maximal ist, d. h. erhöhte Wärmeübertragung an die Charge, erhöhte Wärmeübertragung an die Hauptflamme oder beides. Wie bereits erörtert wurde, heizt die Position von Düse 50, 80 oder 102 die sekundäre Luft auch vor, bevor sie mit dem Hauptbrennstoff gemischt wird. Die vorliegende Erfindung liefert intensives Erhitzen, das durch den sekundären Brennstoff-sekundären Sauerstoff herbeigeführt wird und in Richtung der Charge orientiert ist, unmittelbar bevor die Klinker in Richtung des Kühlers (nicht dargestellt) austreten. Gleichzeitig unterstützt der primäre Sauerstoff den Verbrennungsprozess des Hauptbrennstoffs, indem der Sauerstoff an einer optimalen Stelle innerhalb des Verbrennungsraums zur Verfügung gestellt wird.
9 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Ofens 10, in den Düse 50, 80 oder 102 eingebaut ist. In der in 9 dargestellten Ausführungsform befindet sich Düse 50, 80 oder 102 innerhalb des Hauptbrenners und wird vorzugsweise in Drehrohröfen verwendet, die minderwertigen Brennstoff verwenden, für den erhebliche Wärmemengen zur Zündung und für eine gute Flamme erforderlich ist, verglichen mit Öfen, die höherwertige Brennstoffe wie Erdgas verbrennen. Indem Düse 50, 80 oder 102 in dem Hauptbrenner angeordnet wird, führt die sekundäre Flamme 22, 112, die aus der sekundärer Sauerstoff-sekundärer Brennstoff-Verbrennung resultiert, um die primärer Brennstoff-Luft-Mischung rascher aufzuheizen, infolge ihrer engeren Nähe und ihrer überlappenden und sich schneidenden Strahlwege zu rascherer Zündung des primären Brennstoffs. Die in 9 dargestellte Ausführungsform ist in Anwendungen mit intensiver Staubeinsaugung bevorzugt, weil die sekundäre Flamme 22, 112 den inhibierenden Wirkungen des Staubs auf die Stabilität der Hauptflamme 118 entgegenwirkt. Die in 9 dargestellte Ausführungsform ist auch zur Verwendung mit Öfen bevorzugt, die geringwertigen Brennstoff (z. B. Recycling-Reifen) verwenden, bei denen der Zündprozess eine erhebliche Wärmezufuhr erfordert.
10 und 11 zeigen schematisch eine weitere Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine Düse 130, die in 10 im Querschnitt dargestellt ist, ist der in den 2 und 3 dargestellten Düse 50 in gewisser Weise ähnlich. Düse 130 kann in einer ähnlichen Weise wie jene der Düsen 50, 80 und 102 verwendet werden. Düse 130 schließt mehrere Fluidströ mungsdurchgänge durch Körper 132 ein. Ein primärer Sauerstoffströmungsdurchgang 134 schließt einen Sauerstoffeinlass 136 und einen Sauerstoffauslass 138 ein. Sauerstoffauslass 138 verlässt Körper 132 mit einem Winkel, der so gewählt ist, dass er innerhalb derselben Bereiche liegt, die oben in Bezug auf Winkel in 2 beschrieben sind.
Ein oberer sekundärer Sauerstoffströmungsdurchgang 140 verläuft von einem oberen sekundären Sauerstoffeinlass 142 zu einem oberen sekundären Sauerstoffauslass 144 durch Körper 132. Eine obere sekundäre Brennstoffströmungsleitung oder Lanze 146 verläuft durch den oberen sekundären Sauerstoffströmungsdurchgang 140 und schließt einen Einlass 148 und einen Auslass 150 ein. Der obere sekundäre Sauerstoffauslass 144 und der obere sekundäre Brennstoffauslass 150 treten mit einem Winkel aus, der zwischen etwa 0 und etwa 90, vorzugsweise zwischen etwa 3 und etwa 45 und am meisten bevorzugt zwischen etwa 3 und etwa 25 von der Längs- oder horizontalen Achse von Körper 132 liegt.
Ein unterer sekundärer Sauerstoffströmungsdurchgang 152 verläuft durch Körper 132 von einem unteren sekundären Sauerstoffeinlass 154 zu einem unteren sekundären Sauerstoffauslass 156. Eine untere sekundäre Brennstoffströmungsleitung oder Lanze 158 verläuft durch den unteren sekundären Sauerstoffströmungsdurchgang 152, und schließt einen Einlass 160 und einen Auslass 162 ein. Der untere sekundäre Sauerstoffauslass 156 und der untere sekundäre Brennstoffauslass 162 verlassen Körper 132 mit einem Winkel, der so gewählt ist, dass er in den gleichen Bereichen liegt, die oben in Bezug auf Winkel in 2 beschrieben sind.
Düse 130 ist für Anwendungen konstruiert und wird vorzugsweise in diesen verwendet, in denen extreme Bedingungen vorliegen, z. B. wo hohe Wärmeübertragungsraten sowohl an den Hauptbrenner als auch an die Klinkercharge erforderlich sind. Düse 130 liefert zwei separate Strahle aus sekundärem Brennstoff-sekundärem Sauerstoff, wobei ein unterer Strahl mit einem Winkel unter der horizontalen brennt, wie oben in Bezug auf Düse 50 in 2 beschrieben ist, um mehr Wärme an die Klinkercharge zu übertragen. Der obere Strahl brennt mit einem Winkel in Richtung der Hauptflamme 18, um eine erhöhte Wärmeübertragungsrate an den primären Brennstoff-Luft-Strahl zu liefern. Gemäß einer weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsform können obere und/oder untere sekundäre Brennstoffleitungen oder Lanzen 146, 158 mit doppelten Auslässen gebildet werden, die den oben in Bezug auf 7 beschriebenen Auslässen 108, 110 ähnlich sind, um aus den oben beschriebenen Gründen und zur Erlangung der oben beschriebenen Vorteile eine flache sekundäre Flamme zu erzeugen.
Die in 10 und 11 dargestellte Ausführungsform wird vorzugsweise in Anwendungen verwendet, die sehr schlechte Verbrennungsbedingungen für den Hauptbrennstoff aufweisen, wie große Mengen an Staub, die in den Ofen eingesaugt werden, was eine sehr ausgeprägte Löschwirkung auf die Flamme haben kann. Die in 10 und 11 dargestellte Ausführungsform ermöglicht eine bessere Steuerung der mehreren Strömungsraten von Sauerstoff und Brennstoff, wodurch eine feinere Optimierung des Sauerstoff- und Brennstoffverbrauchs ermöglicht wird, die zu einer verbesserten Effizienz des gesamten Verfahrens führt. Weil die Stabilität der Hauptflamme 18 durch Bereitstellung der oberen sekundären Sauerstoff- und Brennstoffströmung verbessert wird, kann zudem die Effizienz eines Ofens wesentlich verbessert werden, in den Düse 130 eingebaut ist.
12 zeigt schematisch einen Ofen 10, in den Düse 130 in ähnlicher Weise wie in 8 eingebaut ist. Die Wirkung der zusätzlichen sekundärer Brennstoff-sekundärer Sauerstoff-Flamme auf den Hauptbrennstoff-Luft- Strahl ist deutlich dargestellt, was selbst unter sehr schlechten Bedingungen zur raschen Zündung des primären Brennstoffs führt. Das Verhältnis der beiden sekundärer Sauerstoff-sekundärer Brennstoff-Strömungsraten wird vorzugsweise so gewählt, dass der Ausstoß des Ofens maximiert wird. Für Anwendungen, die eine große Menge Staubeinsaugung oder niedrige Brennstoffqualität erfordern, wird ein großer Anteil des sekundären Sauerstoffs und Brennstoffs auf die obere sekundäre Flamme gerichtet und dieser zugeteilt. Für Anwendungen, die höhere Temperaturen in der Charge und eine höhere Wärmeübertragung an diese erfordern, wird der unteren sekundären Flamme ein größerer Anteil des Sauerstoffs und des Brennstoffs zugeteilt.
Die mit den erfindungsgemäßen Düsen verwendbaren Sauerstoffströmungsraten können im Allgemeinen über sehr weite Bereiche variieren und werden bezogen auf die spezielle Ofengeometrie und die speziellen Betriebsbedingungen gewählt. Die Sauerstoffströmungsraten für sowohl die primären als auch die sekundären Sauerstoffströmungsdurchgänge liegen vorzugsweise zwischen etwa 5000 scfh (Standard-Kubikfuß pro Stunde) (135,1 Nm³/h) und etwa 150000 scfh (4054 Nm³/h) mit stöchiometrischen Raten des sekundären Brennstoffs, der die sekundäre Sauerstoffströmung begleitet.

Claims

Vorrichtung zur Verwendung beim Herstellen von Klinker, umfassend: einen Drehrohrofen mit einem Materialeinlass (26) und einem Klinkerauslass; einen Hauptbrenner zum Ausstrahlen einer Flamme, der nah genug an dem Klinkerauslass angeordnet ist, um eine Charge in dem Innern des Drehrohrofens zu erhitzen; eine Düse (50, 80), die an den Hauptbrenner angrenzt, wobei die Düse eine Längsachse aufweist und umfasst: einen Strömungsdurchgang (62, 90) für Oxidierungsmittel, der einen Oxidierungsmitteleinlass (64, 92) und einen sekundären Oxidierungsmittelauslass (68, 94) aufweist und zwischen ihnen verläuft; einen primären Strömungsdurchgang (62, 84) für Oxidierungsmittel, der einen primären Oxidierungsmittelauslass (66, 88) aufweist; mindestens eine sekundäre Brennstoffströmungsleitung (70, 96), die einen sekundären Brennstoffeinlass (98) und mindestens einen sekundären Brennstoffauslass (100) aufweist und zwischen ihnen verläuft; wobei der primäre Strömungsdurchgangsauslass (66, 88) für Oxidierungsmittel in einem Winkel α zu der Längsachse angeordnet ist, der im Bereich von –20° bis 90° liegt; und wobei mindestens ein sekundärer Brennstoffauslass (100) und der sekundäre Oxidierungsmittelauslass (68, 94) in einem Winkel β angeordnet sind, der im Bereich 0° bis –90° liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Winkel α zwischen –10° und 50° liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Winkel α zwischen –10° und 10° liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Winkel β zwischen –3° und –75° liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Winkel β zwischen –3° und –60° liegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der primäre Strömungsdurchgang für Oxidierungsmittel mit dem Strömungsdurchgang für Oxidierungsmittel in fluidischer Verbindung steht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei mindestens der eine sekundäre Brennstoffauslass zwei sekundäre Brennstoffauslässe umfasst, welche teilweise zueinander gelenkt werden, wobei eine verhältnismäßig flache Flamme erzeugt wird, wenn sekundärer Brennstoff aus den zwei sekundären Brennstoffauslässen strömt und Oxidierungsmittel aus dem sekundären Oxidierungsmittelauslass strömt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die zwei sekundären Brennstoffauslässe derart angeordnet und gelenkt werden, dass die verhältnismäßig flache Flamme eine lange Querschnittsabmessung und eine kurze Querschnittsabmessung aufweist, wobei die lange und kurze Querschnittsabmessung in dem Ofen derart ausgerichtet sind, dass die verhältnismäßig flache Flamme teilweise über eine Länge des Ofens nach unten gelenkt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Düse in dem Hauptbrenner angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Strömungsdurchgang für Oxidierungsmittel aus einem unteren sekundären Strömungsdurchgang für Oxidierungsmittel besteht und ferner umfasst: einen oberen sekundären Strömungsdurchgang für Oxidierungsmittel, der einen oberen sekundären Oxidierungsmitteleinlass und einen oberen sekundären Oxidierungsmittelauslass (144) aufweist und zwischen ihnen verläuft; mindestens die eine sekundäre Brennstoffströmungsleitung, die eine obere sekundäre Brennstoffströmungsleitung (146) umfasst, die einen oberen sekundären Brennstoffeinlass (148) und einen oberen sekundären Brennstoffauslass (150) aufweist und zwischen ihnen verläuft, und eine untere sekundäre Brennstoffströmungsleitung (158), die einen unteren sekundären Brennstoffeinlass (160) und einen unteren sekundären Brennstoffauslass (162) aufweist und zwischen ihnen verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der obere sekundäre Oxidierungsmittelauslass und der obere sekundäre Brennstoffauslass in einem Winkel γ zwischen 0° und 90° im Verhältnis zu der Längsachse angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Winkel γ zwischen 3° und 45° liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Winkel γ zwischen 3° und 25° liegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei sich die obere sekundäre Brennstoffleitung innerhalb des oberen sekundären Strömungsdurchganges für Oxidierungsmittel befindet und sich die untere sekundäre Brennstoffleitung innerhalb des unteren sekundären Strömungsdurchganges für Oxidierungsmittel befindet.
Verfahren zum Formen von Klinker in einem Drehrohrofen, folgende Schritte umfassend: Bewegen von Material durch einen Drehrohrofen entlang einem Materialweg, der durch den Ofen zu einem Materialausgang verläuft; Erhitzen des Materials mit einer Hauptbrennerflamme, die nahe genug an dem Materialausgang liegt, um Wärme auf das Material zu übertragen; Zuführen von Oxidierungsmittel in die Hauptbrennerflamme; und Erhitzen des Materials nahe dem Materialausgang mit einer sekundären Flamme, die im Wesentlichen von der Hauptbrennerflamme weggelenkt wird.
Verfahren zum Formen von Klinker in einem Drehrohrofen nach Anspruch 15, wobei die sekundäre Flamme aus einer unteren sekundären Flamme besteht und ferner das Lenken einer oberen sekundären Flamme in Richtung auf die Hauptbrennerflamme umfasst.
Verfahren zum Formen von Klinker in einem Drehrohrofen nach Anspruch 15 oder 16, wobei die sekundäre Flamme aus einer flachen Flamme besteht und der Schritt des Erhitzens des Materials das schrittweise Erhitzen des Materials mit der flachen Flamme entlang des Materialweges umfasst.
Verfahren zum Formen von Klinker in einem Drehrohrofen nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei der Schritt des Zuführens von primärem Oxidierungsmittel in die Hauptbrennerflamme das Zuführen von Oxidierungsmittel mit einer Rate zwischen 135,1 Nm³/h (5000 Normalkubikfuß pro Stunde) und 4054 Nm³/h (150.000 Normalkubikfuß pro Stunde) umfasst.
Verfahren zum Formen von Klinker in einem Drehrohrofen nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei der Schritt des Erhitzens des Materials mit einer sekundären Flamme das Zuführen von sekundärem Oxidierungsmittel mit einer Rate zwischen 135,1 Nm³/h (5000 Normalkubikfuß pro Stunde) und 4054 Nm³/h (150.000 Normalkubikfuß pro Stunde) umfasst.
Verfahren zum Formen von Klinker in einem Drehrohrofen nach Anspruch 19, wobei der Schritt des Erhitzens des Materials mit einer sekundären Flamme das Zuführen des sekundären Oxidierungsmittels zusammen mit stöchiometrischen Mengen von sekundärem Brennstoff umfasst.
Verfahren zum Formen von Klinker in einem Drehrohrofen nach einem der Ansprüche 15 bis 20, wobei der Schritt des Zuführens von primärem Oxidierungsmittel das Zuführen eines Oxidierungsmittels in die Hauptbrennerflamme umfasst, das mindestens 21% Sauerstoff enthält.
Verfahren zum Formen von Klinker in einem Drehrohrofen nach Anspruch 21, wobei der Schritt des Zuführens von primärem Oxidierungsmittel das Zuführen eines Oxidierungsmittels in die Hauptbrennerflamme umfasst, das mindestens 90% Sauerstoff enthält.
Verfahren zum Formen von Klinker in einem Drehrohrofen nach Anspruch 22, wobei der Schritt des Zuführens von primärem Oxidierungsmittel das Zuführen eines Oxidierungsmittels in die Hauptbrennerflamme umfasst, das mindestens 99% Sauerstoff enthält.