DE824178C

DE824178C - Verfahren zum Betrieb von senkrechten Schachtoefen und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE824178C
Application number: DES752A
Authority: DE
Inventors: Dr Francis Paul Somogyi
Original assignee: FRANCIS PAUL SOMOGYI DR
Current assignee: FRANCIS PAUL SOMOGYI DR
Priority date: 1948-11-17
Filing date: 1949-11-17
Publication date: 1951-12-10

Description

Verfahren zum Betrieb von senkrechten Schachtöfen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die vorjiegende Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren zum Betrieb von senkrechten Schachtöfen, in welche zerkleinertes Material, welches Brennstoff enthält oder aus Brennstoff besteht, von oben aufgegeben wird und im Gegenstrom zu einem aufwärts strömenden Luftstrom durch die Reaktionszone wandert und schließlich am unteren Ende des Schachtes entfernt wird.
Ein Beispiel eines senkrechten Schachtofens der gekennzeichneten Art bildet ein senkrechter Gaserzeuger, in welchem Koks, der abwärts durch den senkrechten Schacht wandert, durch den aufsteigenden Luftstrom zu Kohlenoxyd verbrannt wird. Ein weiteres Beispiel bildet ein senkrechter Zementofen, in welchem eine Mischung von Koks oder Anthrazit mit Kalk und Mergel oder Ton abwärts durch den Schacht wandert entgegen einem aufsteigenden Luftstrom und dabei in der Mitte des Schachtofens eine Temperatur erreicht, die ausreichend ist, um die Charge zu sintern und Zement zu bilden. Als drittes Beispiel kann ein Kalkbrennofen genannt werden, in welchem ein Gemisch von Kalkstein und Kohle oder Koks im Gegenstrom zu einem aufwärts strömenden Gasstrom abwärts wandert.
Die Verhältnisse, denen das Material auf seinem Wege durch den Ofen unterworfen ist, ändern sich mit der radialen Entfernung des Materials von der Mitte des Schachtes, was hauptsächlich darauf zurückzuführen ist, daß Wärme durch Strahlung in radialer Richtung verlorengeht, wodurch sich die Temperatur des Materials in Richtung von der Mitte des Ofens nach außen hin verringert. Das hat zur Folge, daß der aufsteigende Luftstrom eine höhere Temperatur und damit auch eine geringere Dichte in der Mitte des Ofens besitzt als am Umfang desselben. Zufolge dieses Umstandes ist die Strömungsgeschwindigkeit der Luft in der Mitte des Ofens geringer als in der Nähe des Umfanges. Diese Erscheinung tritt in vielen Fällen, z. B. bei der Zementherstellung, noch dadurch in verstärktem Maße auf, daß das Material in der Mitte des Ofens zufolge der höheren Temperatur mehr zusammensintert und dadurch weniger durchlässig wird als das Material in der Nähe des Umfanges. Es ist eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung, diesen Nachteil zu verringern.
Es ist nun festgestellt worden, daß sich der Brennvorgang in Ofen gleichmäßiger abwickelt, wenn die Zusammensetzung der Charge so verschieden ist, daß die in jedem Querschnitt der Charge erzeugte Wärmemenge allmählich oder in einer oder mehreren Stufen mit radialer Entfernung von der Ofenachse zunimmt.
Die Charge kann exotherme, endotherme und inerte Bestandteile enthalten. Der exotherme Bestandteil, z. B. Koks, gibt Wärme ab während der chemischen Reaktion im Ofen. Der endotherme Bestandteil, z. B. die zementbildende Mischung aus Kalk und Mergel oder Ton, nimmt während der chemischen Reaktion im Ofen Wärme auf. Der inerte Bestandteil, z. B. Schlacke, Klinker oder Asche, nimmt an der chemischen Reaktion nicht teil. Natürlich nehmen alle Bestandteile in physikalischer Beziehung Wärme auf, wenn sie auf die Reaktionstemperatur beim Durchgang durch den Ofen erwärmt werden.
Ein Chargeneinschnitt kann einen, zwei oder alle der.obengenannten Bestandteile enthalten, und durch die Anzahl und das Mengenverhältnis der Bestandteile wird die Menge der freigegebenen Wärme bestimmt.
So kann im Falle eines senkrechten Gaserzeugers eine Mischung, bestehend aus Koks mit Asche, Klinker oder mit einem anderen inerten Material so in den Ofen aufgegeben werden, daß das Material in der Mitte des Ofens einen höheren Gehalt an inertem Material besitzt als das Material, das am Umfang in den Ofen zugeführt wird.
Im Falle der Zementherstellung können die Formlinge, die in der Mitte des Ofens aufgegeben werden, einen höheren Gehalt an zementbildendem Material und einen geringeren Gehalt an Brennstoff besitzen als die Formlinge, die in der Nähe des Umfanges aufgegeben werden. Es ist aber auch möglich, den Formlingen inertes Material zuzusetzen oder eine gewisse Menge schwach gebrannten Zementes, der noch immer geeignet ist, eine exotlierme Reaktion im Ofen einzugehen, wobei die Formlinge, die in der Mitte aufgegeben werden, einen größeren Gehalt des schwach gebrannten Zemmts enthalten als die Formlinge, die am Umfang aufgegeben werden. Es ist natürlich auch möglich, das exotherme oder inerte Material gesondert in die Mitte des Ofens aufzugeben.

Im Falle eines Hochofens empfiehlt es sich, Schlacke, Asche, Klinker oder sogar früher erzeugtes Roheisen der Charge zuzugeben, wobei immer wieder eine größere Menge dieser Materialien in der Mitte zugegeben wird als am Umfang.

Die vorteilhafte Wirkung dieser Maßnahmen kann

noch dadurch gesteigert werden, daß in an sich be-

kannter Weise zusätzlich auch noch die Stückgröße

der Charge von der Mitte des Ofens nach außen hin

so verändert wird, daß die Stückgröße allmählich oder

in Stufen von der Mitte des Schachtes nach außen hin

abnimmt.

Die gewünschte Verschiedenheit in der Stückgröße

kann dadurch erreicht werden, daß Material unter-

schiedlicher Stückgröße getrennt in verschiedenen

Eritfernungen von der 'litte in den Ofen aufgegeben

wird.

Dieser Vorschlag kann z. B. bei Gaserzeugern so

verwirklicht werden, daß Chargen, bestehend aus

Koks oder Anthrazit verschiedener Stückgröße auf-

gegeben.werden; im Falle von Zementöfen werden

Formlinge oder Briketts, die aus zementbildendem

Material bestehen, in verschiedener Stückgröße in

verschiedener Entfernung von der Mitte des Ofens

aufgegeben.

Dementsprechend wird der erfindungsgemäße senk-

rechte Schachtofen mit :Mitteln versehen, die es ge-

statten, zwei oder mehrere Materialien unterschied-

licher Art gesondert oben in den Ofen aufzugeben,

wobei jedes Material in verschiedener radialer Ent-

fernung von der Mitte des Ofens eingeführt wird, und

die Verschiedenheit durch 'Material verschiedener Zu-

sammensetzung oder zusätzlich auch verschiedener

Korngröße bedingt ist. Durch die getrennte Aufgabe

von Material verschiedener Zusammensetzung oder

zusätzlich auch verschiedener Stückgröße in der an-

gegebenen Weise kann die Zusammensetzung und

auch die Stückgröße der Charge von der 'Mitte des

Schachtes nach außen hin in jeder gewünschten Weise

geändert werden.

Für die Aufgabe verschiedener Materialien können

Fülltrichter oder Schüttrinnen verwendet werden, die

mit Auslaßöffnungen versehen sind, durch die das

Material in den Schacht aufgegeben wird. Eine Aus-

laßöffnung kann das Material direkt der Mitte des

Ofens zuführen; die andere Auslaßöffnung oder die

anderen Auslaßöffnungen geben das Material dann an

Stellen auf, die von der Mitte des Ofens entfernt sind.

Diese Auslaßöffnungen können dabei so angeordnet

sein, daß sie rings um die erste Auslaßöffnung rotieren

und auf diese Weise eine kreisförmige Aufgabe er-

möglichen. So kann z. B. ein umlaufender Fülltrichter,

der in seiner Winkellage einstellbar ist, für die kreis-

förmige Aufgabe Verwendung finden.

Eine bevorzugte Aiisfiilirungsforni der Erfindung

soll nun beispielsweise ein Ha#id der Zeichnung be-

schrieben werden, in welcher ein senkrechter Schnitt

durch den oberen Teil eines Schachtofens für Zement-

herstellung dargestellt ist, in welcliein das Material

durch Fülltrichter und Schüttrinnen gemäß der Er-

findung aufgegeben wird.

Der Zementofen 1 besitzt einen senkrechten Schacht 2,

in welchen zementbildendes 'Material zusammen

mit festem Brennstoff voii oben aufgegeben wird.

Für die Zufuhr des 'Materials in den Ofen sind drei

Fülltrichter 3, 4 und 5 vorgesehen, wobei jeder von

ihnen eine Aufgaberinne 6 bzw. 7 bzw. 8 besitzt. Der

Fülltrichter 3 und die Aufgaberinne 6 sind zentral

oberhalb des Schachtes 2 angeordnet, während die Fülltrichter 4 und 5 konzentrisch rings um die Aufgaberinne 6 in verschiedener Höhe angeordnet sind, wobei der Fülltrichter 5 oberhalb des Fülltrichters 4 zu liegen kommt. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Aufgaberinne 7 des Fülltrichters 4 das Material in den Schacht an einer Stelle aufgibt, die etwa in der Mitte zwischen der Achse und dem Umfang des Schachtes liegt, während die Aufgaberinne 8 des Fülltrichters 5 das Material in entgegengesetzter Richtung am Umfang des Schachtes aufgibt.

Es ist vorteilhaft, die Aufgaberinne 7 zu unterteilen und den unteren Teil 9 mittels Gelenke io ausschwenkbar zu gestalten, wodurch der Materialstrom aus dem Fülltrichter 4 in beliebigen Abständen von der :Mitte aufgegeben werden kann.
Die Fülltrichter 3, 4 und 5 sind ferner so angeordnet, daß sie gemeinsam rings um die Achse der Schüttrinne 6 umlaufen und dabei in an sich bekannter Weise angetrieben werden können. Der Ofen ist auf diese Weise mit einer zentralen Speisung durch die Rinne 6 und mit kreisförmigen Speisungen durch die Schüttrinnen 7 und 8 versehen. Die Fülltrichter und die Schüttrinnen können von einem Gehäuse ii umgeben sein, welches zentrisch oberhalb des Ofens angeordnet ist.
Das Material wird den Fülltrichtern 4 und 5 von oberhalb denselben angeordneten Transportvorrichtungen 12 und i3 durch Aufgaberinnen 14 und 15 zugeführt; der Fülltrichter 3 kann in ähnlicher Weise, gespeist werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Betrieb von senkrechten Schachtöfen, in welchen stückiges Material, das Brennstoff enthält, oder aus Brennstoff besteht, von oben aufgegeben wird und im Gegenstrom zu einem aufwärts strömenden Luftstrom durch die Reaktionszone wandert und schließlich am unteren Ende des Schachtes entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Charge so zusammengesetzt ist, daß die Menge der frei werdenden Wärme in jedem Querschnitt der durch den Ofen nach abwärts wandernden Charge von der Mitte des Ofens nach außen hin allmählich oder stufenweise zunimmt.
2. Verfahren zum Betrieb von senkrechten Schachtöfen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die gewünschte Verschiedenheit in der Zusammensetzung der Charge durch getrennte Speisung getrennter Chargen von Material verschiedener Zusammensetzung bewirkt wird.
3. Verfahren zum Betrieb von senkrechten Schachtöfen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formlinge oder die Briketts, die in der Mitte oder nahe zur Mitte aufgegeben werden, einen höheren Gehalt an zementbildendem Material und einen niedrigeren Gehalt an festem Brennstoff besitzen als die Formlinge oder Briketts, die näher zum Umfang des Ofens aufgegeben werden.
4. Verfahren zum Betrieb von senkrechten Schachtöfen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formlinge oder Briketts, die in der Mitte oder nahe zur Mitte aufgegeben werden, einen höheren Prozentsatz an inertem Material aufweisen als die Formlinge oder Briketts, die näher zum Umfang aufgegeben werden.
5. Verfahren zum Betrieb von senkrechten Schachtöfen nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Stückgröße der Charge von der Mitte des Schachtes nach außen hin allmählich oder stufenweise abnimmt.
6. Verfahren zum Betrieb von senkrechten Schachtöfen nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Material verschiedener Stückgröße getrennt in verschiedenen radialen Entfernungen vom Zentrum oben in den Ofen aufgegeben wird.
7. Verfahren zum Betrieb von senkrechten Schachtöfen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gewünschte Verschiedenheit in der Stückgröße durch die Verwendung von Formlingen oder Briketts aus Material und festem Brennstoff verschiedener Größe bewirkt wird. B.
Senkrechter Schachtofen, der zur Ausführung des Verfahrens gemäß den Ansprüchen i bis 5 geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die es gestatten, Material verschiedener Stückgröße und Zusammensetzung getrennt oben in den Ofen aufzugeben, wobei die Aufgabe der verschiedenen Materialien in verschiedenen Abständen von der Ofenmitte erfolgt.
9. Senkrechter Schachtofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel für die Speisung mit verschiedenem Material Fülltrichter, Schüttrinnen o. dgl. umfassen, durch deren Auslaßöffnungen das Material dem Ofen zugeführt wird, wobei eine Auslaßöffnung das Material der Mitte des Ofens zuführt, während die andere Auslaßöffnung oder die anderen Öffnungen das Material an von der Ofenmitte entfernten Stellen aufgeben. io. Senkrechter Schachtofen nach Anspruch 9; dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnungen für die Zufuhr von Material an von der Ofenmitte entfernten Stellen so ausgebildet sind, daß sie eine Kreisbewegung beschreiben und eine kreisförmige Aufgabe des Materials ermöglichen. ii. Senkrechter Schachtofen nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß für die kreisförmige Materialaufgabe eine umlaufende Schüttrinne vorgesehen ist, deren unterer Teil ausschwenkbar ausbildet ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 329 170, 337 241.