DE913154C

DE913154C - Shaft furnace

Info

Publication number: DE913154C
Application number: DEN3086A
Authority: DE
Inventors: Peter Howden
Original assignee: Ernest Newell & Co Ltd
Current assignee: Ernest Newell & Co Ltd
Priority date: 1949-11-23
Filing date: 1950-11-07
Publication date: 1954-06-10

Description

Schachtofen Die Erfindung bezieht sich auf einen Brennofen zum Erhitzen, Trocknen und Brennen von zerkleinertem Erz, Steinen od. dgl., besonders zum Brennen von kleinstückigem Kalkabfall, der bisher in den Kalksteinbrüchen auf Halde gebracht und nicht verwertet wird.Shaft furnace The invention relates to a furnace for heating, Drying and burning of crushed ore, stones or the like, especially for burning of small pieces of lime waste that was previously dumped in limestone quarries and is not recycled.

Es gibt bereits Schachtöfen, die im Querstrom beheizt werden, wobei die Rauchgase durch schräg nach unten gerichtete Schlitze in den Schacht ein-und ausgeleitet werden und mehrmals hintereinander das Cut durchdringen. Man hat auch schon vorgeschlagen, bei einem Schachtofen, dessen Schachtwände schräg nach unten gerichtete Rauchgasschlitze enthalten, einen Feuerraum seitlich unmittelbar an einer solchen mit Schlitzen versehenen Schachtwand anzuordnen. Schließlich ist es bekannt, bei Schachtöfen zwei Brennschächte vorzusehen, die zu beiden Seiten eines mittleren Leitkanals für die Brenngase liegen und von -durchlässigen Wänden eingefaßt sind, wobei der mittlere Leitkanal und Leitkanäle an den Außenseiten der Brennschächte durch versetzt liegende, waagerechte Querwände derart unterteilt sind, daß die Brenngase das in den Brennschächten enthaltene Brenngut in mehrfach wechselnder Querströmung durchziehen.There are already shaft furnaces that are heated in cross flow, whereby the flue gases in and into the shaft through slits directed downwards at an angle be diverted and penetrate the cut several times in a row. One also has already proposed for a shaft furnace with the shaft walls sloping downwards Directional smoke gas slots contain, a combustion chamber on the side immediately on one to arrange such slot wall provided with slots. After all, it is known in shaft furnaces two kilns are to be provided, one on either side of a central one Guide channels for the fuel gases are located and surrounded by permeable walls, the central duct and ducts on the outer sides of the burners are subdivided by offset, horizontal transverse walls in such a way that the combustion gases the material to be fired in the firing shafts in multiple alternating cross-currents pull through.

Der Brennofen nach der Erfindung weist einen gedrängten Aufbau und eine gute Wärmeleistung auf und ist so eingerichtet, daß er sich auch .dann wirtschaftlich betreiben läßt, wenn das zu verarbeitende Material nur in geringen Mengen anfällt und der Ofen nicht im Dauerbrand betrieben werden kann. Der Brennofen nach der Erfindung weist zwei von einem Fülltrichter gespeiste Brennschächte auf, die zu beiden Seiten eines mittleren Leitkanals für die Brenngase angeordnet sind, und kennzeichnet sich dadurch, daß. der untere Teil des zwischen den Brennschächten befindlichen, mittleren Leitkanals als Brennkammer ausgebildet und derart angeordnet ist, daß die Brenngase unmittelbar in die die Brennkammer seitlich einfassenden Brennschächte einströmen, die über ihre ganze Höhe von Jalousiewänden mit geneigten, sich trichterartig gegenüberliegenden Wandschlitzen begrenzt sind und das unter Schwerewirkung frei niedersinkende Brenngut in einen unterhalb der Brennkammer angeordneten Entleerungstrichter leiten.The kiln according to the invention has a compact structure and a good heat output and is set up so that it is also .then economical can be operated if the material to be processed is only available in small quantities and the furnace cannot be operated in continuous fire. The kiln according to the invention has two combustion shafts fed by a hopper on, which are arranged on both sides of a central duct for the fuel gases, and is characterized in that. the lower part of the between the burners located, central guide channel designed as a combustion chamber and arranged in such a way is that the combustion gases directly into the laterally bordering the combustion chamber Burning shafts flow in, which are covered over their entire height by blind walls with inclined, funnel-like opposing wall slots are limited and that below Gravity freely sinking material to be burned in a below the combustion chamber Guide the emptying funnel.

Der das Brenngut aufnehmende Entleerungstrichter ist zweckmäßig mit .eingebauten Luftleitungen für Kühlluft versehen, die das gebrannte, noch heiße Gut abkühlen soll, ohne es zu berühren. Die hierbei vorgewärmte Kühlluft kann zweckmäßig ganz oder teilweise zugleich als Verbrennungsluft benutzt und in die Brennkammer eingeleitet werden.The emptying funnel that holds the items to be fired is useful .provided built-in air ducts for cooling air, which the fired, still hot Should cool down well without touching it. The cooling air preheated here can be useful wholly or partially used both as combustion air and in the combustion chamber be initiated.

Die Jalousiewände der Brennschächte bestehen zweckmäßig im unteren Teil des Ofens aus feuerfestem Steinmaterial, im oberen Teil aus Metallplatten. Der mittlere Leitkanal kann im oberen Teil eine gewölbte Trennwand aufweisen, die vorzugsweise durch eine Metallplatte gebildet ist und einen oberhalb der Brennkammer liegenden, mittleren Leitraum von einer darüber befindlichen Kammer für den Gasabzug abteilen soll.The blind walls of the firing shafts are expediently in the lower one Part of the furnace made of refractory stone material, in the upper part made of metal plates. The middle guide channel can have a curved partition in the upper part, which is preferably formed by a metal plate and one above the combustion chamber lying, middle guide space from an overlying chamber for the gas exhaust should divide.

In der Zeichnung ist ein Brennofen für kleinen Durchsatz beispielsweise dargestellt, obwohl diese Bauart sich auch für größeren Durchsatz eignet, und zwar zeigt Fig. i eine Ansicht des vollständigen Brennofens mit allen Hilfseinrichtungen, Fig.2 einen senkrechten Schnitt nach der Linie a-2 in Fig. i in größerem Maßstab, Fig.3 einen waagerechten Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 2 und Fig. 4 eine Einzelheit der Fig. i in größerem Maßstab.In the drawing, for example, a small throughput kiln is shown shown, although this design is also suitable for larger throughput, namely Fig. i shows a view of the complete kiln with all auxiliary equipment, 2 shows a vertical section along the line a-2 in FIG. 1 on a larger scale, 3 shows a horizontal section along the line 3-3 in FIG. 2 and FIG. 4 shows a detail of Fig. i on a larger scale.

Der eigentliche Brennofen i ist von rechteckigem Querschnitt und in einem aus Blechplatten 2 und Versteifungswinkeleisen 3 bestehenden Gehäuse vorgesehen. Innerhalb eines Futters 4 aus feuerfesten Steinen und unter Zwischenschaltung von Rauchkanälen 5 und 6 von den Enden des Futters aus gerechnet sind zwei senkrecht stehende Sätze von Jalousiewänden A, B vorgesehen, die je aus äußeren Jalousiewänden 7, 8 und inneren Jalousiewänden 9, io bestehen. Die Schlitze sind sämtlich abwärts in Richtung auf einen zwischen den Wänden angeordneten Raum i i gerichtet, und zwischen den beiden Sätzen befindet sich eine mittlere Kammer 12. Das untere Drittel dieser Kammer ist durch ein Gewölbe 13 aus. feuerfestem Material abgedeckt, so daß eine Verbrennungskammer i¢ entsteht, und die benachbarten Jalousiewände bestehen aus feuerfesten Steinen, die in die Innenwände des Futters 4 eingelassen sind. Diese feuerfesten Jalousiewände erstrecken sich bis über das Gewölbe 13 bis zu einer Höhe, in der die seitlichen Rauchkanäle 5 durch feuerfeste Steine 15 abgeschlossen sind. Oberhalb dieser Höhe bestehen die Jalousiewände 8 aus Gußeisen, und in ihrer halben Höhe ist in der mittleren Kammer ein aus Gußeisen bestehendes Gewölbe 16 vorgesehen. Oberhalb dieses zweiten Gewölbes befindet sich ein Auslaßrohr 17, durch das die verbrauchten Gase abströmen können, und zwar werden sie mittels eines Gebläses i9 durch eine Leitung 18 abgesaugt und durch ein schornsteinartiges Rohr 2o nach außen befördert.The actual kiln i is provided with a rectangular cross-section and in a housing consisting of sheet metal plates 2 and stiffening angle iron 3. Inside a lining 4 made of refractory bricks and with the interposition of smoke channels 5 and 6 calculated from the ends of the lining, two vertical sets of blind walls A, B are provided, each consisting of outer blind walls 7, 8 and inner blind walls 9, io. The slots are all directed downwards towards a space ii arranged between the walls, and a central chamber 12 is located between the two sets. The lower third of this chamber is defined by a vault 13. Refractory material covered, so that a combustion chamber i ¢ is created, and the adjacent blind walls are made of refractory stones, which are embedded in the inner walls of the lining 4. These fireproof louvre walls extend over the vault 13 to a height at which the lateral smoke channels 5 are closed off by fireproof bricks 15. Above this height, the blind walls 8 are made of cast iron, and a vault 16 made of cast iron is provided halfway up their height in the middle chamber. Above this second vault there is an outlet pipe 17 through which the used gases can flow out, namely they are sucked off by means of a blower 19 through a line 18 and conveyed to the outside through a chimney-like pipe 2o.

In der Kammer 14 ist eine Feuerung oder ein Brenner angeordnet, und bei dem dargestellten Beispiel müssen die hier entstehenden Gase auf jeder Seite viermal durch das zu brennende Material Sehen, zunächst auswärts zwischen den unteren Jalousiewänden 9 und 7 (Brennzone), sodann nach dem Aufwärtsströmen in den Kanälen 5 einwärts durch das Material zwischen den oberen feuerfesten Jalousiewänden 7 und 9 (Vorbrennzone), zu dem oberhalb des Gewölbes 13 liegenden Teil der mittleren Kammer 12, dann aus diesem Teil der Kammer auswärts durch das Material zwischen den unteren Bußeisernen Jalousiewänden 8 und io, in die oberen Rauchkanäle 6 und wieder zurück durch das Material zwischen den oberen Bußeisernen Jalousiewänden io und 8 (Vorwärm- und/oder Trockenzone) in die mittlere Kammer oberhalb des eisernen Gewölbes 16. Das Trocknen kann notwendig sein, wenn das Material vor dem Brennen gewaschen worden ist, um es von Staub und löslichen 'Verunreinigungen zu befreien, wie dies bei der Herstellung von Kalk verhältnismäßig hoher Reinheit erforderlich ist.In the chamber 14 a furnace or a burner is arranged, and in the example shown, the gases produced here must be on each side See through the material to be burned four times, first outwards between the lower ones Blind walls 9 and 7 (burning zone), then after the upward flow in the channels 5 inward through the material between the upper fire retardant louvre walls 7 and 9 (pre-combustion zone), to the part of the middle chamber lying above the vault 13 12, then out of this part of the chamber through the material between the lower ones Iron blind walls 8 and io, into the upper smoke channels 6 and back again through the material between the upper iron blind walls io and 8 (preheating and / or dry zone) into the middle chamber above the iron vault 16. Drying may be necessary if the material has been washed before firing is to rid it of dust and soluble 'impurities, as is the case with the Production of lime of relatively high purity is required.

Ein oberhalb des Brennofens angeordneter Zuführungstrichter 2i weist einen geteilten Boden 22 auf, der das Material zu den beiden senkrechten Räumen zwischen den jalousiewänden führt, und hält diese Räume entsprechend dem Absinken des in ihnen befindlichen Materials, das sich nach der Arbeitsweise der Austragvorrichtung 23 richtet, die am Grunde des am unteren Ende des Brennofens vorgesehenen V-förmigen Sammeltrichters 24 angeordnet ist, stets gefüllt. Die Austragvorrichtung kann eine glatte oder eine mit Taschen versehene Oberfläche haben: Durch den Sammeltrichter 24 sind Luftkanäle 25 von länglichem Querschnitt hindurchgeführt, die zu einer Kammer 26 führen, aus der Luft mittels eines Sauggebläses 27 abgesaugt und durch ein schornsteinartiges Rohr nach außen geblasen wird. Ein Teil der Luft kann dem Ofen oder Brenner auch als Verbrennungsluft zugeführt werden, und zwar entweder aus der Saugleitung 29 des Gebläses 27 oder getrennt durch eine besondere Leitung 3o (s. Fig. 4).A feed funnel 2i arranged above the furnace has a divided floor 22, which the material to the two perpendicular spaces between the blind walls, and keeps these spaces in accordance with the sinking of the material in them, which is based on the mode of operation of the discharge device 23 directs the V-shaped at the bottom of the lower end of the kiln Collection funnel 24 is arranged, always filled. The discharge device can be a have a smooth or a pocketed surface: Through the collecting funnel 24 air ducts 25 of elongated cross-section are passed through, which lead to a chamber 26 lead, sucked out of the air by means of a suction fan 27 and through a chimney-like Pipe is blown outwards. Some of the air can be in the oven or burner as well as combustion air, either from the suction line 29 of the fan 27 or separated by a special line 3o (see. Fig. 4).

Die beiden im Bereich der feuerfesten Jalousiewände liegenden Zonen sind durch Vollsteine 31 getrennt, die den vertikalen Raum für das zu behandelnde Material fortsetzen. Ähnliche Steine 32 können auch an der Übergangsstelle der Brennzone zu dem Sammeltrichter 24 vorgesehen sein.The two zones in the area of the fire-proof blind walls are separated by solid stones 31, which make up the vertical space for the to be treated Continue material. Similar stones 32 can also be used at the transition point of the burn zone be provided to the collecting funnel 24.

Die Beschickung des Verbrennungsraumes mit Brennstoff erfolgt von einem Brennstoffschacht 33 aus über eine Förderschnecke 34 durch die eine Seite des eigentlichen Brennofens zu dem Rost 36, während die Verbrennungsluft mittels eines Gebläses 37 durch die Leitung 35 zugeführt wird. Das Gebläse entnimmt die Luft vorzugsweise von der Luft, die sich beim Kühlen des gebrannten Materials erhitzt hat, z. B. durch die Leitung 30. Sekundärluft kann der Brennkammer unmittelbar durch die öffnung 38 auf der Seite des feuerfesten Futters d. zugeführt «erden, die gleichzeitig als Kontrollöffnung dienen kann. Eine Tür 39 aus feuerfestem Material kann außerdem noch vorgesehen sein.The combustion chamber is charged with fuel from a fuel shaft 33 from a screw conveyor 34 through one side of the actual kiln to the grate 36, while the combustion air is fed by means of a fan 37 through the line 35. The fan removes the air preferably from the air that is released during the cooling of the fired material has heated, e.g. B. through line 30. Secondary air can the combustion chamber directly through opening 38 on the refractory lining side d. fed «to earth, which can also serve as a control opening. A door 39 made of refractory material can also be provided.

Natürlich ist es auch möglich, an Stelle einer Kohlenfeuerung eine öl- oder Gasfeuerung vorzusehen. Auch kann die Feuerung von Hand beschickt werden, und hierbei kann Kohle oder Holz als Brennstoff verwendet werden. Dafür müßte eine besondere Feuertür in der Seitenwand des Futters q. vorgesehen werden. Schließlich kann die Feuerung auch als Gaserzeuger arbeiten. Wenn dies erforderlich sein sollte, können selbstverständlich auch mehrere Feuerungen in der _Verbrennungskammer angeordnet «erden, insbesondere bei einer größeren Querausdehnung des Ofens, um die Leistung des einzelnen Brennofens zu erhöhen.Of course, it is also possible to use one instead of a coal-fired one to provide oil or gas firing. The furnace can also be fed by hand, and coal or wood can be used as fuel. For that one would have to special fire door in the side wall of the lining q. are provided. In the end the furnace can also work as a gas generator. If this should be necessary, Of course, several furnaces can also be arranged in the combustion chamber «Earth, especially if the oven is larger across, to the power of the individual kiln.

Da die Verbrennungsgase das allmählich herunterfallende Material auf dem Wege zwischen den Jalousiewänden mehrfach zu durchqueren haben, wird jeder Teil des Materials der Wirkung der Gase mit Sicherheit ausgesetzt. Dies wird trotz der geringen und verschiedenen Größe der miteinander vermischten Teile des behandelten Materials der Fall sein, das keinesfalls in kompakteren Massen behandelt «erden kann, wie es bei großstückigem Material geschehen kann, das normalerweise für das Brennen verwendet wird, da die Brenngase dann nur in bestimmten Teilen der Masse einen Weg durch das Material finden und andere Teile ungenügend behandelt lassen würden.As the combustion gases up the gradually falling material have to cross the path between the blind walls several times, every part becomes of the material is certainly exposed to the action of the gases. This will be in spite of the small and different size of the mixed together parts of the treated Be the case of material that is by no means treated in more compact masses can, as can happen with large pieces of material normally used for the Burning is used because the fuel gases are then only in certain parts of the mass find a way through the material and leave other parts inadequately treated would.

Damit eine freieAbwärtsbewegung des Materials durch die Räume zwischen den jalousiewänden sichergestellt ist, muß der Abstand der Wände so gewählt werden, daß keine Brückenbildung entstehen kann. Die Praxis hat gezeigt, daß dieser Abstand mindestens fünfmal so groß sein muß, wie die größten in dem behandelten Material enthaltenen Teile.This allows the material to move freely downwards through the spaces between the blind walls is ensured, the distance between the walls must be chosen so that that no bridging can occur. Practice has shown that this distance must be at least five times as large as the largest in the treated material included parts.

Durch die Anordnung der Verbrennungskammer zwischen zwei Sätzen von Jalousiewänden ergibt sich ein sehr hoher Wirkungsgrad, weil die gesamten Verbrennungsgase durch das zu behandelnde Material hindurchströmen müssen und Wärmeverluste durch genügende Wandstärken des die Seiten der Behandlungszonen vollständig umgebenden Futters q. niedrig gehalten werden können. Außerdem haben die Gase infolge der starken Hinundherführung ihres Weges durch das Material den größten Teil ihrer fühlbaren Wärme abgegeben, bevor sie durch das Auslaßrohr 17 entweichen.By placing the combustion chamber between two sets of Venetian blind walls result in a very high degree of efficiency, because the entire combustion gases must flow through the material to be treated and heat losses through Sufficient wall thicknesses that completely surround the sides of the treatment zones Feed q. can be kept low. In addition, the gases as a result of the strong Her way back and forth through the material most of her palpable Heat given off before they escape through the outlet pipe 17.

Die Anordnung ermöglicht es, feste, flüssige oder gasförmige Brennstoffe zu verwenden, so daß man den Brennofen überall aufstellen kann, wo sich kleinstückiger Kalkstein findet, der sonst fortgeworfen wird, und den dort am günstigsten erhältlichen Brennstoff verwenden kann. Außerdem bereitet eine Betriebsunterbrechung und ein Wiederinbetriebsetzen keine Schwierigkeiten, und die Betriebstemperatur ist selbst bei kaltem Ofen schnell erreicht, so daß der Brennofen weder über Nacht durchzubrennen noch heruntergedrosselt zu werden braucht, sondern je nach dem Anfall des zu brennenden «L\,laterials in kurzen oder unregelmäßigen Intervallen betrieben werden kann. Wie aus der Zeichnung zu entnehmen ist, ist die gesamte Anlage eine geschlossene Einheit mit einer einfachen Tragkonstruktion, Eigenschaften, die den Transport, den Aufbau und die Beaufsichtigung erleichtern.The arrangement enables solid, liquid or gaseous fuels to use so that the kiln can be set up anywhere where there are smaller pieces Find limestone that would otherwise be thrown away and find the cheapest there Can use fuel. Also prepares a business interruption and a Recommissioning no trouble, and the operating temperature is itself Reached quickly when the furnace is cold, so that the furnace neither burns out overnight still needs to be throttled down, but depending on the attack of the to be burned «L \, laterials can be operated at short or irregular intervals. As As can be seen from the drawing, the entire system is a closed unit with a simple supporting structure, properties that facilitate transportation, construction and facilitate supervision.

Das behandelte Material ist nicht durch Aschenrückstände verunreinigt, wie dies der Fall ist, wenn der Brennstoff im Wechsel mit dem Material eingeführt wird, und die indirekte Kühlung des Materials mittels der Rohre 25 vor seinem Austritt aus dem Brennofen verhindert eine Rückkohlung, wie sie auftreten kann, wenn die Luft unmittelbar mit dem Material in Berührung kommt.The treated material is not contaminated by ash residues, as is the case when the fuel is introduced alternately with the material is, and the indirect cooling of the material by means of the tubes 25 before its exit from the kiln prevents recarburization as can occur when the Air comes into direct contact with the material.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Shaft furnace for heating, drying and firing of crushed ore, stones or the like, especially for burning small pieces Lime waste, its combustion shafts fed from a filling funnel on both sides a central duct for the fuel gases arranged and gas-permeable Manhole walls are bordered, the middle guide channel and interacting with it Guide channels on the outside of the firing shafts through offset, horizontal transverse walls are subdivided in such a way that the combustion gases remove the material to be burned contained in the combustion shafts pull through in multiple alternating cross flow, characterized in that the lower part of the central guide channel located between the combustion shafts (ii) (12) is designed as a combustion chamber (14) and is arranged such that the combustion gases flow directly into the combustion shafts surrounding the combustion chamber, the entire height of the blind walls (7 to io) with inclined, funnel-like opposite wall slots are limited and free under the effect of gravity Sinking material to be burned into an emptying funnel located below the combustion chamber (2q.) Guide.

2. Shaft furnace according to claim i, characterized in that the emptying funnel (2q.) Has built-in air lines (25) for cooling air, which in a middle, open to a collection chamber (26) connected to a discharge line.

3. Shaft furnace according to claim 2, characterized in that a line for feeding the through passed through the emptying funnel Cooling air into the combustion chamber is provided. q ..

Shaft furnace according to any one of the preceding claims, characterized in that characterized in that the lower louvre walls in the lower part of the burn shafts (11) made of refractory stone material, in its upper part made of metal plates.

5. Shaft furnace according to any one of the preceding claims, characterized in that the middle guide channel (12) in the upper part has a curved partition (16), preferably formed by a metal plate, which has a central guide space above the combustion chamber (z4) from one above located chamber for the gas vent. Cited publications: German patent specifications No. 3o6032, 310573, 172292.