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Mit festem Brennstoff und Kalkstein, Dolomit oder sonstigem Karbonat
beschickter Schachtofen zum Brennen oder Sintern Bei mit Kohlenstaub beheizten Kalkringöfen.hat
sich die Kohlenstaubfeuerung gut bewährt, wenn der Kohlenstaub von oben in die aus
Kalkstein gesetzten Heizschächte eingeblasen wird. Bei genügender Mahlfeinheit des
Kohlenstaubes verteilt sich der Kohlenstaub infolge des Zuges im Schwebezustand
weit in die Lückenräume des Brenngutes, und da der Verbrennungsweg von Kohlenstaub
wesentlich länger ist als der von brennbarem Gas, wird die Verbrennungswärme des
Kohlenstaubes auf langem Wege frei. Die Erfahrung hat ferner gezeigt, daß durch
zweckmäßige Regulierung der in dien einzelnen Heizschachtreihen eingeführten Kohlenstaubmengen
nicht nur die Brenntemperatur in jeder gewünschten Höhe gehalten werden kann, sondern
auch durchAnpassung von Wärmebedarf und Wärmeangebot in der Vor-, Mittel- und Nachbrennzone
ein Feuerfortschritt von 1:2 bis 15 m erreicht werden kann, wobei der Kalk infolge
der stufenweisen Kohlenstaubverbrennung und der langen Brennzone weichgebrannt und
gar ist.
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Beim kohlenstaubbeheizten Kalkschachtofen ist dieser Erfolg bisher
nicht erreicht worden. Vor mehr als 30 Jahren wurde ein kohlenstaubbeheizter
Kalkschachtofen beschrieben, um dessen Schachtraum in Höhe der untersten Brennzone
sechs Entgasungskammern angeordnet waren, in
welche ein Kohlenstaub-Luft-Gemisch
zwecks Entgasung und unvollständiger Verbrennung des Kohlenstaubes eingeblasen wurde
und welche durch Kanäle mit dem Schaltraum verbunden waren. Der Kalk wurde aber
wegen zu hoher Brenntemperatur ,in der unteren Brennzone überbrannt; eine Kohlenstaubexplosion
führte zu einem schweren Unfall und zur endgültigen Stillegungg des Schachtofens.
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Später ist vorgeschlagen worden, Brennstoff durch ein von oben in
den Ofenschacht führendes, in verschiedenen Höhen mit regelbaren Austrittsöffnungen
versehenes Rohr mittels Verbrennungs-_ Luft einzublasen, um dadurch eine stufenweise
Verbrennung und ein-en milden Brand zu erreichen. Eine entsprechende Vorrichtung
hat aber in der Praxis keinen Eingang gefunden, weil die aus feuerfestem Stoff bestehende
Isolierung des metallischen Rohres nicht lange haltbar ist und vor allem bei Stromstörung
und dadurch verursachtem Gebläsestillstand der Wärmeschutz fortfällt und dann durch
Verziehen der metallischen Teile die Steuerung der Austrittsöffnungen versagt. Auch
ist eine ausreichende Verteilung des Brennstoffes über den ganzen Schachtquerschnitt
durch -ein in der Ofenachse angeordnetes Rohr nicht zu erreichen.
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Bei gasbeheizten Kalkschachtöfen ist es bekannt, brennbares Gas in
verschieden hohen Ebenen in den Schachtraum einzuführen, um eine hohe und milde
Gasverbrennungszone zu erhalten. Es sind ferner gasbeheizte Kalkschachtöfen bekannt,
bei denen der freie Querschnitt der Kühlzone des Schachtes durch eine Trennwand
geteilt ist, in der Kanäle zur Einführung von brennbarem Gas angeordnet sind.
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Durch Kombination dieser an sich bekannten Merkmale von gasbeheizten
Kalkschachtöfen und in. Anpassung an die Erfordernisse der Kohlenstaubfeuerung wird
zur Behebung der oben dargelegten Mängel der bekannten kohlenstaubbeheizten Kalkschachtöfen
erfindungsgemäß vorgeschlagen, in einer im Ofenschacht angeordneten Trennwand eine
Reihe von Brennstoffkanälen zur Einführung feinkörnigen Brennstoffes in das Ofeninnere
derart anzuordnen, daß -sie einerseits im Ofeninnern in verschiedenen Höhenlagen.
und vorwisgend in-einem Abstand von mehr als 1/2s des lichten Schachtdurchmessers
von der inneren Ofenwand in den Schachtraum münden, andererseits zur Brennstoffaufnahme
seitlich durch die Ofenwand hindurchgeführt sind. Es wird ferner vorgeschlagen,
den Brennstoffkanälen eine Neigung von mehr als 30° gegen die waagerechte Ebene
zu geben und als Fördermittel 'für den. feinkörnigen Brennstoff Abgas.oder ein Gemisch
aus Abgas und Luft .zu verwenden.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel. Abb. i zeigt den Kalkschachtofen
i, dessen Ofenwand 2 und Trennwand 3. im Schnitt: A-B in Abb. 2 zu, sehen sind.
Der Ofenschacht enthält das Brenngut, welches von oben nach unten die Vorwärmezone
V, die Brennzone B und die Kühlzone K
durchwandert. Er ist konisch,
damit das Brenngut nicht hängenbleiben kann.. Die feuerfeste Trennwand 3 ist durch
den eisernen Träger q. gegen Stoß geschützt. Durch die Ofenwand 2 und die Trennwand
3 führen stark geneigte Brennstoffkanäle 5, durch die Brennstoff in die Schüttsäule
geblasen wird. Wie Abb. 3 im Schnitt C-D zeigt, hat jeder Brennkanal 5 zwei Austrittsöffnungen,
und zwar je eine an jeder Seite der Trennwand 3. Die Brennstoffkanäle 5 sind durch
Brennstoffrohre 6 mit dem Brennstoffbehälter 7 verbunden. Die Förderschnecken 8,
deren Wellen 9 maschinell angetrieben werden, fördern Brennstoff aus dem Brennstoffbehälter
7 in die Brennstoffrohre 6. Der Ventilator io saugt durch den Heißabgas-Eintrittskanal
ii der Trennwand 3 heißes Abgas durch die Leitung 12 und kalte Luft oder kaltes
Abgas durch die Leitung 13 an und drückt das Gemisch in die Leitung 1q., von welcher
es durch Verbindungsstutzen 15 in die Brennstoffrohre 6 eintritt und den mittels
Schneckenrad eingeschleusten Brennstoff durch die Brennstoffkanäle 5 in die Schüttsäule
bläst. Das überschüssige warme Abgas-Luft-Gemisch gelangt durch die Leitung 14 in
die nicht zur Darstellung gebrachte Kohletrocknungsanlage.
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Die Verteilerglocke 16 wird so groß gewählt, da.ß sich unter der zweiten
Glocke ein Schüttgutkrater bildet und das grobe Brenngut mehr in die Ofenmitte und
das kleinstückige Brenngut mehr an die Ofenwand gelangt. (schwach mittelgängiger
Schachtofen).
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Als Brennstoff kann fester,. nicht backender, ungemahlener oder gemahlener
Brennstoff, wie Anthrazitfeinkohle, Magerfeinkohle, Gasflammfeinkohle, Braunkohlenbrikettgrus,
Braunkohle, Koksgrus, Verwendung finden. Da die vorgewärmte Verbrennungsluft mit
etwa i m Sekundengeschwindigkeit aus der Kühlzone in die untere Brennzone eintritt,
soll die verwendete Kohle so feinkörnig sein, daß ihre Fallgeschwindigkeit nicht
über i m/sec beträgt.
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Durch die Vermeidung von Entgasungskammern-und die Verwendung von
Abgas als Fördermittel wird die Gefahr von Kohlenstaubexplosionen beseitigt. Eine
vorzeitige Verbrennung des Kohlenstaubes in den Brennstoffkanälen der Mittelwand
ist bei Verwendung von Abgas als Fördermittel nicht möglich; sie ist aber auch bei
Verwendung eines Abgas-Lüft-Gemisches ausgeschlossen, wenn die Glasgeschwindigkeit
in den Kanälen so, groß ist; daß. sich das Abgas-Luft-Gemisch in der kurzen Zeit
vom Eintritt in @ die Brennstoffrohre bis zum Austritt aus der Mittelwand nicht
bis auf die Zündtemperatur des verwendeten Brennstoffes erwärmen kann. Die Ablagerung
von Kohlenstaub in den Brennstoffkanälen wird durch die starke Neigung der Brennstoffkanäle
vermieden.
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Es ist zweckmäßig, die gesamte Brennstoffmenge etwa wie folgt auf
die in Abb. i erkennbaren fünf Ebenen der Brennstoffaustrittsöffnungen von unten
nach oben zu verteilen: Erste Ebene 5 %, zweite Ebene i o °/o, dritte Ebene 18 %,
vierte Ebene 27'/o und fünfte Ebene 40%. Der Brennstoff verbrennt dann @in den unteren
Ebenen mit sehr großem Luftüberschuß und daher mit milder Brenntemperatur,
so
daß ein Hartbrand des Kalkes in der unteren Brennzone vermieden wird. In den oberen
Ebenen wird die Hauptmenge des Brennstoffes eingeführt, weil in der oberen Brennzone
die Kalkhülle der Brenngutstücke noch dünn ist und diese die angebotene Wärme begierig
aufnehmen, ohne daß die Kalkhülle überbrannt wird. Durch diese ideale Anpassung
der Wärmeerzeugung an den Wärmebedarf in den einzelnen Abschnitten der Brennzone
wird eine wesentlich höhere Raumleistung als bei den üblichen koksbeheizten Kalkschachtöfen
erzielt, bei denen die Brenntemperatur in der oberen Brennzone stets zu gering und
in der unteren Brennzone häufig zu hoch ist. Ferner kann eine wesentlich höhere
Brennzone erreicht «-erden als beim koksbeheizten Kalkschachtofen, bei dem eine
hohe Brennzone nur durch Verwendung eines grober., scharf klassierten und vor der
Verwendung im Schachtofen vom Abrieb und Unterkorn befreiten Kokses möglichst großer
Härte und Dichte erreicht «-erden kann. Beim vorgeschlagenen kohlenstaubbeheizten
Kalkschachtofen kann im Gegensatz zu den üblichen, von der Gicht aus mit
festem Brennstoff beschickten Kalkschachtöfen durch entsprechende Regelung der Zufuhr
von Brennstoff und Luft eine Verbrennung mit etwa 51/o Luftüberschuß und damit eine
vollständige Verbrennung und CO-freies Abgas leicht erreicht werden. Zur Herstellung
des Kohlenstaubes können ferner Kohlensorten verwendet werden, deren Wärmepreis
erheblich unter demjenigen von Brechkoks liegt, wie z. B. Mager- oder Eßfeinkohle.
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hach den bei Ringöfen vorliegenden Erfahrungen tritt ein Teil der
Kohlenstaubasche als Flugasche mit dem Rauchgas aus dem Ofen aus; die übrige Asche
verbleibt als lose Flugasche im Kalk und kann durch Sieben des Kalkes auf einem
Sieb mit Löchern von etwa 2, mm Durchmesser entfernt werden, da die Flugasche beim
Sieben von den Kalkstücken abfällt.
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Die Luftmenge, die durch -die Leitung 13 angesaugt wird, soll etwa
0,2 Nm2/kg Kalk betragen. Die Verbrennungsluftmenge, die in der Kühlzone emporsteigt,
wird um die gleiche Menge ermäßigt und reicht zu einer guten Kühlung des Kalkes
durchaus, wobei eine wesentlich höhere Luftvorwärmung in der Kühlzone erreicht wird
als beim koksbeheizten Kalkschachtofen.
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Das Rauchgas des kohlenstaubbeheizten Kalkschachtofens ist klar, weil
die Destillationsgase des Kohlenstaubes in der Brennzone frei werden und dort vollständig
verbrennen.