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Gasbeheizter Schachtofen für Kalkstein, Dolomit oder Magnesit In Kalkschachtöfen
mit lotrechter Gasströmung wird im allgemeinen nur Kalkstein von mehr als .1.o mm
Korngröße gebrannt. Es wäre unwirtschaftlich, kleinstückigen Kalkstein, z. B. von
15 bis 30 mm Korngröße, in 1o bis 2o m hohen Schachtöfen mit lotrechter Gasströmung
zu brennen, weil bei kleinstückigem Gut eine niedrige Schütthöhe von r bis 3 m zur
Erzielung einer guten Wärmewirtschaft genügt und eine weit darüber hinausgehende
Schachthöhe nur zu einem Rückgang der Kalkleistung je Kubikmeter Nutzraum und Tag
führen würde. Um bei einer geringen Schütthöhe eine technisch ausreichende Kalkleistung
je Ofeneinheit und Tag zu erhalten, müßte man einen sehr großen Schachtdurchmesser
wählen, was aber große konstruktive und brenntechnische Schwierigkeiten bietet.
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Dies hat dazu geführt, daß große Mengen kleinstückigen Kalksteins
auf die Halde gekippt werden. Dabei ist gerade dieser kleinstückige Kalkstein, der
wegen seiner großen Wärmeübergangsfläche je Kubikmeter Schüttgut eine 5- bis r5mal
größere Raumleistung beim Brennen zu Kalk ergeben könnte als Kalkstein von z. B.
zoo mm Korngröße, für ein wirtschaftliches Kalkbrennen besonders geeignet.
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Es ist nun für die Behandlung von kleinstückigem Gut bekannt, das
Gut in dünner Schicht zwischen
gasdurchlässigen Wänden einer Ouerstrombeheizung
oder -kühlung mit Gas oder Luft auszusetzen, wobei die Richtung des Querstroms gewechselt
werden kann. Die Beheizung wird dabei in der Art vorgenommen, daß heiße Gase das
Schüttgut durchqueren, der erforderliche Vorgang der Gasverbrennung also außerhalb
des Schüttgutes stattfindet.
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Bei gasbeheizten Kalkschachtöfen mit lotrechter Gasströmung ist ferner
bekannt, daß die Gefahr hoher Brenntemperaturen, der Zerstörung des Ofenfutters
und des Anbackens des Brenngutes an der Ofenwand verringert werden kann, wenn zwei
oder drei Brennebenen eingerichtet werden. Es ist weiter bekannt, daß man diese
Gefahr auch durch die Anwendung des Umwälzv erfahrens verringern oder ganz beseitigen
kann, doch hat das Umwälzverfahren stets eine Verringerung des thermischen Ofenwirkungsgrades
zur Folge, wenn das Abgas nicht mit einer Temperatur von goo° C (Zersetzungstemperatur
des Kalksteins) umgewälzt wird, was nur bei Verwendung energiefressender Treibdüsen
oder empfindlicher betriebsanfälliger Gebläse mit wassergekühlten Flügelrädern möglich
ist.
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Schließlich ist bekannt, daß es zur Erzielung eines Kalkes mit geringem
Rest-CO.-Gehalt zweckmäßig ist, den glühenden Kalk vor seiner Kühlung durch Luft
möglichst lange in einer Temperatur von über goo° C zu lassen.
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Es besteht daher noch die Aufgabe, einen Schachtofen für kleinstöckigen
Kalkstein mit bisher nicht gekannter Kalkleistung je Kubikmeter Nutzraum und trotzdem
hervorragender Kalkqualität (weichgebrannter, aktiver Kalk von höchstem Entsäuerungsgrad)
zu erstellen.
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Hierzu ist ein Ofen gemäß der Erfindung geeignet. Erfindungsgemäß
besteht bei einem gasbeheizten Schachtofen zum Brennen oder Sintern von Kalkstein,
Dolomit oder Magnesit, insbesondere mit rechteckigem oder kreisförmigem Querschnitt,
dessen Schüttgut wiederholt von gasförmigen Stoffen quer zur Bewegungsrichtung des
Schüttgutes durchquert wird, die Brennzone aus mehreren Durchquerungszonen, die
von dem einen Verbrennungsmittel (z. B, Gas) nacheinander durchströmt werden, und
es sind Einrichtungen vorgesehen, mittels deren das andere Verbrennungsmittel den
einzelnen Zonen in der Menge zuführbar ist, die für die Aufrechterhaltung der in
den einzelnen Zonen erforderlichen Temperatur nötig ist.
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Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, daß der Kalkstein im Gegensatz
zu den bisher bekannten Öfen nach Eintritt in die Brennzone mit höherer Temperatur
gebrannt werden kann als vor dem Austritt aus der Breimzone, so daß die Entsäuerung
in der oberen Brennzone beschleunigt, in der unteren Brennzone ein Überbrennen aber
vermieden wird.
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Schließlich wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, zwischen die Brenn-
und Kühlzone eine von Luft oder Gas nicht durchströmte Nachentsäuerungszone einzuschieben.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel. Der gewählte Querschnitt
ist ein Rechteck (Abb. i). Abb.3 zeigt einen senkrechten Schnitt durch den Schachtofen.
Das punktiert dargestellte Schüttgut bewegt sich durch den Schacht i abwärts zum
Austrag 3. Das Gebläse 2 drückt Kaltluft durch die Leitung 4. in den Ofen. Die..,
Luft dringt durch die schrägstehenden, jalousieartigen Roste und den daraufliegenden
Kalk nach oben und als Warmluft in die isolierte Luftleitung 6 ein. Das brennbare
Gas wird dem Ofen durch die isolierte Heißgasleitung 7 zugeführt.
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Die Brennerwand 8 enthält Haupt- und Nebenkanäle, und zwar getrennt
für Luft, die aus dem Rohrstück 12 eintritt, und für Gas, das aus der Gasleitung
7 kommt. Die Nebenkanäle münden in Form kleiner Gas- und Luftöffnungen im Ofenschacht.
Erst im Schüttgut bildet sich ein Gas-Luft-Gemisch, das durch das glühende Schüttgut
gezündet wird. Da die gesamte für den Ofen benötigte Gasmenge, aber nur ein Teil
der notwendigen V erb.rennungsluft zugeführt wird, kann nur ein Teil des Gases verbrennen,
und es bildet sich eine nur geringe Verbrennungstemperatur. Das Gemisch aus Verbrennungsgas
und brennbarem Gas tritt durch seitliche Öffnungen der Schachtofenwand, die der
Brennerwand 8 gegenüberliegen, in die Kammer 16 ein.
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Der gleiche Durchquerungs- und Teilverbrennungsvorgang wiederholt
sich anschließend in den Teilen der Schüttgutsäule zwischen den Brennerwänden 9,
io und i i sowie den gegenüberliegenden Schachtofenwänden, wobei in die Gaskanäle
jeweils das Halbgas (Mischung von Verbrennungsgas mit brennbarem Gas) der vorherigen
Verbrennungsstufe und in die Luftkanäle heiße Zusatzluft durch die Rohrleitungen
13, 14. und 15 eintritt. In den Halbgaskammern 16, 17 und 18 steigt das Halbgas
zur nächsthöheren Brennerwand empor.
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Der Heißluftzutritt zu den einzelnen Brennerwänden kann so geregelt
werden, daß die Brenntemperatur in den oberen Durchquerungszonen höher ist als in
den unteren.
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Mit etwa goo° C tritt das Verbrennungsgas in die Kammer i9 ein und
durchquert dann zweimal über die Kammer 20 das vorzuwärmende Schüttgut. Das Abgas
fließt durch das Rohr 22 über das Gebläse 23 zum Kamin 2d.. Die Gicht 25 wird mit
einfacher oder besser doppelter Glocke ausgerüstet.
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Bei Verwendung heizwertschwacher Gase, wie Generatorgas oder Hochofengichtgas,
ist die Senkung der Verbrennungstemperatur bei der vorgeschlagenen stufenweisen
Verbrennung so groß, daß ohne Gasumwälzung gefahren werden kann. Bei Verwendung
von Stadtgas oder Erdgas (Methan) kann durch geringen Abgaszusatz zur Verbrennungsluft
die Verbrennungstemperatur noch stärker gesenkt werden. Da der Abgaszusatz im Gegensatz
zum reinen Umwälzverfahren gering gehalten werden kann, tritt nur eine mäßige Senkung
des thermischen Wirkungsgrades ein. Das Umwälzgebläse 26 saugt in diesem Falle heißes
Verbrennungsgas aus der Kammer 2o durch die Leitung 27 und drückt es durch die Leitung
28 in die Heißluftleitung 6.
Der Schachtofen kann auch in der Weisegefahren
werden, daß unten der gesamte Heißluftstrom einführt und das brennbare Gas verteilt
auf die Z ttleitungen 12, 13, 14 und 15 zugeführt wird. Werden teerhaltige
Gase verwendet, so verbrennt etwaiger Teerkoks, der sich auf dem glühenden Brenngut
der untersten Durchquerungszone nieder-"chlägt, in dem darunter befindlichen Teil
des Ofenschachtes, in dem eine schwache vertikale Luftströmung besteht.