WO1985004163A1

WO1985004163A1 - Method for burning and sintering limestone, dolomite and the like and plant for the implementation thereof

Info

Publication number: WO1985004163A1
Application number: PCT/DE1985/000082
Authority: WO
Inventors: Peter Zeisel
Original assignee: Peter Zeisel
Priority date: 1984-03-16
Filing date: 1985-03-14
Publication date: 1985-09-26
Also published as: DE3409727A1; GB2168690B; JPS61501446A; AT384419B; DE3409727C2; GB2168690A; ATA900685A; GB8527323D0; US4662841A

Description

Verfahren zum Brennen und Sintern von Kalkstein , Dolomit u. dgl . sowie Vorrichtung zu seiner Durch¬ führung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Brennen und Sintern von stückigem Gut , wie Kalkstein, Dolomit, Tonerdepellets für die Aluminiumindustrie u . dgl . , in einem öl-, gas- oder kohlen¬ staubbeheizten Schachtofen , bei dem das Gut nacheinander eine Vorwärmzone , eine Brennzone und Kühlzone durchwandert und bei dem an dem oberen Ende der Kühlzone die diese Zone von unten nach oben durchströmende Kühlluft abgesaugt und dem Brenner erwärmte Brennluft zugeführt wird, sowie ein ent¬ sprechendes Verfahren .

Aus der DE-OS 31 40 582 ist bekannt , die zur Kühlung des ge¬ brannten und gesinterten Gutes in die Kühlzone eines Schacht¬ ofens von unten eingebrachte und während des Kühlvorgangs er¬ wärmte Kühlluft im oberen Bereich der Kühlzone _ abzusaugen und diese als Brennluft dem Brenner zuzuführen . Bei einem derarti¬ gen Schachtofen ist der Wärmeaufwand deutlich geringer , da der Wärmegehalt der Kühlluft für den Verbrennungsprozeß genutzt wird.

Es hat sich jedoch als nachteilig erwiesen , daß die Beschaffen¬ heit der abgesaugten , erwärmten Kühlluft bezüglich Wärmegehalt und Sauerstoff gehalt wechselnd ist , was zu unerwünschten Schwankungen der Temperatur in der Brennzone führt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , eine Nutzung des Wärmegehaltes der erwärmten abgesaugten Kühlluft bei konstan¬ tem Wärme- und Sauerstoffgehalt der dem Brenner zuzuführenden Brennluft zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bezüglich des Verfahrens gelöst durch Führen der dem Brenner zugeführten Brennluft durch einen von der aufgewärmten Kühlluft gespeisten Rekupera¬ tor.

Bei hoher Temperatur der abgesaugten Kühlluft kann vorgesehen sein , daß ein Teil der Kühlluft über eine den Rekuperator über¬ brückende Bypassleitung geführt wird. Erreicht die abgesaugte Kühlluft dagegen die zur Erwärmung der Brennluft erforderliche Temperatur nicht , so ist die abgesaugte Kühlluft vor Eintritt in den Rekuperator vorzuwärmen.

Der nach Erwärmen der Brennluft in dem Rekuperator verbliebene Wärmegehalt der Kühlluft kann als Heiz- oder Verbrennungsluft verwendet werden , vorzugsweise wird diese jedoch einem Trockner zum Trocknen des dem Schachtofen aufzugebenden Gutes verwen¬ det.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch einen von der über eine Ringleitung aύs^"~ dem ^"Schachtofen abgesaugten Kühlluft gespeisten , dem Brenner zugeführte Brennluft erwärmen¬ den Rekuperator. Vorzugsweise ist eine einen Teil der Kühlluft an dem Rekuperator vorbeiführende Bypassleitung vorgesehen; dabei soll ein zwischen Ringleitung und Rekuperator angeord¬ neter Zyklon vorhanden sein. Zum weiteren Aufwärmen der dem Rekuperator zugeführten Kühl¬ luft kann ein Luftvorwärmer vorgesehen sein .

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung , in der ein Ausführungsbei¬ spiel anhand der schematischen , aus einer einzigen Figur be¬ stehenden Zeichnung im einzelnen erläutert ist.

Das aus der Aufbereitung in Form von feuchten Pellets ange¬ lieferte zu brennende und zu sinternde Gut wird mittels eines Becherwerkes über eine Schleuse 1 falschluftfrei dem Schacht¬ trockner 2 aufgegeben . Die Pellets durchwandern den Trocken¬ schacht und werden am unteren Ende über eine Schleuse 3 und ein Sieb 4 dem Becherwerk 5 aufgegeben und der Schleuse 12 des Schachtofens 6 zugeführt.

Die über den Rekuperator 7 des Schachtofens 6 geführte Kühlab¬ luft V wird nach Zumischen von von einem Ventilator 8 ange¬ lieferter Trockenfrischluft 6 , durch die jene auf die zulässige Trockeneintrittstemperatur gekühlt wird, als Trockenluft V_ in den Schachttrockner 2 geführt. Die Trockenabluft V. wird zu¬ sammen mit den Schachtofenabgaben V_ über eine Entstaubung 9 mit vorgeschaltetem Zyklon 10 gereinigt und vom Abgasventilator 11 in den Kamin befördert .

Das mittels des Becherwerkes 5 über die Schleuse 12 in den Schachtofen 6 zum Brennen und Sintern eingebrachte getrocknete stückige Gut gelangt zunächst in die Vorwärmzone 13 , in dem dieses im Gegenstrom von den Abgasen der Sinterzone 14 auf Sintertemperatur erwärmt wird. Anschließend durchwandert das Gut die Sinterzone , die mehrere übereinander angeordnete Ebenen mit jeweils mehreren Brennern 16 aufweist . In der Kühlzone 15 geben die Pellets ihre Wärme im Gegenstrom an die Kühlluft V ab, die mittels^' eines Kapselgebläses 19 in den unteren Bereich der Kühlzone eingeblasen wird. Am unteren Ende der Kühlzone 15 wird das gebrannte Gut von einem umlau¬ fenden Stößel 17 über einen Tisch in das darunter befindliche Silo gefördert. Aus diesem Silo werden die Pellets über eine Schleuse 18 falschluftfrei abgezogen. Die von dem Kapselge¬ bläse 19 im Bereich der Austragung in den Ofen gedrückte Kühl¬ luft V durchströmt die Kühlzone 15 und tritt zum größten Teil am oberen Ende der Kühlzone 15 über mehrere Öffnungen 20 im Mantel des Schachtofens aus und wird in einer Ringleitung 21 gesammelt. Von der Ringleitung 21 wird die Kühlabluft V„ zu¬ nächst durch einen Luftvorwärmer 22 und sodann durch einen Rekuperator 7 geführt, in dem ein Teil des Wärmegehaltes der Kühlabluft V auf die mittels eines Kapselgebläses 25 durch den Rekuperator 7 geführte Brennluft V„ abgegeben wird. Ein anderer Teil der Kühlabluft V kann über einen Bypass 24 an dem Rekuperator 7 vorbeigeführt werden , die durch den Rekupe¬ rator geführte Teilmenge der Kühlabluft V_ wird mit der über den Bypass 24 geführten Teilmenge der Kühlabluft V wieder ver¬ einigt und dient - ggf. nach Zumischung der Trockenfrischluft Vg- als Trockenluft V„ .

Die Vorwärmzone 13 des Schachtofens 6 wird durch Öffnungen im Ofenmantel in eine untere und eine obere Vorwärmzone geteilt. Die untere Vorwärmzone wird von der gesamten Abgasmenge , die obere Vorwärmzone nur von einer Abgas-Teilmenge durchströmt. Die andere Abgas-Teilmenge wird mit hoher Temperatur über die Öffnungen in eine Ringleitung 26 abgeführt und anschließend mit den am Ofenkopf austretenden Abgasen vermischt. Die ge¬ samte Abgasmenge wird vom Ventilator 11 zur Entstaubung 9 ge¬ saugt. Erfindungsgemäß ist es also möglich, den Wärmegehalt der Kühl¬ abluft V zu nutzen , indem ein Teil dieser Wärmemenge in den Rekuperator an die Brennluft V_ abgegeben wird. Sollte die Wärme¬ menge der Kühlluft V_ zum Aufwärmen der Brennluft V, auf die gewünschte Temperatur nicht ausreichen, wie dies etwa bei Be¬ ginn des Brennprozesses der Fall sein wird, so kann die Kühl¬ abluft V_ in einem Luftvorwärmer 22 auf die Temperatur gebracht werden , die erforderlich ist , um in dem Rekuperator die Brenn¬ luft V„ auf die gewünschte Temperatur zu erwärmen. Der Luftvor¬ wärmer 22 kann auch zwischen Rekuperator 7 und Brenner 16 geschaltet sein , so daß die Brennluft V, direkt auf die ge¬ wünschte Temperatur gebracht wird. Wenn der Wärmegehalt der Kühlabluft V den zum Aufwärmen der Brennluft . V„ erforderlichen Wärmegehalt übersteigt, so kann ein Teil der Kühlabluft V„ über eine Bypassleitung 24 an dem Rekuperator 7 vorbeigeleitet wer¬ den , wo er nach Vereinigung mit dem durch den Rekuperator 7 geführten Teil der Kühlabluft V_ und ggf . unter Zu ischung von Frischluft V_R als Trockenluft V_ dem Trockner 2 zugeführt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vor¬ richtung ermöglichen es , den Brennern 16 auf eine bestimmte Temperatur erwärmte , sauerstoffreiche Luft zuzuführen , wobei im Regelfall die dafür erforderliche Energie aus der Kühlabluft gewonnen wird. Der Brenn- und Sinterprozeß im Schachtofen läuft damit unter definierten Bedingungen ab , was nicht gewährleistet ist , wenn die in Temperatur und Sauerstoff gehalt schwankende Kühlluft direkt als Brennluft verwendet wird. Die Nutzung der Kühlabluft nach Maßgabe eines Teiles der Wärmemenge an die Brennluft in dem Rekuperator für Heizzwecke, insbesondere zum Trocknen des dem Schachtofen aufzugebenden Gutes, verbessert die Energiebilanz des erfindungsgemäßen Verfahrens und der er¬ findungsgemäßen Vorrichtung weiter.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen , bei einem Ofen¬ querschnitt der - in an sich bekannter Weise - in mehrere Sektoren unterteilt ist, die in den einzelnen Sektoren liegenden Brenner getrennt zu regeln.

Besonders vorteilhaft ist eine Regelung , bei der die Menge der in den Ofen eintretenden Kühlluft und der aus diesem abge¬ saugten Kühlabluft gemessen und die Differenz dieser Mengen auf einen konstanten Wert geregelt wird.

Weiter hat es sich als vorteilhaft erwiesen , wenn mindestens ein Teil der Abgase mit einer über dem Kondensationspunkt von Alkalien liegenden Temperatur abgesaugt und deren Temperatur mittels Kaltluft oder mittels an der Ofengicht abgesaugtem kälteren Abgas schlagartig auf Temperaturen unterhalb des Kon¬ densationspunktes der Alkalien abgesenkt wird.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Ver¬ wirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungs¬ formen wesentlich sein.

Claims

Patentansprüche :

1. Verfahren zum Brennen und Sintern von stückigem Gut , wie Kalkstein , Dolomit u . dgl . , in einem öl- , gas oder kohlenstaub¬ beheizten Schachtofen , bei dem das Gut nacheinander eine Vor¬ wärmzone , eine Brennzone und eine Kühlzone durchwandert und bei dem an dem oberen Ende der Kühlzone die diese Zone von unten nach oben durchströmende Kühlluft abgesaugt und dem Brenner erwärmte Brennluft zugeführt wird, gekennzeichnet durch Führen der dem Brenner zugeführten Brennluft durch einen von der aufgewärmten Kühlluft gespeisten Rekuperator .

2. Verfahren nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch Führen eines Teiles der Kühlluft über eine den Rekuperator über¬ brückende Bypassleitung.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , gekennzeichnet durch Vor¬ wärmen der den Rekuperator speisenden abgesaugten Kühlluft vor Eintritt in den Rekuperator.

4. Verfahren nach einem der mehreren der vorangehenden An¬ sprüche, gekennzeichnet durch Verwendung der durch den Re¬ kuperator und/oder über die den Rekuperator überbrückende Bypassleitung geführte Kühlluft als Heiz- oder Verbrennungsluft.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 , gekennzeichnet durch Verwendung der durch den Rekuperator und/oder über die den Rekuperator überbrückende Bypassleitung geführte Kühlluft in einem Trockner zum Trocknen des dem Schachtofen aufzugebenden Gutes.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet, daß bei Unterteilung des Ofenquer¬ schnitts in mehrere Sektoren die in den einzelnen Sektoren lie¬ genden Brenner getrennt geregelt werden.

7. Verfahren nach einem der mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Messen der Menge der in den Ofen eintre¬ tenden Kühlluft und der Menge der aus dem Ofen abgesaugten Kühlabluft und Regeln der Differenz dieser Mengen auf einen konstanten Wert.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Abgase mit einer über dem Kondensationspunkt von Alkalien lie¬ genden Temperatur abgesaugt und deren Temperatur mittels Kalt¬ luft oder mittels an der Ofengicht abgesaugtem kälteren Abgas schlagartig auf Temperaturen unterhalb des Kondensationspunktes der Alkalien abgesenkt wird.

9. Verfahren nach einem der mehreren der vorangehenden An¬ sprüche , gekennzeichnet durch Anreichern der Verbrennungsluft mit Sauerstoff.

10. Vorrichtung zum Brennen und Sintern von stückigem Gut, wie Kalkstein , Dolomit u. dgl. , in einem öl-, gas- oder kohlenstaub¬ beheizten Schachtofen, in dem das Gut nacheinander eine Vor¬ wärmzone, eine Brennzone und eine Kühlzone durchwandert und von dem an dem oberen Ende der Kühlzone die diese Zone von unten nach oben durchströmende Kühlluft abgesaugt und dessen Brennern erwärmte Brennluft zugeführt wird, gekennzeichnet durch einen von der über eine Ringleitung (21) aus dem Schachtofen abgesaugten Kühlluft (V„ ) gespeisten, die dem Bren¬ ner (16) zugeführte Brennluft (V-. ) erwärmenden Rekuperator (7).

11. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen zwischen Ringleitung (21) und Rekuperator (7) angeordneten Zyklon (23).

12. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch eeiinnee eeiinneenn TTeeiill ddeerr KKüühhlllluufft (V„ ) an dem Rekuperator (7) vorbei- führende Bypassleitung (24),

13. Vorrichtung nach^" einem der mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen zwischen Ringleitung (21) und Rekuperator (7) angeordneten Luftvorwärmer (22).

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen zwischen Brenner (16) und Reku¬ perator (7) angeordneten Luftvorwärmer (22).