AT402101B - Brenner, insbesondere für einen schachtofen - Google Patents
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Description
AT 402 101 B
Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner, insbesondere für einen Schachtofen zum Brennen von Kalkstein.
In der deutschen Patentschrift DE 36 42 163 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen von Kalk sowie ein Schachtofen zum Durchführen des Verfahrens offenbart. Der in dieser Patentschrift offenbarte Schachtofen umfaßt einen Ofenschacht, in welchem in einem unteren Bereich eine sich im wesentlichen in einer Längsrichtung des Ofenschachts vertikal erstreckende Lanze zum Zuführen von Brennstoff und Luft in den Ofenschacht angeordnet ist. Insbesondere wird über die Lanze gasförmiger Brennstoff zugeführt, welcher dann mit dem durch die Lanze zugeführten Luftsauerstoff abbrennt. Die dabei entstehende Hitze wird zum Brennen des dem Ofenschacht von oben zugeführten Kalksteins verwendet.
Um jedoch auch feste Brennstoffe verwenden zu können, muß bei diesem offenbarten Schachtofen dem dem Ofenschacht von oben zugeführten Kalkstein Festbrennstoff beigemengt werden. Dabei ergibt sich das Problem, daß die Verteilung des Festbrennstoffs über den Ofenquerschnitt nicht definiert festgelegt werden kann, so daß es zu lokalem Über- oder Unterangebot von Festbrennstoff und daher lokal verschiedenen Hitzeentwicklungen im Bereich der Flamme im Ofenschacht kommen kann. Als Folge daraus wird der von oben zugeführte und durch die Flamme fallende Kalkstein nicht gleichmäßig gebrannt, wodurch die Qualität des erhaltenen gebrannten Kalks vermindert wird.
Ferner ist es aus der DE 27 10 205 A1 bekannt, zum Brennen von Kalkstein als Brennstoff einerseits ein aus einer Müllpyrolyse entstammendes Gas zu verwenden, dessen Heizwert nicht konstant ist, und diesem Gas einen Brennstoff mit konstantem Heizwert entsprechend einem Abnehmen oder Zunehmen des Heizwerts des aus der Müllpyrolyse stammenden Gases zuzudosieren. Es sollen somit Heizwertschwankungen des Gases ausgeglichen werden. Dies erfordert jedoch eine aufwendige Steuerung der Menge des zugeführten Brennstoffs mit konstantem Heizwert und führt insbesondere bei Schwankungen des Beizwerts des aus der Müllpyrolyse stammenden Gases dazu, daß aufgrund der Steuerung der Brennstoffmenge mit konstantem Heizwert in Abhängigkeit des Heizwerts des aus der Müllpyrolyse stammenden Gases eine Steuerverzögerung auftritt. Dies hat zur Folge, daß bei dem in der DE-OS 27 10 205 vorgeschlagenen Kalkofen dennoch Schwankungen in der Brenncharakteristik auftreten können.
Aus der DE 28 30 125 A1 ist ein Verfahren zum Brennen von Kalkstein bekannt, worin gasende Abfallstoffe in Brennkammern eines Schachtofens eingebracht werden und die aus der Zersetzung entstehenden Gase der Brennzone zugeführt und verbrannt werden. Auch bei diesem Verfahren besteht das Problem, daß aufgrund unterschiedlicher Zersetzungscharakteristika von Abfallstoffen die Brenncharakteristik des Ofens nicht konstant gehalten werden kann, so daß wiederum das Problem entsteht, daß der in den Ofen eingebrachte Kalkstein ungleichmäßig gebrannt wird.
Aus der DE 38 06 710 A1 ist ein Brennerkopf für einen Schachtofen bekannt, bei welchem in einer Ausströmebene eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung um den Brennerkopf herum enthaltenen Ausström-düsen für den Brennstoff vorgesehen ist. Jede der Ausströmdüsen ist von einem ringartigen Ausströmkanal für die Verbrennungsluft umgeben, so daß jeweils im Bereich der Brennstoffdüsen ein Brennstoffstrom mit im wesentlichen scheibenartigem Querschnitt austritt, der von einem im Querschnitt kreisringartigen Luftstrom umgeben ist. Bei diesem bekannten Brennerkopf tritt also der Brennstoffstrom und der diesen jeweils umgebende Luftstrom am Umfang des Brennerkopfs punktuell und nicht über den gesamten Umfang verteilt aus. Dies kann zu einem ungleichmäßigen Brennverhalten dieses Brennerkopfs führen.
Die DE 37 25 599 C1 offenbart einen Brennerkopf für Schachtöfen, bei dem in axialer Richtung des Schachtofens übereinander drei Ausströmebenen bzw. -bereiche vorgesehen sind. Der oberste Ausström-bereich, welcher in axialer Richtung des Schachtofens eine relativ kurze Erstreckung aufweist, ist zum Ausströmen des Brennstoffgases mit hohem Heizwert vorgesehen. Darunter ist ein Ausströmbereich vorgesehen, welcher im Vergleich zum obersten Ausströmbereich eine sehr große axiale Erstreckung aufweist und aus dem die Verbrennungsluft ausströmt. Unter diesem mittleren Ausströmbereich ist ein weiterer Ausströmbereich mit nochmals vergrößerter axialer Erstreckung vorgesehen, aus dem dann ein Gas/Luftgemisch austritt. Die axialen Erstreckungen dieser verschiedenen Ausströmbereiche sind fest eingestellt.
Es ist demgegenüber die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Brenner, insbesondere für einen Schachtofen zum Brennen von Kalkstein vorzusehen, welcher auch bei Verwendung verschiedener Brennstoffe eine gleichmäßige Brenncharakteristik aufweist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Brenner einen Brennerkopf umfaßt mit einer Mehrzahl in Richtung einer Längsachse des Schachtofens im wesentlichen übereinander angeordneter Ausströmspalte zum radialen Ausströmen von Luft bzw. Brennstoff, wobei wenigstens zwei Luftausströmspalte und wenigstens ein zwischen den wenigstens zwei Luftausströmspalten angeordneter Brennstoffausströmspalt vorgesehen sind, und wobei der effektive Strömungsquerschnitt von wenigstens einem der beiden dem wenigstens einen Brennstoffausströmspalt unmittelbar benachbarten Luftausströmspalte veränderbar ist. 2
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Der erfindungsgemäße Brenner weist ferner eine Mehrzahl in einem bestimmten Abstand zueinander in Richtung der Längsachse des Schachtofens im wesentlichen übereinander angeordneter Scheibenelemente auf, welche jeweils die Ausström spalte zwischen sich bilden, und der effektive Strömungsquerschnitt des dem wenigstens einen Brennstoffausströmspalt unmittelbar benachbarten wenigstens einen Luftausström-spalts ist durch axiales Verschieben der den wenigstens einen Brennstoffausströmspalt zwischen sich bildenden Scheibenelemente veränderbar.
Durch Verändern des effektiven Strömungsquerschnitt von wenigstens einem der Luftausströmspalte kann das Verhältnis zwischen ausströmender Luft und ausströmendem Brennstoff immer derart geregelt werden, daß bei Verwendung verschiedener Brennstoffe die Brenncharakteristik des mit dem erfindungsgemäßen Brenner ausgestatteten Schachtofens gleich bleibt und somit auch die Qualität des in dem Schachtofen gebrannten Kalks unverändert bleibt.
Durch das Vorsehen von Scheibenelementen ist der erfindungsgemäße Brenner einfach und kostengünstig herzustellen und zu montieren.
Um über den gesamten Ofenquerschnitt ein gleichmäßiges Abbrennen des Brennstoffs zu ermöglichen, und somit über den gesamten Ofenquerschnitt die gleiche Qualität von gebranntem Kalk zu erhalten, wird vorgeschlagen, daß die Ausströmspalte als sich in einer Umfangsrichtung des Brennerkopfs erstreckende Ringspalte ausgebildet sind. Der Brennstoff bzw. die Luft strömt somit radial aus den Ausströmspalten in jeweiligen übereinander angeordneten Ebenen aus und führt somit zu einem gleichmäßigen Abbrand des Brennstoffs.
Um bei einem Wechsel des Brennstoffs die austretenden Luftströme in einfacher Weise an den veränderten Brennstoff anpassen zu können, um somit die Brenncharakteristik des Ofens konstant zu halten, wird vorgeschlagen, daß die effektiven Strömungsquerschnitte der beiden dem wenigstens einen Brennstoffausströmspalt unmittelbar benachbarten Luftausströmspalte derart veränderbar sind, daß bei Zunahme des effektiven Strömungsquerschnitts von einem der beiden Luftausströmspalte der effektive Strömungsquerschnitt des anderen Luftausströmspalts entsprechend abnimmt. Somit kann insbesondere bei gleichbleibender Luftmenge durch verschiedenes Umströmen des austretenden Brennstoffstroms die Brenncharakteristik des Ofens auf einfache Weise gesteuert werden.
Um eine Mindestmenge an Luft vorzusehen, welche aus dem oberhalb des wenigstens einen Brenn-stoffausströmspalts vorgesehenen Luftausströmspalt austritt, wird vorgeschlagen, daß in dem oberhalb des wenigstens einen Brennstoffausströmspalts angeordneten Luftausströmspalt ein Abstandselement vorgesehen ist zum Vorsehen eines Axialbewegungsanschlags für die den wenigstens einen Brennstoffausströmspalt zwischen sich einschließenden Scheibenelemente.
Wenn die Scheibenelemente ringscheibenartig ausgebildet sind mit zentralen Durchgangsöffnungen, und ein Brennerabschluß-Scheibenelement ohne Durchgangsöffnung oberhalb des obersten ringscheibenartigen Scheibenelements vorgesehen ist, wobei der durch die ringscheibenartigen Scheibenelemente gebildete, von den ringscheibenartigen Scheibenelementen umgebene Raum mit wenigstens einem Luftzuführ-kanal in Verbindung steht zum Zuführen von Luft zu den jeweiligen Luftausströmspalten, und wenn die den wenigstens einen Brennstoffausströmspalt zwischen sich einschließenden Scheibenelemente im Bereich einer Innenumfangsfläche ihrer Durchgangsöffnungen durch ein Zylinderelement integral miteinander verbunden sind, ist in einfacher Weise ein Raum geschaffen, durch welchen die Luft jeweils zu den Luftausströmspalten geführt wird, wobei durch Vorsehen des Zylinderelements der wenigstens einen Brennstoffausströmspalt von diesem Raum getrennt ist, so daß durch diesen keine Luft austreten kann. Für die einzelnen Luftausströmspalte müssen somit keine separaten Zuführleitungen o. dgl. vorgesehen werden.
Um den Brennstoff zu dem wenigstens einen Brennstoffausströmspalt leiten zu können, wird vorgeschlagen, daß im Zylinderelement eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten, zum wenigstens einen Brennstoffausströmspalt hin offenen Radialöffnungen vorgesehen ist, wobei die Radialöffnungen jeweils durch sich vom Zylinderelement im wesentlichen radial nach innen erstreckende Radialkanalrohre mit einem ersten Brennstoffzuführkanal zum Zuführen von Brennstoff zum wenigstens einen Brennstoffausströmspalt verbunden sind.
Eine radiale Verjüngung im Bereich der Radialöffnung erzeugt eine Trichterwirkung für den durch die Radialkanalrohre zu dem wenigstens einen Brennstoffausströmspalt zugeführten Brennstoff.
In einfacher Weise und ohne die Verwendung zusätzlicher Bauteile kann die radiale Verjüngung durch abgeschrägte Abschnitte jeweils an den Innenumfangsflächen der den wenigstens einen Brennstoffausströmspalt zwischen sich einschließenden Scheibenelemente gebildet werden.
Um eine über den gesamten Umfang des wenigstens einen Brennstoffausströmspalts gleichmäßige Ausströmcharakteristik des Brennerkopfs vorzusehen, wird vorgeschlagen, daß die Anzahl der Radialöffnungen mit den jeweiligen Radialkanalrohren im Bereich von 4 bis 20 liegt. 3
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Der erste Brennstoffzuführkanal kann in einfacher Weise durch ein sich im wesentlichen in Richtung der Längsachse des Schachtofens erstreckendes erstes Rohrelement gebildet werden, wobei die Radialkanalrohre im Bereich eines oberen Endes des ersten Rohrelements in dieses münden und mit diesem fest verbunden sind. Die den wenigstens einen Brennstoffausströmkanal zwischen sich einschließenden Scheibenelemente mit dem Zylinderelement werden somit über die Radialkanalrohre durch das erste Rohrelement getragen, so daß keine weiteren Stütz- oder Tragemittel für diese Scheibenelemente vorgesehen sein müssen.
Der effektive Strömungsquerschnitt der bei dem wenigstens einen Brennstoffausströmspalt unmittelbar benachbarten Luftausströmspalte kann somit in einfacher Weise durch Verschieben des ersten Rohrelements und somit der den wenigstens einen Brennstoffausströmspalt bildenden Scheibenelemente in Richtung der Längsachse des Schachtofens eingestellt werden.
Der Luftzuführkanal zum Zuführen von Luft zu dem von den ringscheibenartigen Scheibenelementen umschlossenen Raum wird vorzugsweise durch ein zweites Rohrelement gebildet, welches das erste Rohrelement im wesentlichen konzentrisch umgibt. Es ist somit zwischen dem ersten Rohrelement und dem zweiten Rohrelement ein erster Ringkanal gebildet, durch welchen die Luft jeweils zu den Luftaus-strömspalten geführt werden kann. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die den Luftausströmspal-ten zugeführte Luft bereits vorgewärmt ist und somit beim Umströmen des ersten Brennstoffzuführkanals auch den Brennstoff vorwärmt.
Um eine zum Abbrennen des Brennstoffs ausreichende Luftmenge sicherzustellen, wird vorgeschlagen, daß axial oberhalb des über dem wenigstens einen Brennstoffausströmspalt angeordneten Luftausström-spalts wenigstens ein weiterer LuftausströmSpalt durch wenigstens ein weiteres ringscheibenartiges Scheibenelement gebildet ist.
Ein weiterer Brennstoffausströmspalt im Bereich des axial oberen Endes des Brennerkopfs kann in einfacher Weise dadurch vorgesehen werden, daß das axial oberste ringscheibenartige Scheibenelement eine Durchgangsöffnung kleineren Durchmessers aufweist, in welche ein zweiter Brennstoffzuführkanal mündet, wobei zwischen dem obersten ringscheibenartigen Scheibenelement und dem Brennerabschluß-Scheibenelement ein weiterer Brennstoffausströmspalt zum radialen Ausströmen von Brennstoff gebildet ist. Es sind somit zwei Brennstoffausströmebenen in dem Ofenschacht vorgesehen, wodurch die Brennkapazität und das Brennverhalten des Schachtofens zusätzlich verbessert werden können.
Dabei wird vorgeschlagen, daß das erste Rohrelement doppelwandig ausgebildet ist mit einer Außenwandung und einer zur Außenwandung im wesentlichen konzentrisch angeordneten Innenwandung, wobei der erste Brennstoffzuführkanal durch einen zwischen der Außenwandung und der Innenwandung gebildeten, im Bereich des oberen Endes des ersten Rohrelements abgeschlossenen zweiten Ringkanal vorgesehen ist, und daß in einem von der Innenwand umschlossenen Raum ein drittes Rohrelement als zweiter Brennstoffzuführkanal im wesentlichen koaxial zum ersten Rohrelement angeordnet ist und sich über das obere Ende des ersten Rohrelements hinaus bis zum obersten ringscheibenartigen Scheibenelement erstreckt, wobei ein oberes Ende des dritten Rohrelements mit dem obersten ringscheibenartigen Scheibenelement fest verbunden ist. Für den zweiten Brennstoffzuführkanal wird somit im Schacht bzw. im Brennerkopf im wesentlichen kein zusätzlicher Raum beansprucht. Ferner ermöglicht dies ein vom zweiten Brennstoffzuführkanal im wesentlichen unbeeinflußtes Verschieben des ersten Brennstoffzuführkanals zum Einstellen der effektiven Strömungsquerschnitte der Luftausströmspalte mit veränderbarem Strömungsquerschnitt.
Vorzugsweise bilden das erste Rohrelement, das zweite Rohrelement und das dritte Rohrelement eine Lanze zum Tragen des Brennerkopfs an einem oberen Ende der Lanze. Es sind somit keine Mittel zum Tragen des Brennerkopfs erforderlich, wodurch der Aufbau des erfindungsgemäßen Brenners deutlich vereinfacht werden kann.
Um den sich im Bereich eines unteren Endes des Schachtofens ansammelnden gebrannten Kalk bereits vorzukühlen, wird vorgeschlagen, daß im Bereich eines unteren Endes der Lanze, welches im Bereich eines Kalkaustrags des Schachtofens angeordnet ist, ein Luftauslaß zum Auslassen von Kalkkühlluft vorgesehen ist.
Eine besonders effektive Nutzung der durch die Verbrennung des Brennstoffs entstehenden Hitze wird erreicht, wenn der Brennerkopf im Bereich eines unteren Drittels des Ofenschachts des Schachtofens angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Brennen von Kalkstein mittels des erfindungsgemäßen Brenners, wobei das Brennverhalten des Brenners zur Anpassung an die Verwendung verschiedener Brennstoffe veränderbar ist. Das Verfahren umfaßt das Ändern des Strömungsquerschnitts wenigstens eines einem Brennstoffausströmspalt benachbarten Luftausströmspalts durch Verschieben von dem Brennstoffausströmspalt zwischen sich bildenden Scheibenelementen in Richtung einer Längsachse 4
AT 402 101 B des Schachtofens.
Die Brennstoffe können 2.B. Erdgas, Flüssiggas, Raffinerieabgase, Heizöl oder energiereiche flüssige Abfallstoffe oder Gemische hiervon umfassen. Ferner können als Festbrennstoff Kohlenstaub, Koksstaub, Diamidkalk oder organische Produkte enthaltende Klarschlämme eingesetzt werden.
Um das Transportverhalten des Brennstoffs beim Zuführen zum Brenner zu verbessern, wird vorgeschlagen, daß ein Teil des Ofenabgases durch Kühlen oder Erhitzen vorzugsweise auf eine Temperatur im Bereich von 50 bis 300 *C gebracht wird und als Trägergas für feste und/oder flüssige Brenn- bzw. Abfallstoffe verwendet wird.
Alternativ dazu ist es möglich, ein Inertgas oder Luft auf vorzugsweise 50 bis 300 *C zu erhitzen und als Trägergas für den Flüssigbrennstoff zu verwenden.
Die Erfindung wird im folgenden an bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Längsschnittansicht eines Schachtofens, in welchem ein erfindungsgemäßer Brenner angeordnet ist; und
Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Brennerkopf und einen oberen Endabschnitt einer Lanze, welche den Brennerkopf trägt.
Die Fig. 1 zeigt einen allgemein mit 10 bezeichneten Schachtofen zum Brennen von Kalkstein. Der Schachtofen umfaßt einen im wesentlichen vertikal angeordneten Ofenschacht 12 sowie einen in einem unteren Abschnitt des Ofenschachts angeordneten Brenner 14. Der Brenner 14 umfaßt eine Lanze 16 sowie einen an einem oberen Ende 18 der Lanze 16 getragenen Brennerkopf 20. Der Ofenschacht 12 ist im Bereich seines oberen Endes 22 nach oben hin offen und sieht somit eine Öffnung 24 zum Einbringen von Kalkstein in den Ofenschacht 12 vor. Im Bereich eines unteren Endes 26 des Ofenschachts ist eine weitere Öffnung 28 vorgesehen, durch welche der gebrannte Kalk aus dem Ofenschacht entnommen werden kann.
Zu den in der vorliegenden Anmeldung verwendeten Ausdrücken "oberhalb", "unterhalb" usw. wird hiermit darauf hingewiesen, daß diese sich auf die im allgemeinen vertikale Anordnung des Ofenschachts 12 des Schachtofens 10 beziehen und somit immer in Beziehung zu einer Längsachse A des Schachtofens zu betrachten sind. Selbstverständlich sind bei entsprechend geneigter, von der Vertikalen abweichender Ausrichtung des Ofenschachts die jeweiligen erfindungsgemäßen Komponenten als in entsprechender Weise relativ zur Längsachse des Schachtofens ausgerichtet zu betrachten.
In Fig. 2 sind der in Fig. 1 dargestellte Brennerkopf 20 und ein oberer Abschnitt der Lanze 16 vergrößert dargestellt. Wie in Fig. 2 insbesondere zu erkennen ist, umfaßt der Brennerkopf 20 eine Mehrzahl von in Längsrichtung der Achse A übereinander bzw. aufeinanderfolgend angeordneten Scheibenelementen 30. Die Scheibenelemente 30 sind jeweils ringscheibenartig ausgebildet, und weisen jeweils zentrale Durchgangsöffnungen 32 auf. Ein oberstes Brennerabschluß-Scheibenelement 34 weist keine derartige Durchgangsöffnung auf und schließt somit den Brennerkopf 20 nach oben hin ab.
Zwei in Achsrichtung aufeinanderfolgende Scheibenelemente 36, 38 sind im Bereich einer Innenumfangsfläche ihrer Durchgangsöffnungen durch ein Zylinderelement 40 integral miteinander verbunden. Im Zylinderelement 40 ist eine Anzahl von Radialöffnungen 42 in Umfangsrichtung zueinander beabstandet vorgesehen, in welche jeweils Radialkanalrohre 44 münden und dort mit dem Zyiinderelement 40 fest verbunden sind. Die Radialkanalrohre 44 erstrecken sich vom Zylinderelement 40 im wesentlichen radial nach innen und münden in einen noch zu beschreibenden ersten Brennstoffzuführkanal 46. Durch den ersten Brennstoffzuführkanal 46, die Radialkanalrohre 44, die Radialöffnungen 42 im Zylinderelement 40 kann Brennstoff zu einem zwischen den Scheibenelementen 36 und 38 gebildeten Brennstoffausströmspalt 48 geleitet werden.
Dabei ist, wie in Fig. 2 zu erkennen ist. die Innenumfangsfläche 49 bzw. 51 jeweils des Scheibenelements 38 bzw. 36 abgeschrägt, so daß diese abgeschrägten Innenumfangsflächen 49, 51 zusammen eine sich radial nach außen verjüngende Öffnung zum Brennstoffausströmspalt 48 bilden. Der somit gebildete Trichter erleichtert den Eintritt des durch die Radialkanalrohre 44 zugeführten Brennstoffs in den Brennstoffausströmspalt 48.
Jeweils in Achsrichtung oberhalb des ringscheibenartigen Scheibenelements 36 bzw. unterhalb des ringscheibenartigen Scheibenelements 38 sind weitere ringscheibenartige Scheibenelemente 54 bzw. 56 angeordnet, welche jeweils zusammen mit dem Scheibenelement 36 bzw. dem Scheibenelement 38 einen Luftausströmspalt 58 bzw. 60 bilden.
Das Scheibenelement 56 ist dabei in seinem radial äußeren Bereich mit einem einen Teil der Lanze bildenden Rohr 62 z.B. durch Löten, Schweißen o. dgl. fest verbunden. Das Scheibenelement 54 ist mit den über diesem angeordneten weiteren Scheibenelementen 30 jeweils über Abstandselemente 64 fest verbunden, wodurch zwischen diesen ringscheibenartigen Scheibenelementen 54 und 30 jeweils Luftausströmspal-te 66 mit konstantem Stromungsquerschnitt gebildet sind. 5
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Ein in Achsrichtung oberstes ringscheibenartiges Scheibenelement 68 weist eine Durchgangsöffnung 70 auf, welche einen kleineren Durchmesser hat als die Öffnungen 32 der ringscheibenartigen Scheibenelemente 30, 54, 36, 38 und 56. In die Durchgangsöffnung 70 mündet ein Rohr 72, wobei das Rohr 72 im Bereich der Durchgangsöffnung 70 mit dem Scheibenelement 68 fest verbunden ist und somit das Scheibenelement 68 und über die Abstandselemente 64 jeweils die Scheibenelemente 30 und 54 trägt. Ferner sind zwischen dem Scheibenelement 68 und dem Brennerabschluß-Scheibenelement 34 in den Figuren nicht dargestellte Abstandselemente vorgesehen, so daß auch das Brennerabschluß-Scheibenelement 34 über das Scheibenelement 68 durch das Rohr 72 getragen ist.
Das Rohr 72 bildet einen zweiten Brennstoffzuführkanal 74, welcher in einen weiteren zwischen dem Brennerabschluß-Scheibenelement 68 und dem Scheibenelement 34 gebildeten Brennstoffausströmspalt 76 mündet. Der in Fig. 2 dargesteilte Brenner weist somit zwei Brennstoffausströmspalte 48 bzw. 76 auf.
Der erste Brennstoffzuführkanal 46, durch welchen Brennstoff zum ersten Brennstoffausströmspalt 48 geleitet wird, ist durch ein doppelwandiges Rohr 78 gebildet, welches eine äußere Wandung 80 sowie eine innere Wandung 82 aufweist und im Bereich eines axial oberen Endes durch ein Abschlußelement 84 verschlossen ist. Die den ersten Brennstoffausströmspalt 48 zwischen sich bildenden ringscheibenartigen Scheibenelemente 36 und 38 sind über das Zylindereiement 40 und die Radialkanalrohre 44 fest mit dem den ersten Brennstoffzuführkanal 46 bildenden doppelwandigen Rohr 78 verbunden. Durch Verschieben des doppelwandigen Rohrs 78 in axialer Richtung kann nunmehr sowohl der effektive Strömungsquerschnitt des zwischen dem ringscheibenartigen Element 36 und dem ringscheibenartigen Element 54 gebildeten Luftausströmkanals 58 als auch der effektive Strömungsquerschnitt des zwischen dem ringscheibenartigen Scheibenelement 38 und dem ringscheibenartigen Element 56 gebildete Luftausströmspalts 60 verändert werden. Insbesondere wird dabei der effektive Strömungsquerschnitt des Luftausströmspalts 58 beim Verschieben des Rohrs 78 nach axial oben verkleinert, und gleichzeitig wird der effektive Strömungsquerschnitt des Luftausströmkanals 60 entsprechend vergrößert. Es kann somit das Luftmengenverhältnis der den aus dem Brennstoffausströmspalt 48 ausströmenden Brennstoff zwischen sich einschließenden Luftströme verändert werden, wodurch auch die Brenncharakteristik des Brenners verändert wird. Durch axiales Verschieben des Rohrs 78 und somit der Scheibenelemente 36 und 38 kann daher insbesondere bei einem Wechsel des Brennstoffs das Strömungsverhältnis der den ausströmenden Brennstoff umströmenden Luftströme verändert werden, um somit gleichbleibende Verbrennungscharakteristiken des Brenners und somit des Schachtofens zu gewährleisten.
Um sicherzustellen, daß aus dem oberhalb des ersten Brennstoffausströmspalts 48 angeordneten Luftausströmspalt 58 immer Luft ausströmen kann, ist in diesem Luftausströmspalt 58 eine Mehrzahl von Abstandselementen 86 vorgesehen, welche einen Axialbewegungsanschlag für die Scheibenelemente 36 und 38 bilden.
Um die axiale Verschiebung des Rohrs 78 zu bewirken, kann dieses z.B. an einem Rohrträger 88 aufgehängt sein, welcher durch an sich bekannte Mittel axial verschoben werden kann.
Wie in der Fig. 2 weiter zu erkennen ist, ist zwischen dem äußeren Rohr 62 und der Außenwandung 80 des Rohrs 78 ein Ringkanal 90 gebildet, durch welchen Luft zu dem von den ringscheibenartigen Scheibenelementen 30, 54, 36, 38 und 56 umschlossenen Raum 92 geleitet werden kann. Ferner ist zwischen der Innenwandung 82 des Rohrs 78 und dem Rohr 72 ein zweiter Ringkanal 94 gebildet, welcher als ein zweiter Luftzuführkanal 94 zum Zuführen von Luft in den Raum 92 dient. Es sind somit zwei Luftzuführkanäle 90, 94 vorgesehen, die in verschiedenen, in Achsrichtung zueinander versetzten Höhen in den Raum 92 münden, so daß die dem Brennerkopf 20 zugeführte Luft gleichmäßig über den ganzen Raum 92 verteilt wird und somit zu einer gleichmäßigen Ausströmcharakteristik der Luft aus den jeweiligen Luftausströmspalten 66, 58 bzw. 60 führt. Der zwischen den ringscheibenartigen Scheibenelementen 36 und 38 gebildete Brennstoffausströmspalt 48 ist dabei durch das Zylinderelement 40 zum Raum 92 hin abgeschlossen, so daß in dem Brennstoffausströmspalt 48 keine Luft eintreten kann.
Das Vorsehen der verschiedenen durch die Luftausströmspalte und die Brennstoffausströmspalte gebildeten Strömungsebenen quer zur Längsachse des Schachtofens führt beim Abbrennen des Brennstoffs zu der in Fig. 1 dargestellten typischen Verbrennungstulpe 9, welche sich im wesentlichen aus den Luftschichten 100 und 102 und den Brennstoffschichten 104 und 106 zusammensetzt. Die Ausbildung dieser Verbrennungstulpe 9 gewährleistet einen gleichmäßigen Abbrand des Brennstoffs über den gesamten Querschnitt des Schachtofens 10, so daß keine lokalen Hitzezentren entstehen können, in welchen eine andere Kalkqualität gebrannt werden würde.
Im Bereich eines unteren Endes 108 der Lanze 16 ist ein Luftauslaß 110 vorgesehen zum Auslassen von Kalkkühlluft, die den aus dem Ofenschacht 12 austretenden Kalk bereits vorkühlt.
Wie insbesondere in Fig. 1 zu erkennen ist, ist der Brennerkopf 20 etwa im Bereich des unteren Drittels der Länge des Ofenschachts 10 angeordnet, wodurch eine optimale Ausnutzung der beim Verbrennen des 6 ΑΤ 402 101 Β
Brennstoffs entstehenden Hitze zum Brennen des in die Öffnung 24 des Ofenschachts 12 eingegebenen Kalksteins möglich ist. Für einen optimalen Brennprozeß ist ein genau abgestimmtes Verhältnis von Brennstoffmenge zu Luftmenge erforderlich. Bei dem erfindungsgemäßen Brenner ist es möglich, durch Auswahl der Anzahl der Radialkanalrohre, die aus dem Brennerkopf austretende Brennstoffmenge jeweils optimal an das für einen bestimmten Brennstoff erforderliche Luft-Brennstoffverhältnis anzupassen. Insbesondere kann durch die Auswahl der Anzahl der Radialkanalrohre eine Mehrzahl von Parametern beeinflußt werden, welche z.B. die gesamte austretende Brennstoffmenge, den Leitungsdruck und die Ausströmgeschwindigkeit des Brennstoffs umfassen, und durch welche jeweils Einfluß auf die Brenncharakteristik des Ofens genommen werden kann. Zum optimalen Abbrennen des Energieträgers hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß bei Verwendung von gasförmigen Brennstoffen das Verhältnis von Gas zu Verbrennungsluft im Bereich von 1:3 bis 15 liegt.
Zum Brennen des Kalks mittels des erfindungsgemäßen Brenners hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß das Verhältnis der Spaltbreite der Luftausströmspalte 66 mit konstantem Strömungsquerschnitt zur Spaltbreite des Luftausströmspalts 58 mit veränderbarem Strömungsquerschnitt zur Spaltbreite des Luftausströmspalts 60 mit veränderbarem Querschnitt ist wie x : 2,0 x bis 0,5 x : 0 bis 1,5 x. Der dem Brennerkopf 20 zugeführte Brennstoff wird vorzugsweise derart aufgeteilt, daß er zum Großteil, nämlich 60 bis 90 Vol.-% des Brennstoffs, aus dem mit dem ersten Brennstoffzuführkanal 46 verbundenen Brennstoff-ausströmspalt 48 austritt (Hauptstufe) und zu 10 bis 40 Vol.-% aus dem mit dem zweiten Brennstoffzuführkanal 64 verbundenen Brennstoffausströmspalt 76 (Oberstufe) austritt. Um dabei die Verteilung des Energieträgers möglichst homogen zu gestalten und somit einen gleichmäßigen Brand des Kalksteins zu gewährleisten, werden gleichzeitig 25 bis 80 Vol.-% der zugeführten Luft (Oberluft I) als sogenannte Spreizluft durch die Luftausströmspalte 66 mit konstantem Strömungsquerschnitt ausgelassen, 0 bis 30 Vol.-% der Luft werden aus dem Luftausströmspalt 60 mit veränderbarem Strömungsquerschnitt ausgelassen (Oberluft II) und 20 bis 75 Vol.-% werden als Kalkkühlluft durch den Luftauslaß 108 im Bereich des Kalkaustrags ausgelassen.
Diese spezielle Verteilung der Ausströmverhältnisse führt zu der bereits erwähnten typischen "Verbrennungstulpe" aus Brennstoff und Oberluft (Oberluft I, Oberluft II), wobei den einzelnen Luftströmen jeweils spezifische Funktionen zugewiesen sind. Für den erfindungsgemäßen Brenner können als Brennstoff verschiedene Materialien verwendet werden. Diese umfassen z.B. Erdgas, Flüssiggas, Raffinerieabgase, Heizöl oder energiereiche flüssige Abfallstoffe oder Gemische davon. Die Raffinerieabgase können z.B. Methan, Ethan, Propan, Butan und Kohlenmonoxid jeweils einzeln oder als Gemisch umfassen.
Das Heizöl kann z.B. schweres Heizöl, mittelschweres Heizöl, leichtes Heizöl oder Altöl umfassen. Insbesondere die Verwendung von Altöl für einen mit dem erfindungsgemäßen Brenner ausgestatteten Schachtofen bietet die Vorteile, daß das ansonsten nur schwer zu entsorgende Altöl verfeuert werden kann, was in Anbetracht der durch Altmaterialien entstehenden Umweltprobleme vorteilhaft ist.
Der erfindungsgemäße Brenner kann jedoch auch für feste Brennstoffe verwendet werden. Derartige feste Brennstoffe umfassen z.B. Kohlenstaub, Koksstaub, Diamidkalk oder organische Produkte enthaltende Klärschlämme. Auch in diesem Zusammenhang sei wieder der ökologische Gedanke hervorgehoben, welcher sich bei einer Verwertung derartiger Abfallmaterialien zur Energiegewinnung ergibt.
Insbesondere bei Verwendung von Flüssigbrennstoffen, wie z.B. schwerem oder mittelschwerem Heizöl oder organische Produkte enthaltende Schlämme, ist es vorteilhaft, wenn 5 bis 30 Vol.-% der Verbrennungsluft durch den Luftausströmspalt 60 mit veränderbarem Strömungsquerschnitt ausgelassen werden, welcher unmittelbar unterhalb des Brennstoffausströmspalts 48 angeordnet ist. Das Auslassen dieser als Oberluft II bezeichneten Verbrennungsluft aus dem Luftausströmspalt 48 hat zur Folge, daß Tropfen flüssiger Brennstoffe, insbesondere von Brennstoffen mit hoher Viskosität, welche sich am Außenrand des Scheibenelements 38 sammeln können, daran gehindert werden, nach unten herabzutropfen, und stattdes-sen durch den aus dem Luftausströmspalt 48 austretenden Luftstrom mitgenommen und somit der Verbrennung zugeführt werden.
Bei der Verwendung flüssiger Brennstoffe zum Kalkbrennen mittels des erfindungsgemäßen Brenners hat es sich als zweckmäßig erwiesen, dem Flüssigbrennstoff zum Zweck des Zuführens durch die jeweiligen Brennstoffzuführkanäle ein Trägergas beizumischen.
Dabei kann z.B. ein Teil des aus der Öffnung 24 des Schachtofens 10 austretenden Ofenabgases durch Kühlen oder Erhitzen auf eine Temperatur von 50 bis 300 "C gebracht werden und dann als Trägergas für den Flüssigbrennstoff verwendet werden. Dazu wird nach dem Filtern der Abgase deren Temperatur z.B. durch Eindüsen von Wasser derart eingestellt, daß ca. 3 bis 15 Vol.-% des Abgases auf Temperaturen unter 300 ° C gekühlt werden, und der Flüssigbrennstoff wird mit diesen gekühlten Abgasen durch die Lanze 7
AT 402 101 B zum Brennerkopf befördert. Der Transport des Flüssigbrennstoffs kann auch dadurch verbessert werden, daß ein Inertgas oder Luft auf 50 bis 300 “C erhitzt werden und diese dann als Trägergas für den Brennstoff verwendet werden.
Beim Einsatz von Flüssiggas als Brennstoff ist es vorteilhaft, diesem zurückgeführte Abgase oder ein Inertgas zum Verdampfen und Transportieren zuzuführen. Die Menge des zugeführten Abgases oder Inertgases liegt dabei vorteilhafterweise im Bereich von 0,3 bis 3 Nm3 pro Kilogramm Flüssiggas. Dabei werden 3 bis 15 Nm3 Luft durch die Luftausströmspalte 66 und den Luftausströmspalt 58 als sogenannte Verbrennungsluft (Oberluft) ausgelassen.
Auch bei der Verwendung von Öl, z.B. in Form von Heizöl oder Altöl, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, pro kg Öl 0,3 bis 3 Nm3 Abgas zum Dispergieren und Aufheizen des Öls zu verwenden und 3 bis 15 Nm3 Verbrennungsluft einzusetzen. Dabei sollte das Öl auf Temperaturen von 80 bis 200 "C vorgewärmt werden.
Die sorgfältige Auswahl und genaue Einhaltung der Mischverhältnis jeweils von Brennstoff zu Abgas ermöglicht dabei immer eine gezielte und homogene Verteilung des Brennstoffes, so daß ein gleichmäßiger Abbrand des Brennstoffs gewährleistet ist, wobei die Nutzung der gereinigten Ofenabgase zu einer erheblichen Verringerung der Aufheizkosten anderer Gase, welche dann als Trägergase verwendet werden, beiträgt.
Ferner ist es möglich, bei dem erfindungsgemäßen Brenner die Strömungsgeschwindigkeiten zu variieren. Dies wird vorzugsweise in einem unteren Bereich der Lanze durch an sich bekannte Mittel, wie z.B. Steuerventile o. dgl., durchgeführt. Die Strömungsgeschwindigkeit des Brennstoffs in der Lanze liegt im Bereich von 2 bis 40 m/sec, wobei die Strömungsgeschwindigkeit des Brennstoffs in den Radialkanalrohren dann gleich der Strömungsgeschwindigkeit in der Lanze oder nur geringfügig höher als diese ist. Die Strömungsgeschwindigkeit der Verbrennungsluft im Brennerkopf beträgt dabei vorzugsweise 10 bis 30 m/sec.
Der erfindungsgemäße Brenner ermöglicht, wie vorangehend beschrieben, den Einsatz einer Vielzahl verschiedener Brennstoffe, und insbesondere auch den Einsatz von aus Abfallprodukten gewonnenen Brennstoffen oder von Abfallprodukten direkt als Brennstoffe. Durch Verändern der Strömungsverhältnisse im Brennerkopf kann bei Verwendung verschiedener Brennstoffe ein gleichmäßiges Brennverhalten des Schachtofens sichergestellt werden, so daß auch bei Verwendung verschiedener Brennstoffe gebrannter Kalk gleicher Qualität erhalten werden kann. Der erfindungsgemäße Brenner ist dabei jedoch nicht auf die Verwendung für Schachtöfen einer bestimmten Ofengröße beschränkt, sondern er kann auch in Schachtöfen verwendet werden, deren Durchmesser im Bereich von 2 bis 4 Meter oder mehr liegt.
Das Vorsehen der verschiedenen, im wesentlichen ineinander gestaffelten Luft- bzw. Brennstoffzuführ-kanäle jeweils zu den einzelnen Luft- bzw. Brennstoffausströmspalten ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung der Verbrennungsluft und des Brennstoffs im Brennerkopf, was zusammen mit der durch das radiale Ausströmen erreichten gleichmäßigen Verteilung des Brennstoffs und der Luft über den gesamten Ofenquerschnitt zum Erhalt einer konstanten Kalkqualität beiträgt. Nachfolgend sind tabellarisch einige Beispiele von Betriebsparametern aufgelistet, welche sich bei der Verwendung der verschiedenen Brennstoffe als zweckmäßig erwiesen bzw. ergeben haben.
Der Einsatz verschiedener Brennstoffe führt nicht nur bei dem oben angegebenen Brennen von Kalkstein zu dem Problem unterschiedlicher Brenncharakteristiken von Brennern bzw. der mit diesen Brennern ausgestatteten Öfen. Auch bei einer Vielzahl anderer Brennverfahren werden z.B. je nach Verfügbarkeit verschiedene Brennstoffe eingesetzt. Der erfindungsgemäße Brenner kann daher auch bei anderen Brennverfahren oder -Vorgängen Anwendung finden, wobei auch dabei die vorher angegebenen Vorteile des erfindungsgemäßen Brenners zu einem konstanten Brennverhalten des Ofens und somit einer hohen Qualität des behandelten Materials führen. 8
Claims (21)
10 AT 402 101 B 15 in A3 * *· σ> m m O o (NJ © o o m © in Ό GO 00 m © <N o rn © u m \D <N H •H Jjj in ΓΜ W fC o θ' σ> © o o o © o o o rg (N •Μ σ\ TT o o TT to H rsj iN iW W w in m rr T3 —i L·. u © *- * ü © m © © © © © rn rr ♦H © © © in © m »w O rr rg (Ni ΓΜ •-H r-C un m 20 iN i—< :0 rc α W 0) 2 υ CA «—l CJ gj gj •W ^ί :0 ±j < II 91 515 130 o © m 20 00ö 20 3300 ^r ^r © rg 151,2 1 ! 1 rg © © W * - α <n rg in © Γ- © p*· © © © rn ϊ co <*n in in © H © © ·—< © © rg in rg r-J rg u m fN CA p—* ___ _ ca CA 0 N \ 4J £ E <0 'W AJ α σ' .—. £ £ u 4J Jj JZ ·· 61 3 C •W •H \ α O £ w o JZ V <-» W o £d u-i N. Ai c fO σ' N vw W n θ' σ> u υ Aj θ' Ο Ό 3 s H e W »—«· 3 \ ^ 0> ±J z Ό z •c α o «—» O £ <Q r· 1" o VW w £1 -1 W •W σ' ·«_>· ec ω 0 K 0) H > (N *> AJ θ' £. α σ ’—' w r ff α u u o 2 σ> ο w 5 o Q θ' — CA σ' CA w c σ' 3 u c c JZ gJ C Jj ü c ο iw c r" A3 »W VW ; IW o iw σ> 0 σ 3 P W IW iw iw £ 3 P r—i Ξ W Λ »—{ 0 0 w 0 gj w» <—( •H CA W α Wl —> gJ iw Ν iw r“ O ο ♦W « CA •w (rt 3 —H 3 r3 w 0) > c. <“ w C -i <y *.· CA H U B C c w‘ £ W W W c C o CJ (Γ, α ο α o o W c; W u G CO O <Ö <B vw :¾ e C G < α o — o o 25 30 35 40 45 50 55 Patentansprüche 1. Brenner, insbesondere für einen Schachtofen (10) zum Brennen von Kalkstein, umfassend einen Brennerkopf (20) mit einer Mehrzahl in Richtung einer Längsachse (A) des Schachtofens (10) im 9 AT 402 101 B wesentlichen übereinander angeordneter Ausströmspalte (76,66.58,48,60) zum radialen Ausströmen von Luft bzw. Brennstoff, wobei wenigstens zwei Luftausströmspalte (58,60) und wenigstens ein zwischen den wenigstens zwei Luftausströmspalten (58,60) angeordneter Brennstoffausströmspalt (48) vorgesehen sind dadurch gekennzeichnet, daß der effektive Strömungsquerschnitt von wenigstens einem der beiden dem wenigstens einen Brennstoffausströmspalt (48) unmittelbar benachbarten Luftausströmspalte (58,60) veränderbar ist, daß der Brennerkopf (20) eine Mehrzahl in einem bestimmten Abstand zueinander in Richtung der Längsachse (A) des Schachtofens (10) im wesentlichen übereinander angeordneter Scheibenelemente (34,68,30,54,36,38,56) umfaßt, welche jeweils die Ausströmspalte (76,66,58,48,60) zwischen sich bilden, und daß der effektive Strömungsquerschnitt des dem wenigstens einen Brennstoffausströmspalt (48) unmittelbar benachbarten wenigstens einen Luft-ausströmspalts (58,60) durch axiales Verschieben der den wenigstens einen Brennstoffausströmspalt (48) zwischen sich bildenden Scheibenelemente (36,38) veränderbar ist.
2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmspalte (76,66,58,48,60) als sich in einer Umfangsrichtung des Brennerkopfs (20) erstreckende Ringspalte ausgebildet sind
3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die effektiven Strömungsquerschnitte der beiden dem wenigstens einen Brennstoffausströmspalt (48) unmittelbar benachbarten Luftausströmspalte (58.60) derart veränderbar sind, daß bei Zunahme des effektiven Strömungsquerschnittes von einem der beiden Luftausströmspalte (58,60) der effektive Strömungsquerschnitt des anderen Luftausströmspaltes (58,60) entsprechend abnimmt.
4. Brenner nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem oberhalb des wenigstens einen Brennstoffausströmspaltes (48) angeordneten Luftausströmspalt (58) wenigstens ein Abstandselement (86) vorgesehen ist zum Vorsehen eines Axialbewegungsanschlages für die den wenigstens einen Brennstoffausströmspalt (48) zwischen sich einschließenden Scheibenelemente (36,38).
5. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibenelemente (68,30,54,36,38,56) ringscheibenartig ausgebildet sind mit zentralen Durchgangsöffnungen (32,70), und daß ein Brennerabschluß-Scheibenelement (34) ohne Durchgangsöffnung oberhalb des obersten ringscheibenartigen Scheibenelementes (68) vorgesehen ist, wobei der durch die ringscheibenartigen Scheibenelemente (68,30,54,36,38,56) gebildete, von den ringscheibenartigen Scheibenelementen (68,30,54,36,38, 56) umgebene Raum mit wenigstens einem Luftzuführkanal (90,94) in Verbindung steht zum Zuführen von Luft zu den jeweiligen Luftausströmspalten (66,58,60), und daß die den wenigstens einen Brennstoffausströmspalt (48) zwischen sich einschließenden Scheibenelemente (36,38) im Bereich einer Innenumfangsfläche (49,51) ihrer Durchgangsöffnungen durch ein Zylinderelement (40) integral miteinander verbunden sind.
6. Brenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinderelement (40) eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten, zum wenigstens einen Brennstoffausströmspalt (48) hin offenen an sich bekannten Radialöffnungen (42) vorgesehen ist, wobei die Radialöffnungen (42) jeweils durch sich vom Zylinderelement (40) im wesentlichen radial nach innen erstreckende an sich bekannte Radialkanalrohre (44) mit einem ersten an sich bekannten Brennstoffzuführkanal (46) zum Zuführen von Brennstoff zum wenigstens einen an sich bekannten Brennstoffausströmspalt (48) verbunden sind.
7. Brenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine radiale Verjüngung der Radialöffnungen (42) durch abgeschrägte Abschnitte (50,52) jeweils an den Innenumfangsflächen (49,51) der den wenigstens einen Brennstoffausströmspalt (48) zwischen sich einschließenden Scheibenelemente (36,38) gebildet ist,
8. Brenner nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Radialöffnungen (42) mit den jeweiligen Radialkanalrohren (44) im Bereich von 4 bis 20 liegt.
9. Brenner nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Brennstoffzuführkanal (46) durch ein sich im wesentlichen in Richtung der Längsachse (A) des Schachtofens (10) erstreckendes erstes Rohrelement (78) gebildet ist, wobei die Radialkanalrohre (44) im Bereich eines oberen Endes (79) des ersten Rohrelementes (78) in dieses münden und mit diesem fest verbunden 10 AT 402 101 B sind.
10. Brenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die den wenigstens einen Brennstoffaus-strömspalt (48) bildenden Scheibenelemente (36,38) zusammen durch Verschieben des ersten Rohrelementes (78) in Richtung der Längsachse (A) des Schachtofens (10) zum Einstellen der effektiven Strömungsquerschnitte der beiden dem wenigstens einen Brennstoffausströmspalt (48) unmittelbar benachbarten Luftausströmspalte (58,60) bewegbar sind.
11. Brenner nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Rohrelement (78) von einem zweiten Rohrelement (62) im wesentlichen konzentrisch umgeben ist, und daß zwischen dem ersten Rohrelement (78) und dem zweiten Rohrelement (62) ein erster Ringkanal (90) als ein erster Luftzuführkanal (90) zum Zuführen von Luft zu dem von den ringscheibenartigen Scheibenelementen (68,30,54,36,38,56) umschlossenen Raum gebildet ist.
12. Brenner nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß axial oberhalb des über dem wenigstens einen Brennstoffausströmspalt (48) angeordneten an sich bekannten Luftausströmspal-tes (58) wenigstens ein weiterer Luftausströmspalt (66) durch wenigstens ein weiteres ringscheibenartiges Scheibenelement (30) gebildet ist.
13. Brenner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das axial oberste ringscheibenartige Scheibenelement (68) eine Durchgangsöffnung (70) kleineren Durchmessers aufweist, in welche ein zweiter Brennstoffzuführkanal (74) mündet, wobei zwischen dem obersten ringscheibenartigen Scheibenelement (68) und dem Brennerabschluß-Scheibenelement (34) ein weiterer Brennstoffausströmspalt (76) zum radialen Ausströmen von Brennstoff gebildet ist.
14. Brenner nach den Ansprüchen 9 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Rohrelement (78) doppelwandig ausgebildet ist mit einer Außenwandung (80) und einer zur Außenwandung (80) im wesentlichen konzentrisch angeordneten Innenwandung (82), wobei der erste Brennstoffzuführkanal (46) durch einen zwischen der Außenwandung (80) und der Innenwandung (82) gebildeten, im Bereich des oberen Endes (79) des ersten Rohrelementes (78) abgeschlossenen zweiten Ringkanal (46) vorgesehen ist, und daß in einem von der Innenwandung (82) umschlossenen Raum ein drittes Rohrelement (72) als zweiter Brennstoffzuführkanal (74) im wesentlichen koaxial zum ersten Rohrelement (78) angeordnet ist und sich über das obere Ende (79) des ersten Rohrelements (78) hinaus bis zum obersten ringscheibenartigen Scheibenelement (68) erstreckt, wobei ein oberes Ende (71) des dritten Rohrelementes (72) mit dem obersten ringscheibenartigen Scheibenelement (68) fest verbunden ist.
15. Brenner nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen der Innenwandung (82) des ersten Rohrelementes (78) und einer Wandung des dritten Rohrelementes (72) gebildeter dritter Ringkanal (94) am axial oberen Ende (79) des ersten Rohrelementes (78) offen ist zum Vorsehen eines in den von den ringscheibenartigen Scheibenelementen (68,30,54,36,38,56) umschlossenen Raum mündenden zweiten Luftzuführkanales (94).
16. Brenner nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Rohrelement (78), das zweite Rohrelement (62) und das dritte Rohrelement (72) zusammen eine Lanze (16) zum Tragen des Brennerkopfes (20) an einem oberen Ende (18) der Lanze (16) bilden.
17. Verfahren zum Brennen von Kalkstein mittels eines Brenners (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das Brennverhalten des Brenners (14) zur Anpassung an die Verwendung verschiedener Brennstoffe veränderbar ist, gekennzeichnet durch den Schritt des Änderns des Strömungsquerschnittes wenigstens eines einem Brennstoffausströmspalt (48) benachbarten Luftausströmspaltes (58,60) durch Verschieben von den Brennstoffausströmspalt (48) zwischen sich bildenden Scheibenelementen in Richtung einer Längsachse (A) des Schachtofens (10).
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Brennstoff eine aus der Reihe Erdgas, Flüssiggas, Raffinerieabgase, Heizöl oder energiereiche flüssige Abfallstoffe oder Gemische hiervon verwendet wird. 11 AT 402 101 B
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß als fester Brennstoff Kohlenstaub, Koksstaub, Diamidkalk oder organische Produkte enthaltende Klärschlämme verwendet werden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Ofenabgases durch Kühlen oder Erhitzen auf eine Temperatur, vorzugsweise im Bereich von 50 bis 300 *C gebracht wird und als Trägergas für feste und/oder flüssige Brenn- bzw. Abfallstoffe verwendet wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß Inertgas oder Luft vorzugsweise auf 50 bis 300 *C erhitzt wird und als Trägergas für feste und/oder flüssige Brenn- bzw. Abfallstoffe verwendet wird. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 12
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Also Published As
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Effective date: 20131220 |