DD144815A5 - Verfahren und anlage zum brennen von kalkstein mittels staubfoermigen und/oder feinkoernigen festen brennstoffen in einem gleichstrom-regenerativ-schachtofen - Google Patents
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Description
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Verfahren zum Brennen von Kalkstein mittels staubförmigen und/oder feinkörnigen festen Brennstoffen in einem Gleichstrom-Regenerativ-Schachtofen und Anlage zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung ist beim Betrieb von Schachtöfen, insbesondere Gleichstrom-Regenerativ-Schachtöfen, zur Herstellung von gebrannten mineralischen Rohstoffen anwendbar. Sie betrifft ein Verfahren zum Brennen von Kalkstein und ähnlichen mineralischen Rohstoffen mittels staub- und/oder feinkörnigen festen Brennstoffen in einem Gleichstrom-Regenerativ-Schachtofen mit zwei oder mehr durch einen Ueberström- bzw. Ringkanal verbundenen Schächten, von denen wechselweise der eine Schacht als Brenn- oder Gleichstromschacht und der andere Schacht als Gegenstromschacht betrieben wird. Ferner betrifft sie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.
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Zum Brennen von Kalkstein und anderen ähnlichen mineralischen Rohstoffen ist ein Regenerativ-Verfahren bekannt (AT-PS 211 214), das für den Bau von Gleichstrom-Gegenstrom-Schachtöfen mit zwei oder mehr Schächten vielfach angewandt wird; das Verfahren ist in seinem Betrieb verhältnismässig einfach und weist neben einem niedrigen Energieverbrauch den erheblichen Vorteil auf, wahlweise sowohl Weichbrand als auch Mittel- und Hartbrand erzeugen zu können. Voraussetzung ist hierbei, dass der für das Brennen benötigte Brennstoff gleichmässig über den Querschnitt verteilt und in annähernd zeitlich gleichbleibender Menge zugeführt wird.. Diese Voraussetzung ist bei der Verwendung von gasförmigen bzw. verdampften flüssigen Brennstoffen verhältnismässig einfach zu verwirklichen; der gasförmige Brennstoff wird über eine Anzahl im Schachtquerschnitt gleichmässig verteilter Leitungsmündungen eingeführt, wodurch die erwähnte. Voraussetzung erreicht wird.
Es ist auch bekannt,, zum Brennen von Kalkstein u.dgl. für die Beheizung von Ringöfen oder auch von Schachtöfen Kohlenstaub zu verwenden. Hierbei ist es bekannt (DE-PS 945 378), den Kohlenstaub in verschiedenen Höhen der Brennzone einzuführen, um durch diese stufenweise Zuführung eine stufenweise Verbrennung zu erreichen. Die stufenweise Zuführung und stufenweise Verbrennung des Kohlenstaubs bedingt einen verhältnismässig grossen Leitungsaufwand, durch den aber trotzdem keine gleichmässige Verteilung des Brennstoffs über den Schachtquerschnitt erreicht wird.
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Ziel der Erfindung ist es/ unter. Vermeidung der dem Stand der Technik anhaftenden Einschränkungen und Nachteile auf wirtschaftliche Weise die Herstellung gebrannter mineralischer Rohstoffe unter Verwendung staubförmiger und/oder feinkörniger fester Brennstoffe zu ermöglichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, dass zum Brennen von Kalkstein und anderen mineralischen Rohstoffen in einem Schachtofen eine gleichmässige Verteilung eines staubförmigen und/oder feinkörnigen festen Brennstoffes über den Schachtquerschnitt erreicht wird.
Dies wird mit dem erfindungsgemässen. Verfahren dadurch gelöst, dass der staubförmige und/oder feinkörnige feste Brennstoff über zwei oder mehr über den Schachtquerschnitt verteilte Austrittsmündungen zugeführt wird. Durch die Aufteilung der Brennstoffzufuhr auf mehrere Austrittsmündungen ist die Möglichkeit gegeben, eine gleichmässige Verteilung in den leeren Räumen der Schüttung zu erreichen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es zweckmässig, dass die den Ofen je Brennzyklus zuzuführende Brennstoffmenge vor Beginn des jeweiligen Brennzyklus ausserhalb des Brennschachtes eingewogen und danach während der Brennperiode mittels eines gasförmigen Trägermediums kontinuierlich und gleichmässig aufgeteilt den Austrittsmündungen zugeführt wird.
Weiterhin ist es zweckmässig, dass der feste Brennstoff
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zusammen mit Luft und/oder einem inerten Gas den Austrittsmündungen zugeführt wird.
Die Anlage zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich erfindungsgemäss dadurch aus, dass die Austrittsmündungen in einer horizontalen Ebene am Ende der Vorwärmzone und beim Beginn der Brennzone angeordnet sind.
Vorzugsweise sind die Austrittsmündungen an in der. Vorwärmzone hängenden Brennstofflanzen angeordnet.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die in der. Vorwärmzone hängenden Brennstofflanzen aus innen und aussen keramisch beschichteten unlegierten oder legierten Stahlrohren bestehen.
Zweckmässig ist ebenfalls, dass die in der Vorwärmzone hängenden Brennstofflanzen aus einem zentralen Brennstoffrohr, einer dieses Rohr aussen umgebenden Isolierung und einem diese Isolierung schützenden Aussenrohr bestehen.
Weiterhin ist es zweckmässig, wenn die in der Vorwärmzone hängenden Brennstofflanzen der Schächte aus einem Doppelrohr bestehen und in dem von diesen beiden Rohren gebildeten Ringspalt ein gasförmiges Kühlmedium strömt.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Brennstoffzufuhr-Rohre im heissen Bereich der Vorwärmzone eingeführt und von metallischen/gekühlten Brennerbalken bzw. ungekühlten keramischen Brennerbrücken getragen sind.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1: einen Vertikalschnitt durch einen teilweise schematisch dargestellten Gleichstrom-Regenerativ-Schachtofen mit zwei Schächten,
Fig. 2: den Schachtofen nach Fig. 1, jedoch mit einer anderen Ausführung der Brennstoffzufuhr,
Fig. 3: einen Vertikalschnitt durch einen weiteren teilweise schematisch dargestellten Schachtofen mit zwei Schächten,
Fig. 4-6: teilweise durch Vertikalschnitte schematisch • dargestellte Brennstoffrohre.
Die in Fig. 1, 2 und 3 schematisch dargestellten Schachtofen weisen zwei Schächte 1, 2 auf, die am unteren Ende einer Brennzone B durch einen Ueberströmkanal 20 miteinander verbunden sind. In Fig. 1, 2 und 3 wird der Schacht 1 als Gleichstrom- bzw. Brennschacht verwendet; durch den Pfeil 8 ist der Eintritt der Verbrennungsluft angedeutet, die von oben in den Schacht 1 eingeführt wird.
Als Brennstoff wird ein staubförmiger und/oder feinkörniger fester Brennstoff, z.B. Kohlenstaub, verwendet, der durch eine Brennstoffleitung 5 zugeführt wird. Durch eine Leitung 6 wird ein Trägermedium, z.B. Luft und/oder ein inertes Gas, zugeführt und mit dem festen Brennstoff vermischt. Die Zusammensetzung des Trägermediums kann hierbei so gewählt
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werden, dass eine Zündung des festen Brennstoffs in den Zuführleitungen nicht möglich ist. Das Brennstoff-Trägermedium-Gemisch wird über vertikal angeordnete Brennstofflanzen 3 Austrittsmündungen 30 zugeführt und gleichmässig in den leeren Räumen der Schüttung verteilt. Zur Erreichung einer gleichmässigen Verteilung werden zwei oder mehr solcher Brennstofflanzen 3 angeordnet, deren Austrittsöffnungen 30 in derselben horizontalen Ebene liegen, die vom Ende einer Vorwärmzone V und dem Beginn der Brennzone B gebildet wird. Die von oben kommende und in der Vorwärmzone V vorgewärmte Verbrennungsluft 8 trifft auf den gleichmässig verteilten Brennstoff und zündet denselben. Die Verbrennung erfolgt sodann in der Brennzone im Gleichstrom nach unten, wobei die heissen Brenngase durch den üeberströmkanal 20 in den als Gegenstromschacht betriebenen Schacht 2 geleitet werden, wo sie die in den Schacht
2 eingebrachten Rohrstoffe erwärmen und nach oben als Abgas 9 abgeleitet werden.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, sind die Brennstofflanzen
3 als Doppelrohr ausgebildet, dessen Aussenrohr 31 zur Zuführung eines Kühlgases aus einer als Ringleitung ausgebildeten Kühlgasleitung 7 verwendet wird. Die Verwendung der Brennstofflanzen 3 ermöglicht es, die Brennstoff-Trägermedium-Leitung im oberen Teil der Vorwärmzone V in die Ofenschächte 1, 2 einzuführen, wo niedrige Temperaturen herrschen.
Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, ist es auch möglich, die Brennstoffrohre am Unteren Ende, d.h. im heissen Bereich, der Vorwärmzone V einzuführen. Die Austrittsmündungen 30 liegen jedoch wie diejenigen der Brennstoff lanzen 3 auf demselben Niveau am Beginn der Brennzone B. In Fig. 2 sind die Brennstoffrohre mit den Austritts-
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öffnungen 30 von gekühlten Brennerbalken 10 getragen, die wie andere Kühlelemente in solchen Bereichen von Gleichstrom-Regenerativ-Kalkschachtöfen mit einem Wärmeträgeröl gekühlt werden können. In Fig. 3 sind dagegen die Brennstoffrohre mit den Austrittsmündungen 30 von keramischen, ungekühlten Brennerbrücken 11 getragen.
In Fig. 4, 5 und 6 sind verschiedene Ausführungsformen von Brennstofflanzen dargestellt, wobei Fig. 4 der Ausführung nach Fig. 1 entspricht. Die als Doppelreihe ausgebildete Brennstofflanze weist ein von einem Aussenrohr
31 umgebenes Brennstoffrohr 31 auf, so dass ein Ringspalt
32 gebildet wird, in dem das Kühlmedium, z.B. ein Kühlgas, strömen kann. Das Kühlmedium strömt auch dann im Ringspalt 32, wenn, wie beim Gegenschacht 2, dem Brennstoffrohr 3', kein fester Brennstoff zugeführt wird. Es wird jedoch dadurch verhindert, dass im Gegenstrom-Schacht 2 abströmende Rauchgase in die Leitungen 5, 6 eindringen können.
Bei der Brennstofflanze nach Fig. 5 besteht das Rohr 31 aus einem unlegierten oder legierten Stahlrohr, das innen und aussen eine keramische Beschichtung 33 aufweist. Bei der Brennstofflanze nach Fig. 6 weist das zentrale Brennstoff rohr 31 eine Aussenisolierung 34 auf, die ihrerseits von einem Schutzrohr 35 umgeben ist.
Durch die gleichmässige Verteilung der Austrittsmündungen 30 über den Schachtquerschnitt wird eine gleichmässige Verteilung des festen Brennstoffes in die leeren Räume der Schüttung erreicht. Durch die Anordnung der Austrittsmündungen 30 zu Beginn der Brennzone B wird weiter erreicht, dass bei der Verbrennung nach unten im Gleichstrom auch die aus dem Kohlenstaub entstehenden Destillationsgase vollständig für die. Verbrennung und damit zum Brennen des Kalksteins o.dgl. ausgenützt werden.
Claims (9)
1. Verfahren zum Brennen von Kalkstein und ähnlichen mineralischen Rohstoffen mittels staubförmigen und/ oder feinkörnigen festen Brennstoffen in einem Gleichstrom-Regenerativ-Schachtofen mit zwei oder mehr durch einen üeberström- bzw. Ringkanal verbundenen Schächten, von denen wechselweise der eine Schacht als Brennoder Gleichstromschacht und der andere Schacht als Gegenstromschacht betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass der staubförmige und/oder feinkörnige feste Brennstoff über zwei oder mehr über den Schachtquerschnitt verteilte Austrittsmündungen zugeführt wird.
2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Ofen je Brennzyklus zuzuführende Brennstoffmenge vor Beginn des jeweiligen Brennzyklus ausserhalb des Brennschachtes eingewogen und danach während der Brennperiode mittels eines gasförmigen Trägermediums kontinuierlich und gleichmässig aufgeteilt den Austrittsmündungen zugeführt wird.
3. Verfahren nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Brennstoff zusammen mit Luft und/oder einem inerten Gas den Austrittsmündungen zugeführt wird.
4. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsmündungen
(30) in einer horizontalen Ebene am Ende der Vorwärmzone (V) und beim Beginn der Brennzone (B) angeordnet sind. .
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5. Anlage nach Punkt 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsmündungen (30) an in der Vorwärmzone (V) hängenden Brennstofflanzen (3) angeordnet sind.
6. Anlage nach Punkt 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Vorwärmzone (V) hängenden Brennstofflanzen (3) aus innen und aussen keramisch beschichteten unlegierten oder legierten Stahlrohren bestehen.
7. Anlage nach Punkt 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Vorwärmzone (V) hängenden Brennstofflanzen (3) aus einem zentralen Brennstoffrohr, einer dieses Rohr aussen umgebenden Isolierung (34) und einem diese Isolierung schützenden Aussenrohr (35) bestehen.
8. Anlage nach Punkt 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Vorwärmzone (V) hängenden Brennstofflanzen (3) der Schächte (1, 2) aus einem Doppelrohr bestehen und in dem"von diesen beiden Rohren (31, 31) gebildeten Ringspalt (32) ein gasförmiges Kühlmedium strömt.
9. Anlage nach Punkt 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Brennstoffzufuhr-Rohre im heissen Bereich der Vorwärmzone (V) eingeführt und von metallischen, gekühlten Brennerbalken (10) bzw. ungekühlten keramischen Brennerbrücken (11) getragen sind.
Hierzu 2 Seilen Zeichnungen
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