DD145262A5

DD145262A5 - Brennverfahren und schachtofen fuer kalk oder aehnliches stueckgut

Info

Publication number: DD145262A5
Application number: DD79214849A
Authority: DD
Inventors: Zander Hans Von
Original assignee: Schaefer Johann Kalkwerke
Priority date: 1978-08-09
Filing date: 1979-08-07
Publication date: 1980-12-03
Also published as: DE2834862C2; JPS5556048A; ZA794132B; DE2834862A1; AT371084B; US4287160A; ATA504479A; CS223828B2

Description

Berlin, den 8. 1. 1980 - 1- AP C 04 B/214 849 55 894 24

Brennverfahren und Schachtofen für Kalk oder ähnliches Stückgut

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Brennverfahren und einen Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens zum Brennen von Kalk, Zement oder ähnlichem Stückgut, wie es/er zum Beispiel in der Baustoffindustrie zum Einsatz kommt.

Charakteristik^ der bekannten technischen Lösungen

Es sind Bronnverfahren für Kalk, Zement oder ähnliches Stückgut bekannt, bei denen Heizöl in vergastem oder halbvergastem Zustand oder auch Gas einem Schachtofen peripher zugeführt wird. Auch sind schon Anordnungen gebaut worden, die den Brennstoff - vornehmlich Gas - zentral von unten mit der Kühlluft einbringen. Hierbei handelt es sich meist um Schachtofen, die Brenngut und Gas ganz oder teilweise während des Bronnvorganges im Gegen strom führen. Die Menge der zentralen Brennstoffzugabe am unteren Ende des Schachtes ist bei diesem Ofen dadurch begrenzt, daß eine vorzeitige Zündung vermieden werden muß, um nicht heißes Brenngut auszutragen. Der peripheren Brennstoffzuführung haftet der Nachteil an, daß insbesondere bei großen Sahachtquerschnitten die Eindringtiefe in die Schüttung unzureichend ist.

Mit Kohlenstaub beheizte Drehofen sind ebenfalls bekannt.

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Oedoch ist der thermische Wirkungsgrad dieses Ofentyps so schlecht, daß, wo es immer möglich ist, der Einsatz von Schachtofen bevorzugt werden sollte. Hierzu bietet sich unter anderem ein.bewährtes Gleichstrom-Gegenstrom-Regenerativ-System an, bei dem zwei oder drei Schächte im Wechsel auf Gleich- und Gegenstrom geschaltet werden und nur dem jeweiligen Gleichstromschacht Brennstoff (Gas oder Heizöl) zugeführt wird. Die kühlzone wird dabei nur mit Luft beschickt.

Derzeit gibt es eine Reihe von Ofensystemen, die nach dem genarrten Prinzip arbeiten.

Da diese Ofensysteme zur Zeit ausnahmslos mit mineralischen Brennstoffen betrieben werden, ist ihr Einsatz teuer und unökonomisch.

Des weiteren ist ein Schachtofen zum Brennen von Zement, Kalk und ähnlichen Stoffen bekamt, der über einen zentral am oberen Schachtende angeordneten Verbrennungsraum verfügt, welcher zur Erzeugung von nicht mehr brennbaren Heizgasen als ausschließliche Wärmequelle für den Brennprozeß dient. Für Schachtofen dieser Art sind vor allem flpssige oder gasförmige Brennstoffe oder zuvor vollständig vergaste feste Brennstoffe vorgesehen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein wirtschaftliches Brennverfahren und ein Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens für Kalk oder ähnliches Stückgut.

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Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Brennverfahren und einen. Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens für Kalk oder ähnliches Stückgut zu entwickeln, bei denen anstelle der mineralischen Brennstoffe Braun- oder Steinkohle eingesetzt werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß beim Brennen von Kalk oder ähnlichem Schüttgut in eine zentral angeordnete Vergasungskammer Kohlenstaub oder Trockenkohle, d. h. Braunkohle in einer Körnung unter 5 mm, kontinuierlich eingeführt und dort durch unterstöchiometrische Luftzugabe teil- oder vollvergast wird. Danach wird der teilweise oder vollständig vergaste Brennstoff mit hocherhitzter Luft vermischt und in der anschließenden Brennzone des Schachtofens ausgebrannt. Dabei werden das beheizte Medium, nämlich der ausgebrannte Brennstoff, und das Brenngut im Gleichstrom geführt.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die je Brenncharge benötigte Menge an Kohlenstaub oder Trockenkohle vor Beginn der Brennzeit eingewogen und während der Brennperiode kontinuierlich in die Vergasungskammer eingeführt. Als Vergasungsluft wird zweckmäßigerweise aus der Vorwärmzone des Schachtofens Luft mit optimaler Temperatur abgeleitet und in die Vergasungskammer eingeführt.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich ein Schachtofen, der eine zentral angeordnete Ver-

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gasungskammer besitzt, welche auf radialen Tragarmen derart im Schachtofen gelagert ist, daß unterhalb der Tragarme ein von Brenngut weitgehend freier Raum entsteht. Dieser Freiraum gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung der Gase über den gesamten Schachtofenquerschnitt.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, am Eintritt in die Vorwärmzone einen exzentrisch verdrehbaren Verteilerkegel anzuordnen, der durch mehrere Tastsonden gesteuert wird und den Spiegel des eingefüllten Brenngutes eben hält.

Bei einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Schachtofens sind zur Absaugung der Vergasungsluft aus der Vorwärmzone Absaugkanäle vorgesehen, in die zwei vorzugsweise gegenüberliegende Luftgebläse eingebaut sind. Schließlich ist es noch in vielen Fällen günstig, wenn am Eintritt in die Vergasungskammer des Ofens eine Doppelspirale angeordnet ist, um die Luftverteilung in der Vergasungskammer zu verbessern.

ühruncjsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig.^ Die Vorwärmzone eines Zweischacht-Brennofens in schematischer Darstellung,

und

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Fig« 2: die schematische Darstellung der Draufsicht auf die Doppelspiralen am Einlaß der Vergasungskammern.

In der Anordnung gemäß Figur 1 wird das zu brennende Rohmaterial, z. B. stückiger Kalk, mit Hilfe eines .Beschickungskübels 1 in die Ofengicht gebracht und von dem Verteilerkegel 2 gleichmäßig über den Querschnitt des Ofens in der Vorvvärmzone 4 verteilt. Die Lage des sich um eine exzentrische A_chse drehenden Verteilerkegels 2 wird mit Hilfe mehrerer Tastsonden 3 geregelt.

Die je Brenncharge benötigte Menge an Kohlenstaub oder Trockenkohle wird in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung in dem IVägebunker 6 eingewogen und danach während der Brennperiode mittels der Schneckenförderer 7 der jeweils in Betrieb befindlichen Vergasungskammer 8· kontinuierlich zugeführt. Ein IVägebunker 6 genügt für zwei oder drei Schächte, wenn die Abtransportelemente, hier die Schneckenförderer 7, auf den jeweiligen Schacht umschaltbar sind.

Die Vergasungsluft wird im vorliegenden Fall von den Gebläsen 12 entweder temperat-urgeregelt über die,Luftabsaugkan.äle 10 der Vorwärmzone 4 entnommen oder direkt durch die Frischluftansaugung 11 der jeweiligen Vergasungskarnmer 8 zugeführt. In dieser Kammer findet die teilweise oder vollständige Vergasung des Brennstoffes statt, deren Produkte direkt oder über den Preiraum 14 unter den Tragarmen 9, mit denen die Vergasungskammer 8 zentral in dem Schacht gehaltert ist, in die Erennzone 5 eintreten. Der endgültige

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Ausbrand geschieht dann mit der hochvorgebäzten Luft aus der Vorwärmzone 4. Wie die Pfeile 16 symbolisieren, wird das Brenngut 15 und das beheizende Medium, d. h. der ausgebrannte Brennstoff, innerhalb "des Schachtofens im Gleichstrom geführt.

Figur 2 zeigt in der Draufsicht die in Figur 1 nur angedeutete Doppelspirale 13, mit deren Hilfe die Luftverteilung in der Vergasungskammer 8 entscheidend verbessert wird. Die Einlaßrichtung der Luft in die Doppelspirale

13 ist in Figur 2 mit den Pfeilen 17 und 18 angedeutet.

Erfindungsgemäß ist die Vergasungskammer 8 zentral angeordnet .

Weiterhin könnte man auch am unteren Ende der Vorwärmzone 4 eine Kohlenstaubverteilung anordnen, in der während der Brennphase eine bestimmte Kohlenstaubmenge, vornehmlich Braunkohlenstaub oder Trockenkohle, teilweise oder vollständig vergast in die Brennzone 5 eingeführt wird. Der endgültige Ausbrand geschieht anschließend mit der Luft, die durch die Vorwärmzone 4 rings um die Vergasungskammer 8 herum in die Brennzone 5 eintritt.

Die zur horizontalen Fixierung der Vergasungs- und Kohlenstaubverteilungseinrichtung vorhandenen Tragarme 9 (siehe Figur 1) bestehen aus feuerfestem Material. Die Tragarme 9 sind derart dimensioniert und angeordnet, daß sie gleichzeitig durch den darunter entstehenden Freiraum

14 für die Verteilung des Brennstoffes über dem Oberquer-

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schnitt Sorge tragen.

Sollte es sich zeigen, daß in manchen Fällen die Kohlenasche das Brenngut, z. B. den erzeugten Branntkalk, verunreinigt, entsteht,- immer noch ein für viele Verwendungszwecke genügendes Erzeugnis. Für den weitaus überwiegenden Verbrauchsanteil ist, nämlich der aus dem Kohlenstaub in den Kalk gelangende Gehalt an Nebenmineralien belanglos, wie nachstehende Überlegungen für Braunkohlenstaub ergeben:

Unterstellt· man, daß in einem Schachtofen zum Brennen von einem Kilogramm ofenfallenden Kalk mit ca. 96,5 % CaO 3770 kO erforderlich sind, so v/erden bei einem Heizwert von Braunkohlenstaub mit 21 370 kO etwa 0,176 leg Braunkohlenstaub je kg Kalk eingesetzt-.· Da der Aschegehalt im Braunkohlenstaub ca. 4 % beträgt, gelangen 0.176 * 0,04 = 0,007 kg je kg oder 0,7 % Asche in den Kalk. Da die Ascheanalyse ca. 50 % Kalkgehalt ausweist, gelangen mit der Asche demnach 0,35 % Nebenmineralien in den Kalk. Falls der Kalk noch auf vielleicht 3 oder 5 mm abgesiebt wird, verringert sich dieser Wert erfahrungsgemäß nochmals auf ca. ein Drittel.

Ähnlich verhält es srh mit dem Schwefel, der im Braunkohlenstaub, bezogen auf den Wärmegehalt, geringer ist als in den meisten Heizölsorten.

Abhängig von den speziellen Eigenschaften des jeweils verwendeten Kohlenstaubes ist es .angebracht, den Vergaser mit Frischluft oder mit mehr oder weniger vorgewärmter Luft zu betreiben. Zu diesem Zweck sind in der Vorw'Sirmzone 4 des zuvor beschriebenen Schachtofens in verschie-

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denen horizontalen Ebenen die tuftabsaugkanäle 10 angeordnet, die nach Bedarf mit Hilfe einer ebenfalls angedeuteten (siehe Figur 1) Temperaturregelung eingeschaltet werden.

Bei größeren Ofeneinheiten ist es im Hinblick auf eine gleichmäßigere Absaugung zweckmäßig, zwei Gebläse 12 för die Vergasungsluft vorzusehen und. wie geschildert die Vergasungskammern 8 an ihrem Einlaß mit Doppelspiralen 3 auszurüsten.

Die bei der Erläuterung der Erfindung nicht gezeichneten oder nicht aisdrücklich beschriebenen Teile sind herkömmlicher Natur und daher dem Fachmann geläufig,.

Claims

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E r f i η du ηq sa ηs ρ ru ch
1. Brennverfahren for Kalk oder ähnliches Stückgut mit Kohle, gekennzeichnet dadurch, daß in eine zentral im Schachtofen angeordnete Vergasungskommer (8) KoFr-3.enstaub oder Trockenkohle kontinuierlich eingeführt und dort durch unterstöchiometrische Luftzugabe teil- oder vollvergast wird, worauf der teil- oder vollvergaste Brennstoff mit hocherhitzter Luft vermischt.und in der anschließenden Brennzone (5) des Schachtofens ausgebrannt Wird, sowie daß das beheizende Medium, nämlich der ausgebrannte Brennstoff, und das Brenngut (15) inrierhalb des Schachtofens im Gleichstrom geführt werden.

Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die je Brenncharge benötigte Menge an Kohlenstaub oder Trockenkohle vor Beginn der Brennzeit eingewogen und wehrend öer Brennperiode kontinuierlich der Vergasungskammer (8) zugeführt wird.

Verfahren nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß aus der Vorwärmzone (4) des "Schachtofens Luft mit optimaler Temperatur abgeleitet und als Vergasungsluft zur teilvieisen oder vollständigen Vergasung des Brennstoffes in die Vergasungskammer (8) eingeführt wird.

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4. Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens nach einem

der Punkte 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daS dieser eine zentral angeordnete Vergasungskammer (8) besitzt, die auf radialen Tragarmen (9) gelagert ist, welche derart im Schachtofen angeordnet sind, döß unterhalb der Tragarme (9) ein von Brenngut (15.) weitgehender Freiraum (14) entsteht, der eine gleichmäßige Verteilung der Gase über den Schachtofenquerschnitt gewährleistet.
5. Schachtofen nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daS am Eintritt in die Vorw3rmzone (4) des Schachtofens ein exzentrisch verdrehbarer, durch Tastsonden (3) steuerbarer Verteilerkegel (2) angeordnet ist.
6. Schachtofen nach Punkt 4oder 5, gekennzeichnet dadurch, daß zur Absaugung der Vergasungsluft aus aer Vorwärmzone (4) Luftabsaugkan^le (10) vorgesehen sind, in die zwei vorzugsweise gegenüberliegende Gebläse (12) eingebaut sind.
7. Schachtofen nach eibem der Punkte 5 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daS am Eintritt in die Vergasungskammer (8) eine Doppelspirale (13) angeordnet ist, die zur gleichmäßigen Luftverteilung in der Vergasungskammer (8) dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen