DE1157133B - Process for burning and cooling grainy goods, e.g. of limestone in the shaft furnace, and furnace for practicing the process - Google Patents

Description

Verfahren zum Brennen und Kühlen von körnigem Gut, C z. B. von Kalkstein im Schachtofen, und Ofen zur Ausübung des Verfahrens Bei den bisher bekannten Schachtöfen für stark endotherme Prozesse, wie Schmelzöfen, Öfen zur Entsäuerung von Karbonaten, zum Brennen von Schamotte usw., wird deren thermischer Wirkun-sgrad wegen der hohen Abgasverluste beträchtlich herabgesetzt. Dies um so mehr, je höher der Luftüberschuß ist, mit dem gefahren werden muß. Die Ursache der hohen Abgasverluste liegt darin, daß die Abgase, welche die Reaktionszone mit sehr hohen Temperaturen verlassen, derart große Wärmemengen mit sich führen, daß das in der Vorwärmezone befindliche Material nicht ausreicht, sie aufzunehmen.Process for the burning and cooling of granular material, C e.g. B. of limestone in the shaft furnace, and furnace for carrying out the process degraded. All the more so, the higher the excess air that has to be used for driving. The cause of the high exhaust gas losses is that the exhaust gases which leave the reaction zone at very high temperatures carry such large amounts of heat with them that the material in the preheating zone is insufficient to absorb them.

Wenn das zu brennende Gut außerdem noch wärmeempfindlich ist (wie z. B. das in Kalk- oder Dolomitbrennöfen gebrannte Gut) und nur mit Ab- gasen von niedrigen Temperaturen vorgewärmt werden darf, können die erforderlichen niedrigen Temperaturen nur mit hohem Luftüberschuß oder durch Beigabe großer Mengen inerter Gase (z. B. von Ofenabgas) eingehalten werden. Damit werden aber die Gasmengen, welche Wärme von der Reaktionszone in die Vorwärmezone transportieren, noch wesentlich vergrößert und der thermische Wirkungsgrad des Brennprozesses weiter verschlechtert, zumal auch eine Steigerung der Abgasverlust eintritt.If the goods to be burned are also sensitive to heat (such as those burned in lime or dolomite kilns) and may only be preheated with exhaust gases at low temperatures, the required low temperatures can only be achieved with a large excess of air or by adding large amounts of air Quantities of inert gases (e.g. furnace exhaust gas) are observed. In this way, however, the gas quantities which transport heat from the reaction zone into the preheating zone are still significantly increased and the thermal efficiency of the combustion process is further worsened, especially since there is also an increase in the exhaust gas loss.

Um die erwähnten Nachteile zu vermeiden, wird bereits ein Verfahren angewendet, g bei welchem heißes Abgas zwischen Reaktions- und Vorwärmezone abgezogen und, gegebenenfalls mit Kaltluft vermischt, wieder in die Reaktionszone eingeführt wird. Bei diesem Verfahren kann zwar ein großer Teil der Abgasverluste vermieden werden, doch treten in der Umgehungsleitung Strahlungsverluste auf; ferner werden die erforderlichen Gebläse sehr hoch beansprucht, die dadurch störungsanfälliger werden. Schließlich können jene Verluste nicht vermieden werden, welche durch den bei Gas-, Öl- oder Kohlenstaubfeuerung notwendigen Luftüberschuß auftreten.In order to avoid the disadvantages mentioned, a process is already used in which hot exhaust gas is drawn off between the reaction zone and the preheating zone and, optionally mixed with cold air, is reintroduced into the reaction zone. With this method, although a large part of the exhaust gas losses can be avoided, radiation losses occur in the bypass line; Furthermore, the required fans are very highly stressed, which are therefore more prone to failure. Finally, those losses cannot be avoided which occur due to the excess air required in gas, oil or pulverized coal firing.

Das ebenfalls bereits bekannte Verfahren, temperaturempfindliche Güter im Gleichstrom zu brennen, wurde auch schon für Schachtöfen vorgeschlagen, und zwar derart, daß zwischen Kühl-, Reaktions- und Vorwärmezone Schleusenzonen eingeschaltet werden, wobei die Luft bzw. das Abgas mit Umgehungsleitungen so geführt wird, daß Kühl- und Vorwärmezone im Gegenstrom, die Reaktionszone hingegen im Gleichstrom betrieben wird. Diesem Vorschlag blieb aber bisher die praktische Verwirklichung versaA weil sich der Ausbildung der Schleusenzonen, die im Bereich hoher Reaktionstemperaturen arbeiten müßten, erhebliche Schwierigkeiten entgegenstellten. Durch die Längen der Schleusenzonen und Umgehungsleitungen sind auch Strahlungsverluste zu erwarten. Darüber hinaus bietet dieses Verfahren keine Möglichkeit, die Verluste wegen des erforderlichen Luftüberschusses und der nicht verwendeten Abgaswärme. zu verhindern.The already known method of burning temperature-sensitive goods in direct current has already been proposed for shaft furnaces, namely in such a way that lock zones are switched between the cooling, reaction and preheating zones, with the air or the exhaust gas being guided with bypass lines in such a way that that the cooling and preheating zones are operated in countercurrent, while the reaction zone is operated in cocurrent. Up to now, however, the practical realization of this proposal has been neglected because the formation of the lock zones, which would have to work in the range of high reaction temperatures, was confronted with considerable difficulties. Due to the length of the lock zones and bypass lines, radiation losses are also to be expected. In addition, this method does not offer any possibility of the losses due to the required excess air and the unused exhaust gas heat. to prevent.

Es wurden auch Öfen gebaut, bei denen der Brennstoff nicht in einer, sondern in mehreren Brennerebenen eingeführt wurde. Wesentliches Ziel dieser Betriebsweise war wiederum die Vermeidung schädlicher Temperaturen, wobei aber Abgasverluste nicht zu verhindern waren. Außerdem leiden solche Öfen, die z. B. mit Generatorgas betrieben werden, an dauernder Verstopfung der oberen Brenner, so ffl sie schließlich meist nur mit den in einer Ebene angeordneten Brennem betrieben werden und neben hohem Wärineverbrauch einen ungleichmäßig gebrannten Kalk liefern.Stoves were also built where the fuel was not in a but was introduced in several burner levels. The main goal of this mode of operation was again the avoidance of harmful temperatures, but not exhaust gas losses were to be prevented. In addition, such ovens suffer such. B. operated with generator gas if the upper burners are permanently clogged, they usually ffl eventually can only be operated with the burners arranged in one level and next to high Heat consumption will produce unevenly burnt lime.

Bei einem bekannten Zwillingsschachtofen zum Brennen von Kalk, od. dgl. dringt kalte Verbrennungsluft von unten in den einen Schacht ein, steigt im heißen Brenngut auf, kühlt dieses, und erhitzt sich dabei. In einer Brennkammex tritt Brenngas hinzu, und es entwickelt sich eine Heizflamme, die unmittelbar auf das zuvor eingebrachte kalte Brenngut einwirkt. Die Brenngase bewegen sich im zweiten Schacht abwärts, kühlen sich dabei ab und verlassen diesen Schacht durch eine Öffnung. Nachdem gares Brenngut abgezogen worden ist und neues kaltes Brenngut aufgegeben wurde wird umgeschaltet, und die Luft wird in umgekehrter Richtung durch den Ofen geführt.In a known twin shaft furnace for burning lime, od. Like. Cold combustion air penetrates from below into a shaft, rises in the hot material to be fired, cools it down and heats up in the process. In a Brennkammex occurs fuel gas added, and a heating flame develops that acts directly on the previously introduced cold items to be fired. Move the combustion gases down in the second shaft, cool down and leave this shaft through an opening. After the cooked material has been removed and new cold ones The material to be fired is switched over and the air is turned in the opposite direction passed through the furnace.

Dieses Verfahren nimmt auf die Wärmewirtschaft im Kalkschachtofen keine Rücksicht, weil keine Vorwärrnezone vorgesehen ist und das kalte zu brennende Gut unmittelbar in die Brennzone eingebracht wird. Die Aufwärmung dieses Brenngutes bis zur Reaktionstemperatur muß daher mit hochwertiger Reaktionswärme des Brennstoffes gedeckt werden, was zweifellos einen Verlust darstellt.This process takes on the heat economy in the lime shaft kiln no consideration, because no preheating zone is provided and the cold to be burned Well placed directly in the burn zone. The heating of this material to be fired up to the reaction temperature must therefore with high quality reaction heat of the fuel covered, which is undoubtedly a loss.

Schließlich wurde auch schon vorgeschlagen, die Verbrennungsluft und das Brenngas in einem aus zwei Schächten bestehenden Schachtofen getrennt vorzuwärmen, wobei die Luft einen unteren gemeinsamen Kühlschacht nach oben und das Brenngas den einen Brennschacht nach unten durchströrnt. Nach Vereinigung von Gas und Luft durchströmt das nunmehr entstandene Feuergas den zweiten Brennschacht, um das in diesem Schacht eingesetzte frische Gut zu brennen. Der Vorgang wiederholt sich durch Umschalten abwechselnd.Finally, it has already been suggested that the combustion air and to preheat the fuel gas separately in a shaft furnace consisting of two shafts, with the air up a lower common cooling shaft and the fuel gas through one of the firing shafts downwards. After the union of gas and air the fire gas that has now been created flows through the second combustion shaft to prevent the in fresh goods used in this shaft to burn. The process repeats itself through Toggle alternately.

Da die Kühlung des Brenngutes im Kühlschacht des Ofens durch die von unten zugeführte Frischluft vorgesehen ist wird zwar ein gewisser Verlust an fühlbarer Wärme vermieden. Auch wird ein Teil der Abgaswärme durch das vorgewärmte Gut zurückgewonnen. Jedoch wird die gesamte Luft immer nur im Gegenstrom durch das Brenngut geführt. Es verlassen dann mit dem Abgas erhebliche Wärmernengen den Ofen, weil das Abgas weitaus mehr Wärme in die Vorwärmezone bringt, als das niedersinkende Brenngut zu binden vermag.Since the material to be fired is cooled in the furnace's cooling shaft by the Fresh air supplied below is provided, although a certain loss of air is noticeable Avoided heat. Part of the exhaust gas heat is also recovered by the preheated material. However, all of the air is only passed through the material to be fired in countercurrent. Considerable amounts of heat then leave the furnace with the exhaust gas, because the exhaust gas brings far more heat into the preheating zone than the sinking material to be fired able to bind.

Erfindungsgemäß wird nun ein Verfahren zum Brennen und Kühlen von körnigern Gut, z. B. von Kalkstein, im Schachtofen vorgeschlagen, wobei die Heizgase während des Brandes periodisch wechselnd die Brennzone irn Gleich- und Gegenstrom durchziehen und die oberhalb und unterhalb der Brennzone abwärts wandernden Gutschichten einer thermischen Vor- oder Nachbehandlung durch Abgase oder einem anderen Wärineträger, z. B. Luft, unterzogen werden. Für dieses Verfahren ist es wesentlich, daß die oberhalb oder die unterhalb der Brennzone befindlichen oder beide Schichten periodisch wechselnd von Ab- gasen in der einen und von einem anderen Wärmeträger, z. B. Luft, in der anderen vertikalen Richtung durchströmt werden.According to the invention a method for burning and cooling of granular material, such. B. of limestone, proposed in the shaft furnace, the heating gases during the fire periodically alternating through the combustion zone in cocurrent and countercurrent and the layers of material moving downwards above and below the combustion zone, a thermal pre- or post-treatment by exhaust gases or another heat carrier, e.g. B. air, are subjected. For this process it is essential that the layers located above or below the combustion zone or both layers are periodically changing from exhaust gases in one and from another heat transfer medium, e.g. B. air, flowed through in the other vertical direction.

Hierdurch kann jede gewünschte Menge an überschüssiger Luft oder kaltem inertem Gas (Abgas) zugesetzt werden, ohne daß hierdurch Verluste entstehen, weil der überschuß an Wärme, welcher beim Brennen im Gegenstrom in die Vorwärmezone getragen wird, beim Blasen im Gleichstrom in die Reaktionszone zurückgeführt und in der Kühlzone an den dort befindlichen Schachtinhalt abgegeben wird. Der Schachtinhalt der Kühl- und Vorwärrnezone wirkt daher während der Brennperioden zeitweise als Wärmeträger. Es ist dann nur mehr Aufgabe der richtigen Ofenführung, um die Wärmemengen, welche während beider Brennperioden durch den Ofen befördert werden, so abzustimmen, daß sowohl kaltes Brenngut gezogen werden kann, als auch nur kalte Abgase den Schachtofen verlassen.This allows any desired amount of excess air or cold inert gas (exhaust gas) are added without this resulting in losses, because the excess of heat which is carried in countercurrent during firing into the preheating zone is, when blowing in cocurrent, returned to the reaction zone and to the cooling zone is delivered to the manhole contents located there. The shaft contents of the cooling and preheating zone therefore temporarily acts as a heat transfer medium during the burning periods. It is then only the task of the correct furnace management to determine the amount of heat which are conveyed through the furnace during both firing periods, so that Both cold firing material and only cold exhaust gases can be drawn into the shaft furnace leaving.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in verschiedenen Varianten zur Ausführung gelangen, die nunmehr in Verbindung mit hierfür geeigneten Öfen näher beschrieben werden sollen.The method according to the invention can be used in various variants Execution get closer, now in connection with suitable ovens should be described.

Fig. 1 zeigt einen Einfachschachtofen, Fig. 2 einen doppelten Schachtofen mit Verbindung der beiden Ofenschächte in der Ebene zwischen Reaktions- und Kühlzone; Fig. 3 veranschaulicht einen doppelten Schachtofen mit Verbindung der beiden Ofenschächte in der Ebene zwischen Reaktions- und Vorwärmezone; schließlich stellt Fig. 4 einen doppelten Schachtofen dar, dessen Schächte in einer Ebene innerhalb der Reaktionszone verbunden sind. 1 shows a single shaft furnace, FIG. 2 shows a double shaft furnace with connection of the two furnace shafts in the plane between the reaction and cooling zones; 3 illustrates a double shaft furnace with connection of the two furnace shafts in the plane between the reaction and preheating zones; Finally, FIG. 4 shows a double shaft furnace, the shafts of which are connected in a plane within the reaction zone.

Das in den in Fig. 1 dargestellten Schachtofen 1 eingesetzte Brenngut wird in drei Zonen einer Behandlung unterworfen. In der Zone V wird es vorgewärmt, in der Zone B gebrannt und in der Zone K gekühlt, so daß es kalt aus dem Schacht gezogen werden kann. Während einer ersten Brennperiode wird Verbrennungsluft mit entsprechendem überschuß oder Zusatz an inertern Gas bei a eingeführt und erwärmt sich beim Durchgang durch die Kühlzone K so weit, als es der Wärmeinhalt des in dieser Zone befindlichen Gutes ermöglicht. In der Brennzone B verbrennt der Brennstoff, welcher entweder in fester Form schon mit dem Brenngut aufgegeben wurde. (Mischfeuerofen) oder der in einer Ebene bei d bzw. zwischen den Punkten d und c in staubförmiger, flüssiger oder gasförmiger Form zugeführt wird. Nach Beendigung der Verbrennung, etwa an der Stelle e, geben die in Pfeilrichtung nach oben strömenden Abgase ihre Wärme an das zu brennende frische Gut der Vorwärmezone V ab und verlassen an der Stelle b den Ofen. Dies ist jene Periode, in der das Brennen des Gutes im Gegenstrom erfolgt, wobei die Verbrennungsluft oder ein Gemisch aus Luft und inertem Gas das an der Stelle b eingeführte Gut entgegen dessen Bewegungsrichtung durchsetzt. Sobald das den Ofen verlassende Abgas eine bestimmte Temperatur erreicht hat, z. B. 100' C, wird die Zufuhr von Luft oder inertern Gas derart umgeschaltet, daß diese Gase den Ofen nunmehr in gleicher Richtung wie das eingesetzte Gut (strichlierter Pfeil) durchsetzen. Demnach treten diese Gase an der Stelle b in den Ofenschacht und erwärmen sich in der Vorwärmezone V, verbrennen den bei c eingeführten Brennstoff, der gegebenenfalls auch in mehreren Brennebenen zwischen den Stellen c und d aufgegeben werden kann. Sodann verlassen die Abgase unter Wärmeabgabe an das in der Kühlzone K befindliche Gut den Schacht in kaltem Zustand. Der Produktionsprozeß braucht zum Ziehen und Beschütten des Ofens nicht unterbrochen zu werden, da beim Wechseln der Strömungsrichtung das eine Mal die Ofengicht, das andere Mal der Ofenfuß drucklos ist, je nachdem, ob mit Saugzug oder Unterwind gefahren wird. Einfache Verschlüsse genügen. Beim Mischfeuerofen kann bei der Brennperiode im Gleichstrom inertes Gas zur Wärmerückführung verwendet werden, um das Verbrennen des Brennstoffes, außerhalb der Reaktionszone zu vermeiden.The combustible material used in the illustrated in FIG. 1, shaft furnace 1 is subjected to a treatment in three zones. It is preheated in zone V, fired in zone B and cooled in zone K so that it can be drawn cold from the shaft. During a first combustion period, combustion air with a corresponding excess or addition of inert gas is introduced at a and, as it passes through the cooling zone K, is heated as far as the heat content of the goods in this zone allows. In the combustion zone B, the fuel burns, which either has already been given up in solid form with the material to be burned. (Mixing furnace) or which is fed in in a plane at d or between points d and c in powder, liquid or gaseous form. After the end of the combustion, approximately at point e, the exhaust gases flowing upwards in the direction of the arrow give off their heat to the fresh material to be burned in the preheating zone V and leave the furnace at point b. This is the period in which the burning of the material takes place in countercurrent, with the combustion air or a mixture of air and inert gas passing through the material introduced at point b in the opposite direction to its direction of movement. As soon as the exhaust gas leaving the furnace has reached a certain temperature, e.g. B. 100 'C, the supply of air or inert gas is switched so that these gases now pass through the furnace in the same direction as the material used (dashed arrow). Accordingly, these gases enter the furnace shaft at point b and heat up in preheating zone V, burning the fuel introduced at c, which can optionally also be fed in several focal planes between points c and d. The exhaust gases then leave the duct in a cold state, giving off heat to the goods located in the cooling zone K. The production process does not need to be interrupted for pulling and pouring the furnace, since when changing the direction of flow, one time the furnace top and the other time the furnace foot is depressurized, depending on whether the operation is with suction or under wind. Simple closures are sufficient. In the case of the mixed-fire furnace, inert gas can be used for heat recirculation during the burning period in cocurrent, in order to prevent the fuel from burning outside the reaction zone.

In Fig. 2 ist ein doppelter Schachtofen 2 dargestellt, der aus den Schächten 3 und 4 besteht, die durch eine Leitung 5 verbunden sind. Wie ersichtlich, ist diese Verbindungsleitung 5 in einer zwischen der Brennzone B und der Kühlzone K gelegenen Ebene dlg d angeordnet.In FIG. 2, a double shaft furnace 2 is shown, which consists of shafts 3 and 4 which are connected by a line 5 . As can be seen, this connecting line 5 is arranged in a plane dlg d located between the burning zone B and the cooling zone K.

Die Verbrennungsluft (strichlierte Pfeillinien) erforderlichenfalls mit Abgas gemischt, kann während der ersten Periode bei den Einlässen bi und al oder al oder auch bei bl, al und a 11 in Pfeilrichtung eingeblasen werden. Dabei wird bei den Einlässen al und a, nur so weit Luft (Sekundärluft) dem Schacht aufgegeben, wie zur Kühlung des Materials in der Kühlzone K erforderlich ist. Hingegen kann durch den Einlaß bl jede beliebige Menge Luft (Primärluft) zugeführt werden, ohne daß die Gefahr einer Verschlechterung des therinischen Wirkungsgrades besteht. In dieser Brennperiode wird der Brennstoff dem Schacht 3 in der Ebene cj, C zugeführt (durch gehende Pfeillinie) und verbrennt in jenem Ausmaß, als Verbrennungsluft bei bl eingeblasen wird. Das entstandene Abgas, eventuell noch vorhandene Brenngase, ferner die bei al eingetretene Kühlluft treten durch die Verbindung 5 in den Schacht 4 und strömen dort, allenfalls mit der bei a, eingeführten Kühlluft vereinigt, im Gegenstrom nach oben. In der Brennzone B verbrennt dann der noch vom Schacht 3 herrührende Restbrennstoff oder bei d, zugeführter Brennstoff. Die gesamten Abgase geben ihre Wärme zum größten Teil in der Vorwärmezone V des Schachtes 4 an das frisch aufgegebene Brenngut ab und verlassen durch die öffnung b,' kalt den Ofen. Man hat es in der Hand, durch richtige Dosierung der zugesetzten Verbrennungsluft an den einzelnen Stellen bl, al und a, , wieviel Gas im Gleichstrom im Schacht 3 und wieviel im Gegenstrom im Schacht 4 verbrennt. Wenn temperaturempfindliches Gut gebrannt wird, empfiehlt es sich, den Hauptteil an Brennstoff im Gleichstrom zu verbrennen, weil dabei keine Schädigung des noch unbehandelten Gutes eintreten kann. Auch werden beim Brennen im Gleichstrom sehr gute Wärmeübergangszahlen erreicht, da mit reduzierender, leuchtender Flamme gefahren wird. Rußteilchen, die sich am Brenngut absetzen, werden spätestens im oberen Teil der Kühlzone K mit der vorgewärmten Sekundärluft verbrannt, so daß das Brenngut vollkommen sauber den Ofen verläßt. Beim Brennen im Schacht 4 im Gegenstrom, wobei das Gut Schaden erleiden könnte, ist bereits so armes Gas und ein so großer Luftüberschuß vorhanden, daß eine Schädigung hier nicht mehr eintreten kann. Der Brennofen kann vorteilhaft auch nur mit einem Gebläse betrieben werden, wobei die Gege eingestellt wird und mittels Umsamtwindmeng schaltklappen diese in kurzen, aber einstellbaren Perioden auf die Einlaßöffnungen für Primär- und Sekundärluft verteilt wird. Nach einer b--stimmten Zeit (etwa 5 bis 30 Minuten) werden die Ofenschächte in ihrer Brennart (Gleich- und Gegenstrom) umgestellt, so daß nunmehr die Primärluft durch die Öffnung b,' und die Sekundärluft bei al oder al' bzw. bei beiden eingeblasen wird und die Abgase bei bl den Ofen verlassen. Dieser zweite Brennvorgang ist dabei genau der gleiche wie der erste, und es ist ersichtlich, daß die Luft bzw. inertes Gas oder auch ein Gemisch das Brenngut einmal im Gleichstrom und einmal im Gegenstrom durchsetzt. Das wechselweise Fahren bietet dabei den Vorteil, daß Temperaturspitzen, die in gewissen Ofenpartien sich bilden können, in der darauffolgenden Brennperiode wieder abgebaut werden, da nicht anzunehmen ist, daß während beider Brennperioden an ein und derselben Stelle eine gleich wirksame Verbrennung stattlindet.The combustion air (dashed arrow lines) mixed with exhaust gas, if necessary, can be blown in during the first period at the inlets bi and al or al or also at bl, al and a 11 in the direction of the arrow. At the inlets a1 and a, air (secondary air) is only fed into the shaft as far as is necessary to cool the material in the cooling zone K. On the other hand, any amount of air (primary air) can be supplied through the inlet b1 without the risk of a deterioration in the thermal efficiency. During this combustion period, the fuel is fed to the shaft 3 in the plane cj, C (solid arrow line) and burns to the extent that combustion air is blown in at bl. The resulting exhaust gas, any combustion gases that may still be present, and also the cooling air that has entered at al pass through connection 5 into shaft 4 and flow there, possibly combined with the cooling air introduced at a, upwards in countercurrent. In the combustion zone B, the residual fuel still originating from the shaft 3 or the fuel supplied at d 1 burns. Most of the exhaust gases give off their heat in the preheating zone V of the shaft 4 to the freshly fired material and leave the furnace cold through the opening b 1. By correctly metering the added combustion air at the individual points b1, a1 and a, it is in your hand how much gas burns in cocurrent in shaft 3 and how much in countercurrent in shaft 4. If temperature-sensitive goods are burned, it is advisable to burn the main part of the fuel in cocurrent, because the as yet untreated goods cannot be damaged. When burning in direct current, very good heat transfer coefficients are also achieved, since a reducing, luminous flame is used. Soot particles that settle on the kiln are burned at the latest in the upper part of the cooling zone K with the preheated secondary air, so that the kiln leaves the furnace completely clean. When burning in the shaft 4 in countercurrent, which could damage the material, there is already such poor gas and such a large excess of air that damage can no longer occur here. The kiln can advantageously also be operated with only one fan, the counter being set and by means of Umsamtwindmeng switching flaps this is distributed to the inlet openings for primary and secondary air in short but adjustable periods. After a certain time (about 5 to 30 minutes) the furnace shafts are switched over in their type of burning (cocurrent and countercurrent) so that now the primary air through the opening b, 'and the secondary air at al or al' or at both are blown in and the exhaust gases leave the furnace at bl. This second firing process is exactly the same as the first, and it can be seen that the air or inert gas or a mixture permeates the material to be fired once in cocurrent and once in countercurrent. Alternating driving offers the advantage that temperature peaks that can form in certain furnace sections are reduced again in the subsequent combustion period, since it cannot be assumed that combustion will be equally effective at one and the same point during both combustion periods.

In Fig. 3 ist ein doppelter Schachtofen 6 dargestellt, dessen Schächte 7, 8 mit einer Verbindung 9 in der Ebene zwischen Reaktionszone und Vorwärmezone ausgestattet sind. Die Betriebsweise dieses Ofens ist die folgende: Die Verbrennungsluft, wenn nötig mit inertem Gas gemischt, wird bei a., in den Ofenschacht eingeblasen (vgl. Pfeillinien) und wärmt sich bis zur Stelle d2 auf Reaktionstemperatur an dem zu kühlenden Brenngut vor. An der Stelle d2 wird so viel Brennstoff aufgegeben, daß jene Temperatur nicht überschritten wird, welche das Brenngut schädigen könnte (Verbrennung mit großem Luftüberschuß bzw. inerten Gasmengen). Die Verbrennung geschieht also im Bereich zwischen d., und c., im Gegenstrom. Von der Stelle c, strömt sG viel 71es entstandenen heißen Abgas-Luft-Gemisches zur Öffnung b, wie zur Vorwärmung des frisch eingesetzten Brenngutes erforderlich ist, so daß dieser Teil des Abgases den Ofenschacht durch die Öffnung b2 in kaltem Zustand verläßt. Der überwiegende Teil des erforderlichen Brennstoffes wird jedoch in der öffnung 9 zwischen beiden Schächten 7, 8 in Ebene c2-c"' aufgegeben und verbrennt beirn Abwärtsstreichen durch den Schacht 8 zwischen den Stellen c,' und dj. Zwischen d2' und a2' geben die nunmehr entstandenen Abgase ihre Wärme an das gekühlte Gut ab, welches einen Wärinespeicher bildet, um beim darauffolgenden gegengleichen Vorgang die durch die öffnung a.,' aufgegebene frische Verbrennungsluft vorzuwärmen.In Fig. 3 , a double shaft furnace 6 is shown, the shafts 7, 8 are equipped with a connection 9 in the plane between the reaction zone and preheating zone. The operation of this furnace is as follows: The combustion air, if necessary mixed with inert gas, in a, in the furnace shaft is blown (see arrow lines.) And warm up to the point d2 to the reaction temperature of the to be cooled combustion material before.. So much fuel is added at point d2 that the temperature which could damage the material to be burned is not exceeded (combustion with a large excess of air or inert gas quantities). The combustion takes place in the area between d., And c., In countercurrent. From point c, much of the resulting hot exhaust gas-air mixture flows to opening b, as is necessary to preheat the freshly used fuel, so that this part of the exhaust gas leaves the furnace shaft through opening b2 in a cold state. The majority of the required fuel is, however, placed in the opening 9 between the two shafts 7, 8 in level c2-c "'and burns when it passes down through the shaft 8 between the points c,' and dj. Between d2 ' and a2' the exhaust gases that have now been produced transfer their heat to the cooled material, which forms a heat store in order to preheat the fresh combustion air released through the opening a., 'during the subsequent opposite process.

Es wird also auch bei diesem Ofen abwechselnd die Frischluft im Gegenstrom und im Gleichstrom durch das Brenngut geführt, wobei immer dann auf die andere Brennperiode umgeschaltet wird, wenn die Abgase an den Stellen a., bzw. a2' eine zu hohe Temperatur anzunehmen im Begriff sind. Dabei kann das gebrannte Gut, am Fuß des Ofens kalt abgezogen werden.In this furnace, too, the fresh air is alternately fed through the material to be fired in countercurrent and cocurrent, with the system switching to the other firing period whenever the flue gases at points a. Or a2 'are about to assume too high a temperature are. The fired material can be drawn off cold at the foot of the furnace.

Schließlich ist in Fig. 4 ein doppelter Schachtofen 10 dargestellt, dessen Schächte 11, 12 eine Verbindung 13 etwa in der Mitte der beiden Brennzonen aufweisen.Finally, FIG. 4 shows a double shaft furnace 10 , the shafts 11, 12 of which have a connection 13 approximately in the middle of the two combustion zones.

Dieser Ofen eignet sich besonders zum Brennen mit sehr minderwertigen, gasfönnigen Brennstoff, z. B. Gichtgas. Bei diesem Brennstoff kann eine gute Wännewirtschaft nämlich nur dannn erzielt werden, wenn sowohl das Gas als auch die notwendige Luft vorgewärmt werden. Dies kann auch bei dem Ofen 2 gemäß Fig. 2 erfolgen, indem z. B. oben (bei bl bzw. bl') Luft und unten (bei al oder al') Gichtgas eingeblasen wird. Geringe Mengen an Gichtgas können noch in kaltem Zustand bei e,' zugesetzt werden, ohne den Ofenwirkungsgrad herabzusetzen. Der Nachteil dieser Betriebsart wäre es jedoch, daß die Hauptwännemenge beim Brennen im Gegenstrom anfällt. Um das Garbrennen jedoch im Gleichstrom zu ermöglichen, wurde der Ofen 10 gemäß Fig. 4 entwickelt. Bei diesem wird vorteilhaft Giehtgas bei b. (durchgehende Pfeillinie) und Luft bei a. (strichpunktierte Pfeillinie) eingeblasen, was auch umgekehrt erfolgen kann. Die beiden Komponenten mischen sich in der Verbindungsöffnung 13 und verbrennen, teilweise im Schacht 12 nach aufwärts strömend, bis zur Ebene #J, teilweise nach unten strömend bis zur Ebene d. . Sie verlassen durch die Öffnungen a.' und b.' als kaltes Abgas den Ofen, wobei sie vorher ihre Wärme an das zwischen d.' und a. bzw. c,' und b3' befindliche Brenngut abgeben. Um die Raumleistung des Ofens zu erhöhen, kann bei d. bzw. c, oder bei beiden, zur Luft Gichtgas, oder umgekehrt, in geringen Mengen im kalten Zustand eingeblasen werden, ohne den Wirkungsgrad des Ofens zu verschlechtem. Damit bei a3' und b"' das Abgas in gewünschten Mengen ausströmt, werden entweder Blenden angeordnet oder, besser, die gesamte Abgasmenge wird mittels einstellbarer Klappen einmal bei b und einmal bei a 3 in kleinen Zeit intervallen ausströmen gelassen. Dieser Wechsel kann benutzt werden, um ohne doppelte Schleusen das Begichten und Austragen des Ofengutes bei atmosphärischem Druck an dieser Stelle des Ofenschachtes durchführen zu können.This furnace is particularly suitable for burning with very inferior, gaseous fuel, e.g. B. furnace gas. With this fuel, a good heat economy can only be achieved if both the gas and the necessary air are preheated. This can also be done in the furnace 2 according to FIG. B. at the top (at bl or bl ') air and at the bottom (at al or al') furnace gas is blown in. Small amounts of furnace gas can be added in the cold state at e, 'without reducing the furnace efficiency. The disadvantage of this operating mode, however, would be that most of the heat accumulates in countercurrent firing. However, in order to enable co-current cooking, the oven 10 according to FIG. 4 was developed. In this case, exhaust gas is advantageous at b. (continuous arrow line) and air at a. (dash-dotted arrow line) blown in, which can also be done the other way around. The two components mix in the connection opening 13 and burn, partly flowing upwards in the shaft 12 to level #J, partly flowing downwards to level d. . You leave through the openings a. ' and b. ' the furnace as cold exhaust gas, where they previously transfer their heat to the between d. ' and a. or c, 'and b3' deliver the items to be fired. In order to increase the space efficiency of the furnace, d. or c, or both, blast furnace gas, or vice versa, can be blown in in small quantities in the cold state without impairing the efficiency of the furnace. In order for the exhaust gas to flow out in the desired quantities at a3 'and b''', either orifices are arranged or, better, the entire exhaust gas is allowed to flow out once at b and once at a 3 at small time intervals by means of adjustable flaps. This alternation can be used in order to be able to load and discharge the oven goods at atmospheric pressure at this point in the oven shaft without double locks.

Wie bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 bis 3 erfolgt auch hier ein periodisches Umschalten, so daß in der zweiten Brennperiode die Luft bei a. und das Gichtgas bei b 3 eingeblasen wird.As in the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 3 , a periodic switchover takes place here too, so that the air at a. and the furnace gas is blown in at b 3.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Brennen und Kühlen von körnigem Gut, z. B. von Kalkstein im Schachtofen, wobei die Heizgase während des Brandes periodisch wechselnd die Brennzone im Gleich-und Gegenstrom durchziehen und die oberhalb und unterhalb der Brennzone abwärts wandernden Gutschichten einer thermischen Vor- oder Nachbehandlung durch Abgase oder einem anderen Wärmeträger, z. B. Luft, unterzogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die oberhalb oder die unterhalb der Brennzone befindlichen oder beide Schichten periodisch wechselnd von Abgasen in der einen und von einem anderen Wärmeträger, z. B. Luft ', in der anderen vertikalen Richtung durchströmt werden. PATENT CLAIMS: 1. Process for burning and cooling granular material, e.g. B. of limestone in the shaft furnace, the heating gases during the fire periodically alternating through the combustion zone in cocurrent and countercurrent and the layers of material migrating downwards above and below the combustion zone are subjected to thermal pre- or post-treatment by exhaust gases or another heat carrier, e.g. B. air, characterized in that the above or below the combustion zone or both layers periodically alternating from exhaust gases in one and from another heat carrier, z. B. air ', flowed through in the other vertical direction. 2. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Wärmeträger verwendete Luft während einer der beiden Betriebsperioden teilweise oder zur Gänze durch ein inertes Gas ersetzt wird. 3. Verfahren nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit zwei Ofenschächten (3, 4) gearbeitet wird, die am unteren Ende der Brennzone (B) miteinander verbunden sind, wobei in der ersten Brennperiode in einem der Schächte (3) frische Verbrennungsluft (Primärluft), gegebenenfalls ein Gemisch aus Luft und inertem Gas, durch eine öffnung (b) oberhalb der Vorwärinezone (V) eingeführt, sodann im Gleichstrom durch die Brennzone, anschließend durch die Schachtverbindung (5) in den zweiten Schacht (4) und in diesem nach oben im Gegenstrom mit dem bereits entstandenen Abgas nach außen geführt wird, und daß Sekundärluft in einem oder in beiden Schächten im Gegenstrom von unten der Kühlzone (K) zugeführt und mit der Primärluft vereinigt wird, worauf sich durch Umschalten in einer zweiten Brennperiode diese Vorgänge gegengleich wiederholen (Fig. 2). 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Schacht (3) nur so viel Primärluft zugeführt wird, daß der in diesem Schacht aufgegebene Brennstoff zur Gänze erst mit der zugeführten Sekundärluft im zweiten Schacht (4) verbrennt. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit zwei Ofenschächten gearbeitet wird, die am oberen Ende der Brennzone miteinander verbunden sind, wobei in der ersten Brennperiode frische Verbrennungsluft am unteren Ende (a2, a2) eines der beiden Schächte (7, 8) eingeblasen und im Gegenstrom durch die Kühl-und Brennzone (K, B) nach oben geführt wird, und daß ein Teil des entstandenen Abgases, der ausreicht, um das frisch eingesetzte Brenngut vorzuwärmen, durch die Vorwärmezone (V) nach außen zum Abströmen gebracht wird, wogegen der Rest an Abgas mit noch unverbrannter Luft durch die Verbindungsöffnung (9) unter weiterem Zusatz an Brennstoff in den zweiten Schacht (8) geführt wird, um in diesem nach unten zu strömen und am Fuß dieses Schachtes auszutreten, worauf sich durch Umschalten in der zweiten Brennperiode diese Vorgänge gegengleich wiederholen (Fig. 3). 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ' daß mit zwei Ofenschächten ge- arbeitet wird, die etwa in der Mitte der Brennzone untereinander verbunden sind, wobei frische Verbrennungsluft zugleich am Ofenfuß (ci,) und am Ofenkopf (b") eines der Ofenschächte (11) eingeführt wird, worauf am Beginn der Brennzone (B) Brennstoff zugeführt wird und die Ab- gase bzw. die noch unverbrannte Frischluft über die Verbindungsleitung (13) in den zweiten Ofenschacht (12) geleitet wird, um diesen teils durch öffnungen (a,') an dessen Fuß, teils durch öffnungen (b"") an dessen Kopf zu verlassen, wonach sich in einer zweiten Brennperiode diese Vorgänge gegengleich wiederholen (Fig. 4). 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit zwei Ofenschächten (11, 12) gearbeitet wird, die im Bereich der Brennzone (B) miteinander verbunden sind, wobei am Ofenfuß des einen Schachtes (11) frische Verbrennungsluft und am Ofenkopf dieses Schachtes ein gegebenenfalls minderwertiges Brenngas, z. B. Gichtgas, zugeführt wird, oder umgekehrt, welche Gase nach ihrer Mischung in der Verbindung (13) zwischen den beiden Schächten im zweiten Ofenschacht (12) teilweise nach oben, teilweise nach unten oder nur nach unten oder nur nach oben geführt werden und dabei verbrennen, worauf sich diese Vorgänge durch Umschalten gegengleich wiederholen (Fig. 4). 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Beginn der Brennzone (B) in dem Schacht, in dem Brenngas bzw. Luft zugeführt wird, dem Brenngas Luft bzw. der Luft Brenngas in geringen Mengen zugesetzt wird. 9. Schachtofen zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er an seinem oberen und unteren Ende mit Ein- und Auslaßöffnungen (a, b) für die Zu- und Abfuhr von Luft, inertem Gas, Abgas bzw. Brenngut und vorzugsweise im Bereich der Brennzone (B) mit Zuführöffnungen für Brennstoff versehen ist, welche öffnungen in ihrem Durchlaß regelbar sind, wobei mindestens ein Gebläse für Luft und inertes Gas vorgesehen ist, dessen Druck- oder Saugleitung durch Umschalten an jede Schachtöffnung anschließbar ist (Fig. 1). 10. Schachtofen zur Ausübung eines der Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, welcher aus zwei nebenemander angeordneten Schächten besteht, die im Bereiche der Brennzone (B) miteinander verbunden und vorzugsweise mit Zuführöffnungen für Brennstoff versehen sind, wobei zun-dndest am unteren Ende der Schächte Zuführöffnungen für Brennluft angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß auch am oberen Ende der Schächte (3, 4, 7, 8, 11, 12) regelbare Einlaßöffnungen (b) für Luft bzw. für inertes Gas vorgesehen sind (Fig. 2 bis 4). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 302 125, 317 832, 458044, 1020 922. 2. The method according spoke 1, characterized in that the air used as a heat carrier is partially or wholly replaced by an inert gas during one of the two operating periods. 3. The method according spoke 1 or 2, characterized in that two furnace shafts (3, 4) are used, which are connected to one another at the lower end of the combustion zone (B), wherein in the first combustion period in one of the shafts (3) fresh Combustion air (primary air), optionally a mixture of air and inert gas, introduced through an opening (b) above the preheating zone (V), then in cocurrent through the combustion zone, then through the duct connection (5) into the second duct (4) and in this upwards in countercurrent with the already generated exhaust gas to the outside, and that secondary air in one or in both shafts in countercurrent is fed from below to the cooling zone (K) and combined with the primary air, whereupon by switching in a second combustion period repeat these processes in opposite directions (Fig. 2). 4. The method according to claim 3, characterized in that the first shaft (3) only so much primary air is supplied that the fuel given in this shaft burns entirely only with the supplied secondary air in the second shaft (4). 5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that two furnace shafts are used which are connected to one another at the upper end of the combustion zone, with fresh combustion air at the lower end (a2, a2) of one of the two shafts (7 , 8) is blown in and in countercurrent through the cooling and burning zone (K, B) is passed upwards, and that a portion of the resulting exhaust gas, which is sufficient to preheat the freshly used material to be fired, through the preheating zone (V) to the outside Is brought outflow, whereas the rest of the exhaust gas with still unburned air is passed through the connection opening (9) with further addition of fuel into the second shaft (8) to flow down in this and exit at the foot of this shaft, whereupon by switching over in the second burning period, repeat these processes in opposite directions (Fig. 3). Is 6. A process according to claim 1, characterized in 'that overall with two kiln shafts works that are connected approximately in the center of the combustion zone with one another, wherein fresh combustion air at the same time on Ofenfuß (ci) and on the furnace head (b ") of the furnace shafts (11) is introduced, to which is supplied at the beginning of the combustion zone (B) fuel and gas, the removal or the still unburnt fresh air is directed via the connecting line (13) in the second furnace shaft (12) to this part by openings ( a, ') at its foot, partly through openings (b "") at its head, after which these processes are repeated in opposite directions in a second burning period (Fig. 4). 7. The method according to claim 1, characterized in that with two furnace shafts (11, 12) are worked, which are connected to one another in the area of the combustion zone (B), with fresh combustion air at the furnace foot of one shaft (11) and an optionally inferior fuel gas, e.g. . B. furnace gas is supplied, or vice versa, which gases after their mixing in the connection (13) between the two shafts in the second furnace shaft (12) are partially up, partially down or only down or only up and thereby burn, whereupon these processes are repeated by switching over against the same (Fig. 4). 8. The method according to claim 7, characterized in that at the beginning of the combustion zone (B) in the shaft in which fuel gas or air is supplied, the fuel gas air or the air fuel gas is added in small amounts. 9. Shaft furnace for carrying out the method according to claim 1 or 2, characterized in that it has inlet and outlet openings (a, b) for the supply and discharge of air, inert gas, exhaust gas or fuel at its upper and lower end and is preferably provided with feed openings for fuel in the area of the combustion zone (B), the passage of which openings can be regulated, with at least one fan for air and inert gas being provided, the pressure or suction line of which can be connected to each shaft opening by switching (Fig . 1). 10. Shaft furnace for carrying out one of the methods according to one of claims 1 to 8, which consists of two shafts arranged next to one another, which are connected to one another in the region of the combustion zone (B) and are preferably provided with feed openings for fuel, initially at the lower end of the shafts are arranged supply openings for combustion air, characterized in that adjustable inlet openings (b) for air or for inert gas are also provided at the upper end of the shafts (3, 4, 7, 8, 11, 12) (Fig. 2 to 4). Considered publications: German Patent Specifications No. 302 125, 317 832, 458044, 1020 922.