DE2030361A1 - Lime firing kiln with axial burner for delayed ignition mix - Google Patents

Description

• Verfahren zum Beheizen eines mit Gas- oder Flüssigbrennstoff betriebenen Schachtofens zum Brennen von Mineralien, insbesondere eines Kalkschachtofens und Zentralbrenner für die Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beheizen eines mit Gas-oder Flüssigbrennstoff betriebenen Schachtofens zum Brennen von Mineralien, insbesondere eines Kalkschachtofens, mit in dessen Wandung angeordneten Brennern einer Rückgasabsaugeinrichtung und einem unterhalb der Brennzone angeordneten Zentralbrenner sowie einen solchen für die Durchführung des Verfahrens.
• Ein zusätzlicher Zentralbrenner wird mitunter bei Kalkschachtöfen mit grossem Schachtdurchmesser vorgesehen, um den gesamten Bereich der Brennzone gleichmässig aufheizen zu können. Die durch den Zentralbrenner zugeführten Brenngase erwärmen den zentralen Bereich des Brennguts im Schachtofen, der von den Brenngasen der in den Schachtofenwänden angeordneten Brennern nicht im notwendigen Masse erreicht wird, um einen guten gleichmässigen Brand dieses Materials zu gewährleisten.
• Durch die zusätzliche Anordnung eines Zentralbrenners wurde eine wesentliche Verbesserung des Ofenbetriebes und der erzeugten Produkte erreicht. Nach-teilig ist jedoch, dass die bekannten Zentralbrenner im Betrieb bereits nach kurzer Zeit unbrauchbar werden, weil sie unmittelbar in der Feuerzone liegen. Versuche, mittels entsprechender Abdeckungen und Isolierungen die Lebensdauer der Zentralbrenner zu erhöhen, führten nur zu unbefriedigenden Ergebnissen. Auch Versuche, die Zentralbrenner unterhalb der Brennzone in der von Kühlluft durchströmten Kühlzone anzuordnen, ergaben keine Verbesserung der Verhältnisse, da sich die aus den Z entralbrennern austretenden Brenngase unmittelbar hinter dem Brenner bereits entzündeten, bevor sie die Brennzone erreichten; ausserdem wirkte sich dies auf die KüMung des im unteren Teil des Schachtofens befindlichen Brennguts nachteilig aus.
• Hieraus ergab sich die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, den zentralen Bereich des-Brennguts im Schachtofen auf die gleiche Temperatur aufzuheizen wie das Brenngut im peripheren Bereich, und zwar in der Brennzone. Weiterhin muss die diesem Zweck dienende Vorrichtung so gestaltet sein, dass sie einen störungsfreien gleichmässigen kontinuierlichen Betrieb des Schachtofens ermöglicht.
• Die Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Verbesserung des Verfahrens der zuvor beschriebenen Art erreicht, bei dem der aus dem Zentralbrenner austretende Brennstoff in Brennernähe gegen eine Vermischung mit Verbrennungsluft mittels eines Schutzgas so abgeschirmt wird, dass die Verbrennung erst im Bereich zwischen dem Zentralbrenner und der Brennzone einsetzt. Durch diese Massnahme wird zwischen der in der Kühlzone aufsteigenden Verbrennungsluft und dem aus dem Zentralbrenner austretenden und aufsteigenden Brennstoff eine Abschirmung mittels Schutzgas gebracht, welches sich zunächst mit der Verbrennungs luft und erst dann mit dem Brennstoff vermischt, wenn die Entzündung des so gebildeten Gasluftgemisches den Zentralbrenner nicht mehr gefährdet und die Reaktionswärme sofort in der Brennzone wirksam wird.
• Vorzugsweise besteht das Schutzgas aus Rückgas, welches in an sich bekannter Weise an geeigneter Stelle aus dem Innenraum des Schachtofens abgesaugt wird. Das Rückgas kann dabei den zusätzlichen Zweck einer kontrollierten Verbrennung erfüllen.
• Beim Betrieb von Schachtöfen mit relativ grossem Schachtdurchmesser und mit einem Zentralbrenner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Vermischung des aus dem Zentralbrenner austretenden Brennstoffs mit Verbrennungsluft zu einem zündbaren: Gemisch in einem Abstand von etwa 0,7 m bis 1,5 m über dem Zentralbrenner erfolgt. Weiterhin ergibt sich ein ausgezeichneter Wirkungsgrad infolge gleichmässiger Durchwärmung, wenn über den Zentralbrenner ca. 30 % der in der Brennzone benötigten Wärmeenergie und die restlichen 70 7n mittels der in der Wand des Schachtofens angeordneten Brenner zugeführt werden.
• Ein für die Anwendung des zuvor beschriebenen erfindungsgemassen Verfahrens besonders geeigneter Zentralbrenner, welcher auf einer als Trägertraverse ausgebildeten Brennstoffleitung angeordnet ist, ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die Trägertraverse ausser der Brennstoffleitung eine Schutzgasleitung aufweist, die mit einer Ringdüse verbunden ist, welche radial ausserhalb und unterhalb der zentralen Brennerdüse angeordnet ist. Durch diese Ringdüse strömt beim Betrieb des Zentrabrenners das Schutzgas so aus, dass es die oberhalb der Ringdüse aus der Brennstoffdüse austretende Brennstoffmenge völlig umgibt und sich erst im Laufe des Aufsteigens in Richtung auf die Brennzone mit diesem und der Kühlluft aus der Kühlzone so vermischt, dass sich ein brennfähiges Brennstoffiuftgemisch.ergibt, das sich in gewünschter Entfernung über dem Zentralbrenner entzündet.
• Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist in weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemässen Zentralbrenners vorgesehen, dass die Schutzgasleitung die Brennstoffleitung vollständig umgibt und die Schutzgasleitung die die Brenner- und die Schutzgasdüsen tragende Traverse bildet. Das Schutzgas sorgt dann für eine Kühlung der Traverse. Auch kann die Quertraverse eine zusätzliche Kühleinrichtung aufweisen.
• Zweckmässigerweise wird der Zentralbrenner in einer Ebene angeordnet, welche etwa 0, 7 bis 1,5 m unterhalb der Brennzone im Schachtofen liegt.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für einen Zentral~ brenner zur Durchführung des erfindungsgemässen Veriahrens Ischematlsch dargestellt und nachstehend im einzelnen erläutert.
• Der Schachtofen 11 mit relativ grossem Schachtdurchmesser, von dem ein Teil der Külllzone 12 und der Brennzone 13 dargestellt ist, ist in bekannter Weise mit in die Wand eingesetzten Brennern B ausgerüstet, deren Brenngasstrom durch die Pfeile 14 gekennl zeichnet ist. Die Quertraverse 15 trägt den Zentralbrenner ZB und besteht aus zwei ineinanderliegenden Rohren, von welchen das innere Rohr als Brennstoffleitung 16 und das äussere Rohr 17 als Schutzgasleitung dißnt. Das äussere Rohr 17 ist durch einen Mantel 18 aus Schamottematerial od, dgl. geschützt, welches gegebenenfalls gegen Verschleiss durch Abrieb mittels Abdeckschienen aus geeignetem Werkstoff armiert ist.
• Der Zentralbrenner ZB besteht aus einer mit der Brennstoffleitung 16 verbundenen Brennstoffdüse 19, die durch ein Leitblech 20 abgedeckt ist, sowie aus einer Ringdüse 21 mit einer Abdeckung bzw.
• einem kegelförmigen Leitblech 22, aus der das Schutzgas aus der Schutzgasleitung 17 in den Innenraum des Schachtofens 11 strömt.
• Die Ringdüse 21 liegt dabei unterhalb und radial ausserhalb der Brennstoffdtise 19.
• Im Betrieb strömt der Brennstoff, wie durch die Pfeile 23 angedeutet, aus der Brennstoffdüse 19 in den Schachtofen ein und bewegt sich nach oben. Gleichzeitig strömt Schutzgas gemäss den strichpunktierten Pfeilen 24 aus der Ringdüse 21 aus und schirmt den aufsteigenden Brennstoff 23 nach aussen hin ab, so dass in der Kühlzone 12 die durch Pfeile 25 gekennzeichnete Kühlt bzw.
• Verbrennungsluft über einen bestimmten Bereich hinweg vom Brennstoff 23 getrennt bleibt. Erst nahe der Brennzone 13 bildet sich durch die Verwirbelung von Brennstoff,Schutzgas und Verbrennungsluft ein zündbares Gasgemisch, welches bei Entzündung für eine Zufuhr von Wärme in die Mitte der Brennzone durch die aufsteigenden Brenngase 26 sorgt.
• Hieraus ist es offensichtlich, dass der Zentralbrenner ZB ausserhalb der Hochtemperaturzone liegt, in welcher eine rasche Zerstörung des Brenners sowie der Zuleitungen die Folge wäre, wie die Praxis bisher gezeigt hat, Der Abstand zwischen der Brennzone 13 und dem Zentralbrenner ZB beträgt vorzugsweise etwa 0,7 bis 1,5 m; in der Brennerebene herrscht dann eine Temperatur von nur noch ca, 800°C, während die in der Brennzone ca. -12000C beträgt. Der vom Zentraibrenner ZB ausgehende zentrale Brenngasstrom erfasst bei einem Schachtdurchmesser von ca. 4, 50 m einen Querschnittsbereich von ca.
• 1, 50 bis 2, 00 m Durchmesser; der durch entsprechende Abstimmung der Komponenten des Brennstoffluftgemis'ches variierbar ist. Gegen zu starke Wärmeeinwirkung wird der Zentralbrenner ZB durch das in der Leitung 17 strömende, als Kühlmittel dienende Schutzgas geschützt. Gegebenenfalls können aber auch die Leitungen 16 und 17 durch ein Mantelrohr umgeben sein, das von einem Kühlmittel entsprechend niedrigerer Temperatur durchströmt wird, um eine zusätzliche stärkere Kühlung zu bewirken.

Claims (9)

Patentans prüche

1. Verfahren zum Beheizen eines mit Gas- oder Flüssigbrennstoff betriebenen Schachtofens zum Brennen von Mineralien, insbesondere eines Kalkschachtofens, mit in dessen Wandung angeordneten Brennern, einer Rückgasabsaugeinrichtung und einem unterhalb der Brennzone angeordneten Zentralbrenner, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem Zentralbrenner (ZB) aus tretende Brennstoff (23) in Brennernähe gegen eine Vermischung mit Verbrennungsluft (25r mittels eines Schutzgases (24) so abgeschirmt wird, dass die Verbrennung erst im Bereich zwischen dem Zentralbrenner und der Brennzone (13) einsetzt.

2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzgas (24) aus Rückgas besteht.

3. Verfahren nach den Ansprüchenl oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vermischung des aus dem Zentralbrenner (ZB) austretenden Brennstoffs (23) mit Verbrennungsluft (25) zu einem zündbaren Gemisch erst etwa 0, 7 m bis 1, 5 m oberhalb des Zentralbrenners einsetzt, und diese Höhe durch die Rückgas menge geregelt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekënnzeichnet, dass über den Zentralbrenner (ZB) ca. 30 % der in der Brenn zone (13) benötigten Energie zugeführt wird.

5. Zentralbrenner für die Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, der auf einer als Trägertraverse ausgebildeten Brennstoffleitung angeordnet ist, dadurch gekenn zeichnet, dass die Trägertraverse ausser der Brennstoffleitung (16) eine Schutzgasleitung (17) aufweist, die mit einer Ringdüse (21) verbunden ist, welche radial aus der halb und unterhalb der zentralen Brennerdüse (19) angeordnet ist,

6, Zentralbrenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzgasleitung (17) die Brennstoffleitung (16) volle ständig umgibt.

7. Zentralbrenner nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Quertraverse eine zusätzliche Kühleinrichtung (18) aufweist.

8, Zentralbrenner nach Anspruch 5, 6 oder 7, gekennzeichnet durch dessen Anordnung in einer Ebene, die etwa 0, 7 bis 1, 5 m unterhalb der Brennzone (13) des Schachtofens (11) liegt,

9. Zentralbrenner nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, dass die Schutzgasleitung (17) an die Rückgasabsaug einrichtung angeschlossen ist, Leerseite