DE2205857A1

DE2205857A1 - Öfen

Info

Publication number: DE2205857A1
Application number: DE19722205857
Authority: DE
Inventors: Harry Buxton Derbyshire Townley (Großbritannien). M
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1971-02-08
Filing date: 1972-02-08
Publication date: 1972-08-17
Also published as: NO135797B; AT327773B; LU64740A1; NL7201624A; NO135797C; JPS5247421B1; DE2205857B2; ATA95972A; GB1369871A; IT947361B; FR2124541A1; FR2124541B1; CA995454A; BE778945A

Description

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DR.-IN©. H. FINCKE β München a, _R ._-

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Mappe 22804 - Dr. Caae WD 23580

Imperial Chemical Industries ltd. London, Großbritannien

öfen

Prioritätι 8.2.1971 - Großbritannien

Μ« Erfindung besieht sich auf Ofen, in denen ein granuläres Hfcterial warmebehandelt wird, und auf ein Verfahren sum Betrieb solcher Ofen.

Beim Betrieb von Vertikal schacht Öfen, die durch gasförmige oder flüssige Brennstoffe befeuert werden, ist es schwierig, die gewünschte Verteilung der Wärme und der Temperatur und einen gleichmäßigen flufl des Materials im Schacht su erzielen.

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Infolgedessen erhält das durch den Schacht fließende Material nicht überall die gewünschte Wärmebehandlung. Beispielsweise -werden im Falle eines Vertikalschachtofens für Kalk, der mit gasförmigem oder flüssigem Brennstoff befeuert wird, einige Kalksteinetücke vollständig oder sogar überkalziniert, während andere Kalksteinstücke nicht vollständig kalziniert werden. Die Schwierigkeiten der Erzielung der gewünschten Wärmebehandlung sind besonders akut in Ofen mit größerem Durchmesser und In solchen üfen, in denen kleine Materialstücke behandelt werden. Die Situation kann sich noch verschärfen, wenn, wie es oft der Fall ist, das dem Ofen zugeführte Material eine weite Stückgrößenverteilung aufweist.

Zur Erzielung einer gleichmäßigen Wärmebehandlung hat maa bisher versucht, die Erhitzung so durchzuführen, daS in Jeder Höhe des Ofew.s eine gleichmäßige Hitze herrscht. Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß verbesserte Resultate sichergestellt werden können, wena man den Ofen willkürlich so betreibt, daß zu jedem Zeitpunkt die Erhitzung in einer bestimmten Höhe des Ofenachachts nicht gleichmäßig 1st, sondern in einer bestimmten Weise fluktuiert.

So wird also gemäß der Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eitiee Vertikalscherttofens, der durch heiße Gase oder flüssige oder gasförmige Brennstoffe befeuert wird, vorgeschlagen, wob·! das Kennzeichen darin liegt, daß die Wärmeverteilung im Sehacht durch Veränderung des Strömungsschemaa der Gase im Schacht gemäß einer bestimmten Abfolge gesteuert wird, während die allgemeine Strömungerichtung der Gase unverändert bleibt.

Die Veränderung des Schemas der Gasströmung wird ausgeführt, während die allgemeine Strömungerichtung (d.h. gleichetrömend oder gegenströmend in Bezug auf die granuläre Beschickung)

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im Schacht weitgehend konstant bleibt, obwohl gegebenenfalls Änderungen in der allgemeine«. Strömungsrichtung bestehen können und das veränderte Schema der Strömung einer allgemeinen Strömung in ^eder (oder in beiden) Richtung(en) überlagert sein kann.

Es wird darauf hingewiesen, daß in gemäß der Erfindung betriebenen öfen das StrömungsBchema der Gase und die Temperaturverteilung im Schacht zu federn Zeitpunkt sowohl ia horizontalen als auch in vertikalen Ebenen asymmetrisch seia kaan. Das Strömungsschema und die Abfolge der Veränderung (einschließlich der Zeiten, während denen ein Schema aufrecht erhalten wird)werden im Hinblick darauf bestimmt, daß entweder weitgehend die gleiche Gesamtwärmebehandlung für das gesamte Material während der Zeit des Durchgangs durch den Schacht oder unterschiedliche Wärmebehandlungen, sofern diese erwünscht sind, erzielt werden. Wenn beispielsweise Kalkstein veränderlicher Größe_v der im Querachnitt des Schachts eine bekannte Größenverteilung aufweist, behandelt wird, dann kann es erwünscht sein, daß die kleineren Kalksteinstücke insgesamt eine geringere Wärmebehandlung als die größeren Stücke erfahren.

Das Strömungsschema kanu in einer zyklischen oder in einer nicht-zyklischen Weise verändert werden. Wejar. beispielsweise der Betrieb durch einen Computer gesteuert wird, dann wird die Veränderung wahrscheinlich nicht-zyklisch sein, wenn sie von gemessenen Werten der Verfahrene variablen abhängt.

Das erfindungsgemäße Verfahre* ist auf Ofen anwendbar₄ in denen granuläres festes Material, wie z.B. Kalkstein oder Metallerz, in einem vert5.kalen Schacht behandelt wird. Das feste granuläre Material im Schacht zu jeder Zeit

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wird hier als Beschickung bezeichnet. In aolchen öfen kann das au erhitaeade Material chargenweise oder kontinuierlich an der Oberseite dee Schachts aufgegeben werden, wobei vorzugsweise eine bestimmte Größenverteilung Im Querschnitt des Schachts angewendet wird. Das Material fließt durch eine Beine von Behandlungezonen, wie z.B. Vorerhitzungszone, Erhitzunge- oder Kalzinierungszone und Kühlzone den Schacht hinab und wird entweder kontinuierlich oder chargenweise an der Unterseite des Schachts ausgetragen. Der flüssige oder gasförmige Brennstoff (oder die heißen Gase) wird gewöhulich an einer Höhe oder an mehreren Höhen zwischen der Oberseite und der Unterseite des Schachts eingeführt. Gegebenenfalls kana etwas fester Brennstoff dem Material zugeschlagen werden, das an der Oberseite des Schachts aufgegeben wird. Die heißen Gase (sofern verwendet) die Produkte der Verbrennung des Brennstoffe und alle gasförmigen Produkte der Wärmebehandlung können sich im Schacht im Gegenstrom zur Fließrichtung des zu erhitzenden Materials nach oben oder Im Gleichstrom mit der Fließrichtung des zu erhitzenden Materials nach unten oder Iu verschiedenen Höhen des Schachte im Gleichstrom oder im Gegenetrom bewegen. Zwar kann das erfindungsgemäße Verfahren auf Ofen mit Schächten jeglicher Durchmesser angewendet werden, aber es ist besonders vorteilhaft zum Betrieb von Ofen mit Schächten von größeren Durchmesser (beispielsweise 1,5 ai oder mehr)« da eine gleichförmige Wärmebehandlung des Materials bei Schächten mit größerem Durchmesser schwieriger zu.erzielen let (Insbesondere wezm granuläres Material mit kleiner Größe behandelt wird). Das erfindungsgemäße Verfahren 1st auch besonders auf den Betrieb von Vertikalschachtkalköfen anwendbar, die für die Kalzinierung von Kalkstein, Kreide, Dolomit und ähnlichen Materialien verwendet werden, da es wichtig ist, daß diese Materialien gleichmäßig gebrannt werden.

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Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf Ofen angewendet «erden, die durch heiße Gase oder durch gasförmige oder flüssige Brennstoffe (oder einer Kombination daraus) befeuert werden, welche ein oder mehreren Brennern zugeführt werden. Der Ausdruck "Brenner" wie er hier verwendet wird, besieht sich auf Einrichtung/zur Einführung des Brennstoffe oder der heißen Gase in den Ofenschacht. Wenn heiße Gase verwendet werden, dann können diese durch Verbrennung von Brennstoffen der verschiedensten Art außerhalb des Schachts hergestellt werden. Wenn ein üblicherweise flüssiger Brennstoff, wie s.B. Heizöl» verwendet wird, dann kasm dieser vor der Einführung in de«. Schacht verdampft oder direkt in flüssiger Form in den Schacht eingeführt werden. Die sum Verdampfen eines flüssigen Brennstoffe erforderliche Wärme wird in zweckmäßiger Weise dadurch zugeführt, daß der Brennstoff auf eine heiße Oberfläche gespritzt oder teilweise verbrannt wird* Das Verdampfen kann außerhalb dee Ofens oder gegebenenfalls auch in Offnungen in den Ofenwänden oder in Bauteilen innerhalb des Schachts, beispielsweise in Brücken oder zentralen Säulen, erfolgen. Wenn ein gasförmiger Brennstoff, wie z.B. Erdgas, verwendet wird, dann kann dieses in ähnlicher Weise vorerhitzt werden, beispielsweise durch Wärmeaustausch mit verbrauchten Verbrennungsgasen oder durch -teilweise Verbrennung vor der Einführung In den Ofenschacht. Die Brenner können den Brennstoff oder die heißen Gase in den Ofenschacht in jeder bekannten Weise einführen., beispielsweise durch Of fnunngen in den Schachtwandungen oder durch Gänge in Bauteilen innerhalb des Schachts dder durch Blasrohre, die In die Beschickung im Schacht vorspringen. Der Brennstoff oder das heiß· Gas kann im Schacht direkt in die Beschickung eintreten oder in einen in der Beschickung befindlichen Baum eintreten. Solche Bäume können dadurch geschaffen werden, daß man Bauteile im Schacht anordnet, die die Beschickung örtlich aufteilen. Luft oder Sauerstoff für die Verbrennung des Brennstoffs können in die Erhitzung« zone des Ofens ein gutes Stück von der Unterseite

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— O ·"

des Schachts entfernt eingeführt werden, beispielsweise an im wesentlichen der gleichen Höhe wie die Brenner.. Die Luft oder der Sauerstoff können in bekannter Weise eingeführt' werden, wie es beispielsweise oben für die Einführung des Brennstoffs beschrieben ist. Gewöhnlich tritt jedoch ein Teil oder die gesamte Verbrennungsluft an der Unterseite des Ofenschachts ein, so daß sie, während sie zur Erhitzungszone aufsteigt, wo die Brenner angeordnet sind, durch Berührung mit der nach unten fließenden Beschickung erhitzt wird.

Es ist im allgemeinen äußerst zweckmäßig, mehr als einen Brenner zu verwenden. In selchen Fällen sind die Brenner gewöhnlich, aber nicht notwendigerweise, weitgehend symmetrisch im (und insbesondere rund um den) Ofenschacht angeordnet. Die Brenner können an ein oder mehreren Höhen (beispielsweise in Reihen) innerhalb des Schachte angeordnet seine

Der Brennstoff, der durch die Brenner in den Ofenschacht eintritt, wird durch den verfügbaren Sauerstoff verbrannt» Der Brennstoff aus einem jeden Brenner verbrennt in einer Hülle, in der der nötige Mischungsgrad von Luft oder Sauerstoff und Brennstoff unter solchen Bedingungen besteht, unter denen eine Verbrennung ermöglicht wird. Die Grenze dieser Hülle, in der die Verbrennung stattfindet, wird hler als "Flammenfront" bezeichnet. Gemäß der Erfindung wird bevorzugt^ die Form einer jeden Flammenfront, die einem Brenner zuzuordnen ist, in einer bestimmten Abfolge zu verändern.

Das lokale Gasströmungsschema in der Nachbarschaft eines bestimmten Brenners, wobei gewöhnlich audieine gewisse Querströmung herrscht, hängt von der Menge des Brennstoffs

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oder heißen Gases, die dem Brenner zugeführt wird, von der Menge des für den Brennstoff zur Verfügung stehenden Verbrennungssauerstoffs und von der Druckverteilung im Ofenschacht ab ο

Es ist möglich, das Schema der Gasströmung und damit die Wärme- und Temperaturverteilung im Ofen durch eist oder mehrere der folgenden Techniken zu variieren:

(1) Durch Veränderung der Zuführung von Brennstoff oder heißem Gas zu ein oder mehreren Brennern. Beispielsweise kann durch Verringerung der Brennstoffzuführung zu einem Brenner die dem Brenner zugeordnete Flammenfront quer über den Ofen in Richtung auf den Brenner bewegt werden. Wenn umgekehrt die Brennstoffzuführung zum Brenner gesteigert wird, dann bewegt sich die Flammenfront vom Brenner weg. Weiterhin ist es beispielsweise möglich, wenn die Brennstoffzufuhr zu einem von zwei gegenüberliegenden Brennern verringert wird« die dem einen Brenner zugeordnete Flammenfront durch den Schacht zum anderen Brenner zu bewegen·

(2) Durch Veränderung der Menge des die Verbrennung unterhaltenden Gases (Luft oder Sauerstoff), das dem Ofenschacht zugeführt werden kann und/oder durch Veränderung des Orts im Schacht, an welchem es eingeführt wird. Beispielsweise kann die Luftzuführung zum Schacht in der Nähe eines bestimmten Brenners verändert werden.

(3) Durch selektiven Abzug von Gasen aus dem Schacht durch Öffnungen in den Schachtwandungen oder in Bauteilen, die sich im Schacht befinden.

Wenn beispielsweise Verbrennungsluft, die den Schacht hinaufsteigt, aus dem Schacht an einem Funkt abgezogen wird, der gegenüber einem arbeitenden Brenner liegt, dann wird sich die dem Brenner zugeführte Flammenfront quer durch den Schacht zu einem Funkt bewegen, der der veränderten Druckverteilung im Schacht entspricht.

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Luft, die auf diese Weise abgezogen wird, katm dem Schacht auch wieder zugeführt werden« Beispielsweise kann sie vorteilhafterweise durch öffnungen als die Verbrennung unterhaltendes Gas in den Schacht eingeführt werden, welche über der Höhe, unter der Höhe oder ic der gleichen Höhe wie die arbeitenden Brenner liegen können, wie es oben bei (2) beschrieben wurde. In ähnlicher Weise kann heißes Gras aus oder über der Erhitzungszone selektiv abgezogen und gegebe&enfalls ganz oder teilweise an bestimmten Stellen im Schacht wieder eingeführt werden«

(4) Durch Veränderung des Orts, an dem die Gase, die aus dem Schacht gemäß Technik (5) abgezogen werden, wieder in den Schacht zurückgeführt werden.

(5) Durch Veränderung des Orts oder der Orte, an denex* Abgase aus dem Schacht abgelassen werden.

Jede der obigen Veränderungen kann kontinuierlich oder stufenweise oder kontinuierlich zwischen festen Wertem durchgeführt werden. Eine jede Veränderung kann auch bezüglich der Menge und/oder des Orts durchgeführt werden*

Die Techniken (1), (2) und (3) sind besondere wichtig Ee wird bevorzugt, eine Kombination zu verwenden, die die Techniken (1), (2) und (3) umfaßt,

Die vorliegende Erfindung umfaßt auch einen Vertikalschachtofen, der durch heißes Gas oder flüssigen oder gasförmigen Brennstoff befeuert wird und der eine Einrichtung zur Veränderung des StrömungeSchemas der Gase im Schacht und eine Programmierungeeinrichtung aufweist, die eine Veränderung des genannten Strömungeschemas gemäß einer vorbestimmten Abfolge bewerkstelligt, wobei die allgemeine Strömungsrichtung unverändert bleibt.

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2 2 O S 8 5

Die Einrichtung jsur Veränderung des StromungSBChemas_? wobei die alIgerneiße Strömungsx'ichtusg imvsräadert 'bleibt., kaam aus ein oder mehreren dei- foljosdeja Eiöjrichtuagea Tbesteheas

(1) Eine Einrichtung zu:<? Veränderung der Zuführung ψύύ Brenn stoff oder heißem Gas ssma Bx'exuaer odea? zu den Brexmeim., wie zJ. Ventile,

(2) Eise Einrichtung zur Veräiidertmg der ^feage des die Verfoapemuftg unterhaltenden Gases (Luft oder Sauerstoff)·, das in den Schacht durch Öffnungen ei» ge führt iclrd, die in der Mhe oder über oder uivfeer dem Bremser hzn. den Βτβΐΐ^βτχι liegen, wie sj.B» ein Syscem vo:<» Leiturigea, Vefatilatorea und Ventilen.

(3) Sioe Einrichtung zur Veränderung der Kenge des die Verbrennung unterhalter'.öen Gases (Luft oder Sauerstoff} _s welches ap der üaterseite des Schachts zugeführt wird, wie z*B. Ventile und Ventilatoren·

(kj Eiue Einrichtung zmn, ^s^rax·iablθ:o Abzug ύοϊ> Gasen aas Schacht unmittelbax¹ uster der Erhitzungszone, xd.e ein oder mehrere verachließbara öffnungen in Ver^i mit ein oder mehreren Ventilatoren₀

(5) Eine Einrichtung zum veränderbaram Abaug ¥on heißen Gasen aus oder üter der Erhitzuagsaone,, wie z.B> verschließbare öffnungen»

(6) Exif.e Einrichtung zur veränderlichem. Rückführusj.g von Green zum Schacht, die durch (4·) oder (5) abgezogen wurden«

(7; Eine Einrichtung zur Veränderung des Orts oder der Orte, aii denen das Abgas aus der Obers**11& des Schachbs abgaaogen wird.

Eine Jede der obigen Einrichtungen kann für eine Veränderung der iter«ge und/oder dea Orts sorgen- Der selektive Betrieb einer ,leden der obigen Ei.:ari ehtuttgea. v;ird üie Druckverteilung in Schacht und das Strömu/*gs3'^rVjbe3ia der Gase im Schacht beein-

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8AD ORK5INAL

- ίο -

Die Programraierungseinrichtung ist so ausgeführt <> daß sie eine Veränderung dea Strösiungssche&as durch Betätigung der genannten Einrichtungen in einer bestimmten Abfolge erzeugt _s die gewöhn.«·* lieh, aber nicht notwendigerweise-,eine zyklische Abfolge sein wird * In diesem Fall wird die Zeitdauer des Zyklusses,, während der die Veränderungen ausgeführt werden, und die Zeitdauer einer gleichbleibenden Arbeitst/eise im Zyklus in jsdem gegebenen Fall von einer Anzahl von Faktoren abhängen.

Beispiele für solche Faktorfön

(1) Die Form und die Abmessungen des Schachte,

(2) die Natur und insbesondere die Größe der Stück© des Materials im Schacht,

(3) die Anzahl der Veränderungen (welche gegebene>ifalls auch Perioden einer gleichbleibenden Arbeitsweise -umfassen können) im Zyklus ,„

(4) die Geschwindigkeit des Durchgangs des Materials durch der Schacht nach unten und die erforderliche Behandlung«"-ZeIt₉ wobei u<.a. das Teisperaturprofil im Schacht und der Wärmebedarf des Verfahrens zu berücksichtigen ist«

Diese Faktoren beeinflussen auch die Auswahl einer nicht-zyklischen Abfolge.

Wenn man das erfindungsgemäße Verfahren auf Ealköfen anwendet doh. auf Ofen zur Kalzinierung von Kalkstein, Kreide oder Dolomit (oder einer Kombination daraus), dan» wird es bevorzugt« eine solche Abfolge auszuwählen,» die sicherstellt, daß zu keiner Stufe in der Abfolge i&terial in der Erliitzuiags™ zone auf eine Temperatur unter der Kalzinlerungstomperatur absinkt. Wenn Kalkstein kalziniert wird, dam* wird i»i typt scher Weise eine zyklische Ve ränderusig verwende t,„ wot ei der Zyklus eine Periode im Bereich von 5 miß bis 2 st, beispielsweise 30 min bis 1 st j aufweisen wird, Wesm der Zyklus eia odee mehrere

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gleichbleibende Arbeitsweisen umfaßt, dann liegt die Bauer einer gleichbleibenden Arbeitsweise in Zyklus vorzugsweise im Bereich von. 1 bis 10 min, beispielsweise bei 5 nin« Jedoch können in einigen Fällen auch Zeiten außerhalb dieser Bereiche zweckmäßig sein und gegebenenfalls verwendet werden.

Im allgemeinen wird die gewünschte Abfolge für jeden einzelnen Fall bestimmt· Die Bestimmung kann leicht durch einen Fachmann durch einfache Berechnung und einfachen Versuch ausgeführt werden·

Hit der vorliegenden Erfindung wird versucht, eine gleichmäßige oder gesteuerte Verteilung des Erhitzungseffekts auf das Material, das im Schacht bearbeitet wird, zu erzielen. Durch die vorliegende Erfindung werden die Schwierigkelten gelöst, die durch eine ungleichmäßige oder u&gesteuerte Erhitzung gemäß dem Stande der Technik auftreten« Insbesondere kam? der Anteil an Material, welcher eine beträchtlich geringere oder stärkere Erhitzung im Ofen erfährt, niedrig gehalten werden (wodurch eine Verschwendung oder die Hotwendigkeit einer erneuten Behandlung verringert wird). Außerdem kann eine Beschädigung (beispielsweise ein lokaler Bruch) der Ofenauskleidung auf Grund länger dauernder übermäßiger Temperatur verringert werden. Bas Ausmaß_s in welchem eine Gleichmäßigkeit oder eine Regelung der Erhitzung erzielt werden kann, hängt in gewissem Ausmaß auch von der genauen Form und Konstruktion des betreffenden Ofens ab. Es ist, wie oben erwähnt, lediglich eine Sache der Berechnung und von einfachen Versuchen, das VerSnderungsschema zu bestimmen, das am besten für den jeweiligen Ofen geeignet ist.

Bie Erfindung wird nun an Hand der beigefügten Zeichnungen noch naher erläutert.

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In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Vertikalechnitt durch einen Vertikalschachtkalkofen;

Fig. 2 einen Schnitt an der Linie II-II von Fig. 1; Fig. 3, 4 und 5 Schnitte an der Linie III-III von Fig.1, welche schematisch das Schema der Flammenfronten für verschiedene Betriebsweisen des Ofens darstellen; und Fig. 6 einen echematischen Vertikalechnitt durch einen zweiten Vertikalschachtkalkofen.

In den Fig. 1 und 2 der Zeichnungen ist ein Kalkofen gezeigt, der mit 1 bezeichnet istc Der Ofen 1 besitzt eine Auskleidung 7 aus feuerfestem Material und ist in drei Zonen unterteilt, nämlich eine Vorerhitzungszone 2, eine Kaleinierungszone (Erhitzungezone) 3 und eine Kühlzone 4. Kalkstein wird chargenweise an der Oberseite des Ofens durch einen Zuführungstrichter aufgegeben, der mit einer Dichtungsglocke versehen ist, und fließt im Ofen allmählich nach unten durch die Erhitzungszone, durch die Ealsinierungszone und durch die Kühlzone bis zur Unterseite 6 des Ofens, wo er auegetragen wird. Eine Reihe von Brennern 10, die aus BrennstoffeintrittsSffnungen 11-17 bestehen, ist symmetrisch in der Ofenwand angeordnet. Es sind auch Kittel (nicht gezeigt) vorgesehen, mit denen gasförmiger oder verdampfter flüssiger Brennstoff einem jeden Brenner zugeführt werden kann. Weiterhin sind Mittel vorhanden, mit denen die Menge des einen Brenner zugeführten Brennstoffe zyklisch verändert werden kann. Verbrennungsluft für den Brennstoff wird an der Unterseite des Ofens zugeführt, wie dies durch Pfeile angedeutet ist.

Fig. 3 zeigt die Form der Flammenfronten eine kurze Strecke über der Höhe der Brenner, welche auftreten, wenn Brennstoff in einer gleichmäßigen Geschwindigkeit durch einen jeden Bremxer in einer üblichen Welse eingeführt wird. Zwar wird das Oestein,

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das der Flamme ausgesetzt ist, vollständig kalziniert oder sogar überkalziniert, aber das Gestein zwischen den Flamaienfronten (an den mit X gekennzeichneten Stellen), das sowohl im Zentrum des Ofens als auch in der Nähe der Wandungen des Ofens vorliegen kann, wird unvollständig kalziniert · Da außerdem die heißesten Teile der Flamme fortlaufend an den gleichen Stellen (mit T bezeichnet) der feuerfesten Auskleidung des Ofens auftraffen, wird die Auskleidung an diesen Punkten vorzeitig zerstör;-.

Eine Betriebsweise des Ofens gemäß der Erfindung ist in Fig. erläutert. Bei der gezeigten Betriebsweise wird Brennstoff durch die Brenner 12, 13« 14* 15 und 16 mit gleichen Geschwindigkeiten eingeführt, während durch die Brexmer 11 und 17 kein Brennstoff eingeführt wird. Nachdemder Ofen auf diese Weise eine bestimmte Zeit lang betrieben worden iet* wird Breanstoff durch den Brenner 11 zugeführt, und zwar mit der gleichen Geschwindigkeit wie zu den anderen beschickten Brennern, und außerdem wird die Brennstoffzufuhr durch den Brenner 16 unterbrochen. Das Schema der Flammenfronten rotiert infolgedessen um 2P/7 Winkelgrade um die vertikale Achse des Ofens. Nach einem gleichen Zeitintervall wird Brennstoff durch den Brenner 17 eingeführt, wobei der Brenner 15 abgeschalten wird. Die Regelung der Brennstoffzuführung in dieser Weise wird fortgesetzt, so daß jedes Paar benachbarter Brenner nacheinander abgeschalten wird. Auf diese Weise wird die Form der Flammenfronten kontinuierlich verändert, was zur Folge hat, daß der Kalkstein gleichmäßiger kalziniert wird und die feuerfeste Auskleidung weniger zu einem vorzeitigen Örtlichen Bruch neigt. Die oben beschriebene Betriebsabfolge ergibt ein· kontinuierliche flotation des Gasströmungsschemas rund um den Ofen in einer Richtung. Sine weitere Betriebsabfolg· ist in Tabelle I angegeben«

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In Fig_e 5 ist eine andere Betriebsweise gezeigt, die ähnliche Vorteile ergibt. In diesem Fall wird durch die Brenner 11 und 12 kein Brennstoff zugeführt, während Brennstoff durch die Brenner 14, 15 und 16 mit der vollen Geschwindigkeit zugeführt wird und Brennstoff durch die Brenner 13 und 17 mit einer verminderten Geschwindigkeit zugeführt wird. Nach einer geeignetem Zeitdauer wird das Beschickungsechema gemäß dem in Tabelle II gezeigten Zyklus verändert.

Tabelle I

Brenner	11	12	13	14	15	16	17
Schema 1	X	X	F	F	F	F	F
" 2	F	F	F	X	X	F	F
^M 3	X	F	F	F	F	F	X
« 4	F	F	X	X	F	F	F
" 5	F	F	F	F	F	X	X
" 6	F	X	X	F	F	F	F
„ 7	F	F	F	F	X	X	F

Tabelle II

Brenner	11	12	13	14	15	16	17
Schema 1	X	X	R	F	F	F	R
" 2	F	F	R	X	X	R	F
^M 3	X	R	F	F	F	R	X
η ₄	F	R	X	X	R	F	F
" 5	R	F	F	F	R	X	X
" 6	R	X	X	R	F	F	F
H Γ,	F	F	F	R	X	X ι	R

X * es wird kein Brennstoff zugeführt

R - Brennstoff wird mit verringerter Geschwindigkeit zugeführt F « Brennstoff wird mit der vollen Geschwindigkeit zugeführt

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Bel den oben beschriebenen Ausführungsformen wird die Veränderung des Schemas der Strömung der Gase durch zyklische Veränderung des durch dia Brennstoffzuführöffnungen zugeführten Brennstoffs erreicht_t wodurch eine zyklische Veränderung der Form der Flaiamenfronten erzielt wird.

Eine erfindungsgemäße Betriebsweise, bei welcher eine Kombination der oten beschriebenen Techniken zur Verwendung gelangt, wird nunmehr an Hand von Fig. 6 beschrieben. Die Bezugszeichen. 2-6 besitzen die gleiche Bedeutung wie in Figur 1. Zusätzlich weist der Kalkofen von Fig. 6 folgendes auf:

Eine Reihe von 6 Öffnungen an der Höhe A zum Abzug, von heißer Verbrennungsluft _T die durch die Kühlzoue im Of'eu »ach oben steigt.

Jeweils eine Reihe von 6 Brennern (Eintrittsöffnungen) an der Höhe B und an der Höhe Ώ.

Jeweils eine Reihe von 6 Eintrittsöffnungen an der Höhe C und an der Höhe E zur Einführung von Luft, die durch die öffnungen an der Höhe A abgezogen worden ist.

Eine Reihe von 6 Auetrittsöffnungen an der Höhe G (über der Erhitzungezone) zum Abzug von heißem Gas.

Eine Reihe von 6 Eintrittsöffnungen an der Höhe F (in der Erhitzungszone) für die Wiedereinführung von heißem Gas, das an der Höhe G abgezogen worden ist.

Eine Reihe von 6 Austrittsöffnungen an dor Höhe H zum Abzug von Abgasen aus dem Ofen.

Die Offnungen it>, einer jeden Reihe sind symmetrisch um den Ofen angeordnet.Außerdem ist eine ^ede öffnung direkt über und/oder unter der entsprechenden öffnung bzw. den entsprechenden öffnungen in der benachbarten Reihe bzw. in den benachbarten Reihen angeordnet. Durch die Brenner kaxm heißes Gas_t gasförmiger Brennstoff oder flüssiger Brennstoff in den Schacht eingeführt werde»,.

Eine Be trieb aatö Ige für diesen Ofen ist ir der folgende». Tabelle III gezeigt. 209834/1105

- 16 Tabelle III

Schema	A.	Reihe	Ε»	F	1	X	Lage	ti	■ ■■!■«»!■»■,■,Μ	6
	B₁		G,	H	X	O		0	5	0
1	A,		E,	P	O	0	τ	X	O	X
	B,	σ.	G,	H	O		C	X	X	0
2	A,			F	X	X	χ	0	X	X
	B,	C,	G,	H	X	O	0	O	0	X
3	A*			F	O	χ	0	X	O	0
	B,	C,	G,	H	O	O	χ	X	X	0
4-	A,	D,	E,	F	X	O	χ	O	O	X
	B,	σ,	G,	H	X	X	0	O	X	X
5	A,		E,	F	O	X	O	X	X	0
	B,	^c»	G,	H	X	O	X	O	0	O
6	A,	Ά-,	Ξ,	F	0	O	X	V Λ.	O	X
	B,	c,	G,	H	O	X	0	X	B' JX.	X
7	A,		E,	F	X	X	O	O	X	O
	B,	Ot	G,	H	X	O	X	O	O	X
8	A,		E₈	F	O	0	O	X	O	0
	B,	σ,	G,	H	O	X	X	X	X	0
9	A,		E,	F	X	O	X	O	X	X
	B,	σ,	G.	H	X	X	O	O	O	X
10	A,		E,	F	0	X	O	X	X	O
	B,	ο,	G,	H	O	O	X	X	0	O
11	A,		E,	F	X	0	X	O	O	X
	B₁	σ,	G,	H	O	X	O	X	X	X
12	D.			X	O	O	X	O
	C,			X	O

Zykluszeit eines Zykluses: 30 min.

O - öffnung offen

X » Öffnung geschlossen 209834/1105

1? -

Die oben beschriebenen öfen und Betriebsweisen sind nur Beispiele für Verfahren and Methoden, die bei der Ausübung der Erfindung verwendet werden können. Wie es für einen fachkundigen Leser klar is'c, kann eins unbeschränkte Anzahl von Variationen innerhalb des Bereichs der Erfindung vorgenommen werden»

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Claims

- 18-Pat ent ansprüche

1. Verfahren zum Betrieb eines Vertikalschachtofens, der durch ein heißes Gas oder durch einen in vextfampfter Form in den Schacht eingeführten Brennstoff befeuert wird» dadurch gekennzeichnet,, daß die Wärmeverteilung im Schacht durch Veränderung des Strömungsschemas der Gase im Schacht gemäß einer vorbestimmten Abfolg© geregelt wird* während gleichzeitig die allgemeine Strömuögsrichtung der Gase unvarä&dert bleibt.

2. Verfahren nach Aaspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen durch heiße Gase befeuert wird* die durch Verbrennung eines Brennstoffs außerhalb des Schachts erzeugt, werden ο

3. Verfahren xiach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen durch einen normalerweise gasförmigen Brennstoff befeuert wird α

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen durch einen normalerweise flüssigen Brennstoff befeuert wird, der dem Schacht in verdampfter Form zugeführt wird.

5· Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4„ dadurch gekennzeichnet, daß die Form bzw. die Formen der Flammenfront bzw. der Flammenfrernten, die eil oder mehreren Bremxern zugeordnet ist bzw. sind, i». vorbestimmter Abfolge verändert wird bzw. werden.

6. Verfahren nach eimern der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsschema in einer zyklischen Abfolge verändert wird.

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7· Verfahren nach einem der vorhergehendes Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömusgsschema durch Veränderung oder Zuführung des Brennstoffs oder des heißen Gases durch ein oder mehrere Brenner verändert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch geken«zeichnet* daß die Brenner an mindestens zwei Höhen im Schacht angeordnet sind und daß die Brenner an dea beiden Höhen außer Phase betrieben werden.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsschema dadurch verändert wird, daßdie Menge der dem Schacht zugeführten Luft oder des dem Schacht zugeführten Sauerstoffs und/oder der Ort im Schacht* an dem Luft oder Sauerstoff eingeführt wird, verändert wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das StrSmungsscheoa durch veränderlichen AbBUg von heißen Gasen aus dem Schacht verändert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsschema durch veränderliche Rückführung mindestens eineβ Teils der vom Schacht abgezogenen Gase verändert wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsschema dadurch verändert wird, daß der Ort oder die Orte verändert werden, an denen Abgase aus der Oberseite des Schachts abgelassen werden.

13· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Veränderung des Strömungsschemas des Gases im Schacht gemäß einer vorbestimmten Abfolge dadurch bewerkstelligt wird, daß die dem Schacht zugeführte Luft- oder Sauerstoffmenge und/oder der Ort im Schacht, an dem Luft oder Sauer-

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stoff eingeführt wird und/oder der Abzug von heißen Gasen aus dem Schacht verändert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13* dadurch gekennzeichnet, daß

der Ofen durch heiße Gase befeuert wird, die durch Verbrennung von Brennstoff außerhalb des Schachts erzeugt werden.

15» Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet« daß der Ofen durch einen normalerweise gasförmigen Brennstoff befeuert wird.

16. Verfahren nach Anspruch 13« dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen durch einen flüssigen Brennstoff befeuert wird«, der dem Schacht in flüssiger Form zugeführt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 13* dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen durch einen normalerweise flüssigen Brennstoff befeuert wird, der dem Schacht in Gasform zugeführt wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17« dadurch gekennzeichnet, daß die Form bzw. die Formen der Flammenfront bzw. der Flammenfronten, die el'a oder mehreren Brennern zugeordnet ist bzw. sind, in einer vorbestimmten Abfolge verändert wird bzw. werden.

19· Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsschema in einer zyklischen Abfolge verändert wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19* dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung von Brennstoff oder heißem Gas zu ein oder mehreren Brennern verändert wird.

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21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet* daß die Brenner an mindestens zwei Höhen im Schacht angeordnet sind und daß die Brenner an den genannten beiden Höhen außer Phase betrieben werden.

22ο Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 21_s dadurch gekennzeichnet, daß heiße Grase aus dem Schacht abgezogen werden und daß mindestens ein Teil der abgezogenen Gase veränderlich zum Schacht zurückgeführt wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Ort bzw. die Orte_; an dem bzw. az> denen die Abgase von der Oberseite des Schachts abgezogen werden, verändert wird bzw. werdon.

24« Verfahren nach einem der vorhergehendes Ansprüche ^ dadurch gekennzeichnet, daß der Schachtofen ein Vertikalschac-htkalkofea ist.

25» Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsschema in einer zyklischen Abfolge verändert wird, die zwischen 5 min und 2 st dauert.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsdauer einer jeden gleichbleibenden Arbeitswelse im Zyklus im Bereich von 1 bis 10 min liegt.

27· Vertikalschachtofen, der durch heiße Gase oder durch in Gasform in den Schacht eingeführte Brennstoffe befeuert wird, dadurch, gekennzeichnet, daß er eine Einrichtung zur Veränderung des Strömungsechemas der Gase im Schacht und eine Programmierungseinrichtimg aufweist, mit welcher eine Veränderung des genannten StrömuagsSchemas gemäß einer vorbestimmten Abfolge durchgeführt werde» kann, während gleichzeitig die allgemeine Strömungsrichtung unverändert bleibt*

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28. Ofen nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß er ein oder mehrere Brenner für die Zuführung von heißen Gasen · zum Schacht aufweist.

29. Ofen nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet., daß er ein oder mehrere Brenner für die Zuführung von normalerweise gasförmigen Brennstoffen zum Schacht aufweistο

30. Ofen nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß er ein oder mehrere Brenner für die Zuführung von normalerweise flüssigem Brennstoff zum Schacht in verdampfter Form aufweist.

31. Ofen nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet« daß er eine Einrichtung zur Veränderung der form der Flammenfront bzw· der Plamme&fronten, die dem Brenner oder des Brennern zugeordnet ist bzw. sind* und eine Programmierungseinrichtung aufweist, mit der eine Veränderung der Form der Flammenfront bzw. der Flammenfronten gemäß einer vorbestimmten Abfolge durchgeführt werden kann.

32. Ofen nach einem der Ansprüche 27 bis 31» dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner in mindestens zwei Höhe« im Schacht angeordnet sind.

33» Ofen nach einem der Ansprüche 27 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmierungseinrichtung so ausgeführt ist, daß mit ihr eine Veränderung des genannten Strömungsschemas gemäß einer zyklischen Abfolge durchgeführt werden kann.

34. Ofen nach einem der Ansprüche 27 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Veränderung des Strömungs» schemas der Oase im Schacht eine Einrichtung umfaßt, mit der die Zuführung von Brennstoff oder heißem Gas zu eitv oder mehreren Brennern verändert werden kann.

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35· Ofen nach einem der Ansprüche 27 bis $**■% dadurch gekennzeichnet* daß die Einrichtung, mit der das Strömungsschema der Gase im Schacht verändert werden kann, eine Einrichtung umfaßt, mit der Luft oder Sauerstoff veränderlich la der Nähe des Brenners oder der Brenner dem Schacht zugeführt werde» kann.

36. Ofen nach einem der Ansprüche 27 his 35 t dadurch ^kennzeichnet, daß die Einrichtung» mit der das Strömungsscbsaa der Gase im Schacht verändert werden kann, eine Einrichtung umfaßt * mit der die an der Unterseite des Schachts zugeführte Menge Luft oder Sauerstoff verändert werden kann.

37* Ofen nach einem der Ansprüche 27 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Veränderung des Strömimgsscheaas der Gase im Schacht eine Einrichtung umfaßt^ mit der Gase vom Schacht veränderlich abgezogen werde» können»

38* Ofen nach Anspruch 37« dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Veränderung des StrÖmungsschemas der Gase im Schacht eine Einrichtung umfaßt , mit der mindestens ein Teil der abgezogenen Gase zum Schacht zurückgeführt werden kann.

39· Ofen nach, einem der Ansprüche 27 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Veränderung des Strömungeschemas der Gase im Schacht eine Einrichtung umfaßt, mit der der Ort oder die Orte verändert werden können, an denen Abgas von der Oberseite des Schachts abgelassen wird.

40. Ofen nach Anspruch 27» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Veränderung des StrSmungsSchemas der Gase aus folgendem besteht: einer Einrichtung zur Veränderung der dem Schacht zugeführten Luft- oder Sauerstoffmenge und/oder eine Einrichtung zur Veränderung des Orts im Schacht, bei dem

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Luft oder Sauerstoff eingeführt wird, and/oder eine Einrichtung, mit der heiße Gaae aus dem Schacht veränderlich abgezogen werden können.

41. Ofen nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß er ein oder mehrere Brenner für die Zuführung von heißen Gasen aum Schacht aufweist.

42. Ofen nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß er ein oder mehrere Brenner für die Zuführung vor normalerweise gasförmigem Brennstoff zum Schacht aufweist«

43· Ofen nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß er ein oder mehrere Brenner für die Zuführung v&£ flüssigem Brennstoff zum Schacht in flüssiger Form aufweist ο

44. Ofen nach Anspruch 4O₉ dadurch gekennzeichnet-, daß er ein oder mehrere Brenner für die Zuführung von. normalerweise flüssigem Brennstoff zum Schacht in Gasform aufweist.

45. Ofen nach einem der Ansprüche 42 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Einrichtung aufweist, mit der die Form der Flammenfront oder bzw. der Flammenfronten, die dem Brenner bzw. den Brennern zugeordnet ist bzw. sind, und eine Programmierungseinriehtung aufweist, mit der eine Veränderung der Form der Flammenfront bzw. der Flammenfronten gemäß einer vorbestimmten Abfolge durchgeführt werden kann«

46. Ofen nach einem der Ansprüche 40 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner in mindestens zwei Höhen des Schachte angeordnet sind.

47. Ofen nach einem der Ansprüche 40 bis 46_} dadurch gekennzeichnet, daß die Programmierungeeinrichtutg so ausgeführt ist_t daß mit ihr eine Veränderung des genaimteu Strömxmgsschemas gemäß einer zyklische»' Aftfclge durchgefüh^. werden kann.

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Ofex?, iiäch einem äur Aß Sprüche 40 bis 4?, dachtivh. gefeen■<·■■ ; daß -sr eine .Bijarichtung aufweistί die durch die ge-Prograaußiermigsei^riehtu^s geregelt wird, und mit der die Zuführung von Brennstoff oder heißem Gas au ein oder mehreren verändert werden kam"..

49^ OXen nach einem der Ansprücbe 40 bis 48, daduxvb. go zeichnet j daß er eine Einrichtung aufweist, die durch die gekannte Programmie^ungeeinrichtung gesteuert wird νω& mit dsc die Menge der Luft oder des Sauerstoffs verändert weiden kann, die büWa der an der Unterseite (iav Schachts eivigfcfiibrt wired*

50.,. Ofen nach einem der Ansprüche 40 "bis 49, dadurch, aeichnet_% daß er eine Einrichtung sum Abziehen von heißen Gasen aus dem Schacht und eine weitere Einrichtung aufweist * die durch die genannte Programmierungseiy/richtumc gersgsLt wird und mit der veränderlich zuTii-odest; β la Ϊ3\1 dot al'S©- Gase dem Schacht wieder augefühit

5^· Ofen nach einem der Ansprüche 4J bis 50, dadurch gskexm aeichnet,, daß er eine Einrichtung aufwaiat, die dui'ßh die gextajoate ProjaraBimieruEgBoiicrichtirng g^i-egeHt wiicd . und miü der der Ort oder die Ort© verändert werdet', ka?va bzw. kö&ue:ö» an dem bzw. an denexx Abgas vos aer· Oterseite aas Schachts abgezogexi

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