DE2853729C2

DE2853729C2 - Verfahren zum Brennen von Pellets auf einem Wanderrost und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2853729C2
Application number: DE2853729A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1978-03-24
Filing date: 1978-12-13
Publication date: 1983-03-03
Also published as: DE2853729A1; JPS54128033A; IT7912425A0; US4221559A; AT352408B; ATA211978A; IT1123963B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Brennen von Pellets auf einem Wanderrost, nach dem die Pellets in einer Vor- und einer Haupttrocknungszo- M ne einer Trocknung, in einer Aufheizzone einem Aufheizen, in einer Brenn- und einer Nachbrennzone einem Brennen sowie in einer ersten und einer zweiten Kühlzone einer Kühlung unterworfen werden, wobei in beiden Kühlzonen durch die Beschickung Kühlluft gedrück! wird, Abluft aus der ersten Kühlzone der Aufheizzone, der Brennzone und der Nachbrennzone zugeleitet wird sowie Abluft aus der zweiten Kühlzone der einen Trocknungszone und Abgase aus der Brenn- und Nachbrennzone der anderen Trocknungszone w zugeführt werden.

Grünpellets aus Erzen und Zuschlagstoffen werden in einer Schicht bestimmter Dicke auf einen Wanderrost aufgetragen und durch einen Ofen gefördert, wo sie in den vier Hauptstufen des Verfahrens getrocknet, aufgeheizt, gebrannt und gekühlt werden. Um den Ablauf des Brennverfahrens wärmcökonomisch möglichst günstig zu gestalten, ist es üblich, den Ofen in mehrere Zonen zu unterteilen, so daö die Prozeßgase getrennt aus den einzelnen Zonen abgesaugt und in anderen weiterverwendet werden können. So ist in der DE-PS 1433339 ein Verfahren beschrieben, nach dem die Pellets sieben Zonen, nämlich eine Vortrocknungszone, eine Haupttrocknungszone, eine Aufheizzone, eine Brennzone, eine Nachbrennzone und eine erste und zweite Kühlzone durchwandern und Abluft aus der ersten Kühlzone für die Aufheiz-, die Brenn und die Nachbrennzone bzw. Abluft aus der zweiten Kühlzone für die Haupttrocknungszone weiterverwendet wird, wobei der heißere Teil der Abgase aus der Brennzone und die heißen Abgase aus der Nachbrennzone direkt der Vortrocknungszone zugeleitet werden. Da die Pellets nun langsam und bei nicht zu hoher Temperatur getrocknet werden sollen, muß dem Gaskreislauf nicht vorgewärmte Frischluft beigemischt werden, was zur Abkühlung der Prozeßgase auf eine gewünschte Temperatur auch an anderen Stellen der Gas-Luftführung notwendig ist Diese Temperaturregelung durch Frischluftzufuhr läßt die beim Brennverfahren umzuwälzende Abgasmenge stark ansteigen, wodurch die Gebläse entsprechend leistungsfähig ausgelegt sein müssen und ach hohe Investitions- und Betriebskosten ergeben. Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens liegt darin, daß ein Teil dieses mit Frischluft versetzten Prozeßgases mit relativ hoher Temperatur ins Freie gelangt, ohne im Prozeß verwendet werden zu können, was einen entsprechenden Wärmeverlust für den Gesamtprozeß bedeutet

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und ein Verfahren der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, daß die einzuspeisende Frischluftmenge reduziert werden kann und eine gesteigerte Auswertung des Wärmegehaltes der Prozeßgase möglich ist

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Abgase aus der Nachbrennzone in einem Abhitzekessel abgekühlt und anschließend zusammen mit den Abgasen aus der Brennzone zu der Haupttrocknungszone weitergeleitet werden. Der Abhitzekessel erlaubt eine Abkühlung der heißen Abgase aus der Nachbrennzone in einem solchen Ausmaß, daß das Mischgas aus dem den Abhitzekessel verlassenden Abgas und dem Abgas aus der Brennzone gerade die Temperatur besitzt, die für die Trocknung der Pellets erforderlich ist Eine Temperaturregelung mit Hilfe von zusätzlicher Frischluft ist daher gar nicht oder nur in sehr geringem Umfange notwendig, wodurch die anfallende Gasmenge klein bleibt und die Gebläse entsprechend schwächer ausgelegt werden können. Darüber hinaus ergibt der Abhitzekessel die Möglichkeit einer verbesserten Ausnutzung der Prozeßwärme, da der im Abhitzekessel erzeugte Dampf beispielsweise zur Schwerölvorwärmung bzw. Olzerstäubung für die Brenner, zur Stromgewinnung oder auch anderweitig verwendet werden kann.

Da nur die Verwertung von Abgasen hoher Temperatur im Abhitzekessel wirtschaftlich ist, werden meist nur die Abgase aus der Nachbrennzone, die ja die heißesten sind, durch den Abhitzekessel geleitet, doch können erfindungsgemäß zusätzlich zu den Abgasen aus der Nachbrennzone auch heiße Abgase aus der Brennzone durch den Abhitzekessel geführt werden, wenn diese heiß genug sind.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Abluft aus der zweiten Kühlzone der Vortrocknungszone und die nach dem Durchströ-

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men des Abhitzekessels mit den Abgasen aus der Brennzone vereinigten Abgase aus der Nachbrennzone der Haupttrocknungszone zugeführt. Per nur schwach erwärmte Luftteil aus der zweiten Kühlzone ist direkt für die Verwendung in der Vortrocknungszone geeignet und wird über diese ins Freie geblasen. Der stärker erwärmte Luftteil aus der zweiten Kühlzone wird in die Aufheizzone, die Brennzone und die Nachbrennzone geleitet, wobei die die Nachbrennzone verlassenden heißen Abgase bzw, der heißeste Teil der aus der Brennzone kommenden Abgase ihre Überschußwärme im Abhitzekessel abgeben, so daß das Mischgas aus den nicht durch den Abhitzekessel geführten und den durch den Abhitzekessel geführten Abgasen die für die Haupttrocknungszone erforderliche Temperatur besitzt Die Zuleitung dieser Mischgase zur Haupttrocknungszone bzw. die Zuleitung der Abluft aus der zweiten Kühlzone in die Vortrocknungszone erfordert die geringsten Temperaturkorrekturen dieser Prozeßgase, so daß ein wärmeökonomisch optimaler Verfahrensablauf ermöglicht ist

Übliche Vorrichtungen zum Brennen von Pellets auf einem Wanderrost weisen unterhalb des Wanderrostes mit Sammelleitungen in Verbindung stehende Windkästen auf und nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nehmen die der Brennbzw. Nachbrennzone zugeordneten Windkästen und Sammelleitungen die Heizflächen des Abhitzekessels auf, wobei diese Heizflächen vorzugsweise innerhalb oder vor deren Auskleidung liegen. Damit kann der Abhitzekessel nicht nur unmittelbar in den vorhandenen Ofen integriert werden, sondern es ergibt sich vor allem auch ein zusätzlicher Schutz der Windkästen und Sammelleitungen vor frühzeitigem thermischem Verschleiß, da die Windkästen und Sammelleitungen bzw. deren Auskleidung, Ausmauerung usw. durch die Heizflächen ja gekühlt und nicht mehr einer so hohen thermischen Belastung wie bisher unterworfen werden.

In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens rein schematisch dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 den Grundaufbau eines Brennofens, und

Fig.2 einen Querschnitt durch den Wanderrost in der Nachbrennzone.

Ein Wanderrost 1 zur Aufnahme einer Schicht von Pellets führt durch die sieben Behandlungszonen des Brennofens, und zwar die Vortrocknungszone 2, die Haupttrocknungszone 3, die Autheizzone 4, die Brennzone 5, die Nachbrennzone 6 sowie die erste Kühlzone 7 und die zweite Kühlzone 8. Um diese Behandlungszonen ausbilden zu können, ist die über dem Wanderrost 1 aufgebaute Ofenhaube 9 durch Trennwände 10 entsprechend unterteilt und unterhalb des Rostes 1 sind vier Windkästen 11, 12, 13, 14 vorgesehen, von denen der Windkasten 11 der Vortrocknungszone 2, der Windkasten 12 der Haupttrocknungs- und Aufheizzone 3, 4, der Windkasten A3 der Brenn- und Nachbrennzone 5,6 und der Windkasten 14 def ersten und zweiten Kühlzone 7, 8 zugeordnet sind. Ofenhaube 9 und Windkästen 11, \2, 13, 14 sind gegenüber dem Wanderrost 1 abgedichtet, so daß sich über und unter dem Wanderrost bzw, der aufgetragenen Pelletsschicht definierte Drücke einstellen und damit die einzelnen Verfahrensschritte steuern lassen. Zur Ausnützung des Wärmegehaltes der heißesten Abgase und

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60 gleichzeitig zu deren Temperaturregelung ist im Windkasten 13 im Bereich der Nachbrennzone ein Abhitzekessel 15 angeordnet, dessen Heizflächen 16, wie in Fig,2 angedeutet, entlang der Wände von Windkasten 13 und mit diesem in Verbindung stehender Sammelleitung 17 liegen. Diese Heizflächen 16 können . innerhalb oder außerhalb der Auskleidung bzw. Ausmauerung vorgesehen werden, kühlen die thermisch am stärksten belasteten Teile und verhindern so einen frühen thermischen Verschleiß.

Beim Brennen der Pellets wird nun über das . Kühlluftgebläse 18 Kühlluft 19 in beiden Kühlzonen 7,8 . von unten nach oben durch den Wanderrost 1 und seine Beschickung gedruckt, wodurch sie sich selbst erwärmt und die Pellets auf die gewünschte Temperatur von ca. . 100— 120⁰C abkühlt Die Abluft 20 aus der zweiten Kühlzone 8, die sich nur schwach erwärmt (250— 300⁰C), gelangt über das Haubenrekuperationsgebläse . 21 in die Vortrocknungszone 2, wo sie ebenfalls von unten nach oben die Pelletsschicht durchströmt, diese trocknet und, auf etwa 50—6O⁰C abgekühlt, vom Abluftgebläse 22 ins Freie geblasen ;.?rd. Die· sich auf ca. . 800—900° C erwärmende Abluft 2o r-us der ersten Kühlzone 7 wird der Aufheizzone, der Brennzone und der Nachbrennzone zugeleitet, wobei sie in der Aufheiz-. und Brennzone 4, 5 zusammen mit den Verbrennungsgasen aus den Brennern 24 und in der brennerlosen . Nachbrennzone allein von oben nach unten durch den . Wanderrost und seine Beschickung strömt Ein Gebläse 25 saugt nun die Abgase 26 aus der Brennzone direkt . und die Abgase 27 aus der Nachbrev;nzone über den . Abhitzekessel 15 aus dem Windkasten 13 ab und drückt . sie in die Haupttrocknungszone 3. Da die Abgase 27 aus der Nachbrennzone und die aus dem Endbereich der ■ Brennzone sehr heiß sind und eine Temperatur von . etwa 550—650°C besitzen, ist ihre Verwertung im Abhitzekessel vorgesehen, wo unter Rückgewinnung der überschüssigen Wärmeenergie die Temperatur dieser Abgase 27 so gesenkt wird, daß das Mischgas aus diesen Abgasen und den nicht durch den Abhitzekessel geführten Abgasen 26 aus der Brennzone, die eine Temperatur von etwa 350—550⁰C aufweisen, die zur Trocknung der Pellets erforderliche Mindesttemperatur von etwa 320⁰C erreicht. Die zur Haupttrocknungszone 3 geführten Mischgase 28 werden von oben nach unten durch die Beschickung des Wanderrostes in den Windkasten 12 gedrückt, von wo sie zusammen mit den Abgasen 29 aus der Aufheizzone, die nur eine Temperatur von 100—350° C besitzen, über das Gebläse 30 in den Kamin 31 gefördert werden.

Auf Grund des Abhitzekessels 15 ist eine Temperaturregelung der heißen Abgase aus der Brennzone und der Nachbrennzone für die Trocknung der Pellets durch Zumischen von Kaltluft überhaupt nicht mehr oder nur in jriiinz geringem Umfang notwendig, so daß der Aufwand für die Gebläse gering gehalten werden kann. Zur eventuell erforderlichen zusätzlichen Druck- und Temperaturbeeinflussung der Prozeßgase sind regelbare Einlaß- und Auslaß- bzw. Überströmorgane 32,33,34 vorgesehen. Wie in Fig. 1 strichpunktiert mit der Zweigleitung 35 jnd der Trennwand 36 angedeutet, könnte die Aufheizzone 4 statt mit Abluft 23 aus der ersten Kühlzone 7 auch mit Mischgas 28 aus der Brenn- und Nachbrennzone beschickt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

U Verfahren zwn Brennen von Pellets auf einem Wanderrost, nach dem die Pellets in einer Vor- und einer Haupttrocknungszone einer Trocknung, in s einer Aufheizzone einem Aufheizen, in einer Brenn- und einer Nacbbrennzone einem Brennen sowie in einer ersten und einer zweiten Kühlzone einer Kühlung unterworfen werden, wobei in beiden Kühlzonen durch die Beschickung Kühlluft gedrückt to wird. Abluft aus der ersten Kühlzone der Aufheizzone, der Brennzone und der Nachbrennzone zugeleitet wird sowie Abluft ans der zweiten Kühlzone der einen Trocknungszone und Abgase aus der Brenn- und Nachbrennzone der anderen Trocknungszone zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase (27) aus der Nachbrennzone (6) in einem Abhitzekessel (15) abgekühlt und anschließend zusammen mit den Abgasen (2S) aus der BrenftSMie (S) zu der Haupttrocknungszone (3) weitergeleitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Abgasen (27) aus der Nachbrennzone (6) auch heiße Abgase (26) aus der Brennzone (5) durch den Abhitzekessel (15) geführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft (20) aus der zweiten Kühlzone (8) der Vortrocknungszone (2) und die nach dem Durchströmen des Abhitzekessels (15) mit den Abgasen (26) aus der Brennzone (5) vereinigten Abgase (27) aus der Nachbrennzone (6) der Haupttrodtnungszom.' (3) zugeführt werden.
4. Vorrichtung zum Oujchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 H > 3, bei der unterhalb des Wanderrostes mit Sammelleitungen in Verbindung stehende Windkästen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die der Brenn- bzw. Nachbrennzone (5,6) zugeordneten Windkästen (13) und Sammelleitungen (17) die Heizflächen (16) des Abhitzekessels (15) aufnehmen, wobei diese Heizflächen vorzugsweise innerhalb oder vor deren Auskleidung liegen.