DE3642163A1 - Verfahren zum brennen von kalk in einem schachtofen - Google Patents
Verfahren zum brennen von kalk in einem schachtofenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum ökonomischen
Brennen von Kalkstein und/oder anderem karbonatischen
Gestein in einem Schachtofen.
Es hat bereits in der Vergangenheit nicht an Versuchen
gefehlt, Kalkstein energiesparend zu brennen, bzw. den
Brennprozeß den jeweiligen Preisänderungen der Brennstoffe
so anzupassen, daß die Energiekosten in einem
erträglichen Rahmen blieben. So waren Preisänderungen
bei den Brennstoffen immer mit Innovationsschüben bei
den Kalköfen verbunden.
Nachdem viele Verbesserungen an den Ofenkonstruktionen
vorgenommen worden waren, ging man auch dazu über,
Abfallstoffe zum Brennen von Kalkstein zu verwenden.
So wird in der DE-OS 27 10 205 empfohlen, in Abhängigkeit
vom Heizwert des einer Müllpyrolyse entstammenden Gases
Brennstoffe mit konstantem Heizwert zuzudosieren.
In der DE-OS 28 30 125 wird die Möglichkeit beschrieben,
feste, zerkleinerte, gasende Abfallstoffe in die
Brennkammern des Schachtofens einzubringen, wobei sich
diese hierin zersetzen und deren energiereiche
Zersetzungsprodukte der Brennzone zugeführt werden.
Auf diese Weise kann ein beträchtlicher Anteil
herkömmlichen Brennstoffes in Form von Gas oder Öl
eingespart werden.
Schließlich wird in der DE-OS 28 12 240 ein Verfahren
zur Herstellung von Branntkalk in einem
Schachtofen beschrieben, bei dem die mit gasförmigem
Brennstoff vermischte Verbrennungsluft vom Austrag her
in den Ofen eingeleitet wird, wobei man das
Brennstoffverhältnis zwischen Festbrennstoff und Brenngas
mit einer so geringen Brenngasmenge steuert, die keine
eigene Gasverbrennungszone entstehen läßt und der
Brennstoffumsatz in der Verbrennungszone zu jedem
Zeitpunkt dem gewünschten Brenngrad des Kalkproduktes
entspricht.
Alle diese vorbeschriebenen Verfahrensänderungen waren
bereits darauf ausgerichtet, mit einem Minimum an
Primärenergie, bzw. sogar unter Verwendung von
Abfallstoffen einen möglichst gleichmäßig gebrannten
Kalk zu erzeugen, wobei jedoch zum Teil ein
beträchtlicher meß- und regeltechnischer Aufwand in
Kauf genommen werden mußte. Ferner ist diesen
Veröffentlichungen zu entnehmen, daß in allen Fällen
ein relativ weich gebrannter, also sehr reaktionsfähiger
Kalk hergestellt wurde, daß es jedoch nicht möglich
ist, hart gebrannten Kalk, wie er für einige
Verwendungszwecke erforderlich ist, herzustellen.
Es bestand daher die Aufgabe, ohne wesentliche Änderung
der Ofenkonstruktion die Möglichkeit zu schaffen, schnell
von festen Brennstoffen auf gasförmige oder flüssige
Brennstoffe zu wechseln, um hierdurch die günstigsten
Brennstoffkosten nützen zu können. Der Brenngrad des
erzeugten Kalkes bzw. dessen Reaktivität darf durch
Verwendung anderer Brennstoffe nicht beeinflußt werden.
Die Lösung der Aufgabe besteht darin, in einem
Schachtofen gleichzeitig feste und gasförmige Brennstoffe
einzusetzen, wobei man den gasförmigen Brennstoff zentral
von unten in den Ofen einführt und den festen Brennstoff
mit dem Kalkstein vermischt dem Ofen von oben aufgibt.
Im allgemeinen werden Kalkschachtöfen entweder mit Gas,
Öl oder Koks befeuert, wobei letzterer zusammen mit
dem Kalkstein-Gemisch der Gicht des Ofens aufgegeben
wird. lm Zuge der "Energiekrisen" bzw. unterschiedlicher
Preise für die gleiche Energiemenge bei unterschiedlichen
Energieträgern, wurden auch gemischt befeuerte Öfen
betrieben. Bei diesen wurde ein Teil der benötigten
Brennenergie über den dem Kalkstein zugemischten Koks
zentral aufgegeben, der restliche Anteil über am Ofen
seitlich angebrachte Brennkammern mit Schweröl gedeckt.
Heutzutage ist nun durch ein verstärktes Gasangebot
infolge des Ausbaues des Leitungsnetzes eine Gasfeuerung
besonders interessant geworden. Im Zusammenhang mit
einem Kalkbrennofen besteht der Vorteil insbesondere
auch darin, weil sich Gasheizungen praktisch
verzögerungsfrei regulieren lassen.
Diese Möglichkeiten nutzt nun das erfindungsgemäße
Verfahren, indem nur ein Teil der Brennenergie in Form
von Festbrennstoff, der Rest als gasförmiger Brennstoff,
dem Ofen zugeführt wird. Bevorzugt wird das Verhältnis
so eingestellt, daß die aus dem Festbrennstoff gelieferte
Energiemenge 10 bis 50% der gesamten benötigten
Energiemenge beträgt.
Ein optimal gebrannter Kalk wird dann erhalten, wenn
der gasförmige Brennstoff über eine Lanze dem Ofen bzw.
der Möllerschüttung zugeführt wird. Diese sollte zentral
von unten durch den Ofenzylinder in die Möllerschüttung
eingeführt werden und an einer Stelle enden, die etwa
1 bis 2 Ofendurchmessern entspricht. Sollte es sich als
notwendig erweisen oder als zweckmäßig herausstellen,
kann ein Teil des gasförmigen Brennstoffes auch über
seitlich angebrachte Brenner dem Ofen zugeführt werden.
Anstelle von Gas kann die Brennenergie auch aus
Flüssigbrennstoff, wie Leicht- oder Schweröl, erzeugt werden.
Als Brenngas wird Erdgas bevorzugt, es können aber auch,
entsprechender Energieinhalt vorausgesetzt, Synthesegase
mit Gehalten an Kohlenmonoxid oder Flüssiggas verwendet
werden. In jedem Fall wird das Brennstoff/Luft-
Verhältnis so eingestellt, daß man dem Gasbrenner Luft
in unterstöchiometrischer Menge zuführt. Die fehlende
Luftmenge wird dem Ofen als Kühlluft zugeführt.
Als Festbrennstoffe werden Koks, Anthrazit, Steinkohle,
Pechkohle, Flammkohle oder Gasflammkohle verwendet.
Der Festbrennstoff sollte dem Kalkstein in einem
Gewichtsverhältnis von 0,02 bis 0,1 zu 1 zugegeben werden.
Kalkstein und Festbrennstoff werden vermischt und
dem Ofen als Möller über die Gicht aufgegeben.
Bevorzugt wird die Aufgabe von Kalkstein und Festbrennstoff
so gesteuert, daß der Festbrennstoff dem Kalkstein in
der Weise zugemischt wird, daß der Festbrennstoff in
einer äußeren Ringzone mit dem Kalkstein vermischt in
die Brennzone des Ofens gelangt. Diese Ringzone überdeckt
etwa 20 bis 50% der gesamten Querschnittsfläche des
Schachtofens. Sie enthält etwa 50 bis 75%, bevorzugt
etwa 65%, des Festbrennstoffes. Der Rest des
Festbrennstoffes ist auf den übrigen Querschnitt des
Ofens verteilt. Man kann die Kohlenaufgabe auch so steuern,
daß die Konzentration an Festbrennstoff von der
Ofenaußenseite nach dem Ofenzentrum hin kontinuierlich
abnimmt.
Bevorzugt wird dieses Verfahren angewendet, um hart
gebrannten Kalk herzustellen, der einen besonders hohen
Aufwand an Brennenergie erfordert. Hierbei war es
überraschend festzustellen, daß auf diese Weise die
Herstellung hartgebrannten Kalkes mit weniger Festbrennstoff
und damit wirtschaftlicher durchgeführt werden kann
als bisher.
Das erfindungsgemäße Verfahren widerlegt auch die bisher
als allgemein gültig angesehene Auffassung, daß bei
Umstellung von festen auf gasförmige Brennstoffe eine
Erhöhung der Reaktivität des Kalkes die Folge ist, da
bei erheblichen Ersatz des festen Brennstoffes durch
Gas ein praktisch unveränderter Brenngrad eingestellt
werden kann. Im übrigen ist das Verfahren so flexibel,
daß man durch entsprechende Ofenführung, entsprechende
Zusammensetzung der Kalksteinkörnungen und entsprechenden
Brennstoffeinsatz ein weites Spektrum verschieden
reaktiver Kalksorten herstellen kann.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, daß man schnell auf Preisänderungen des
Brennstoffmarktes reagieren kann. Ohne großen technischen
Aufwand kann der Kalkschachtofen schnell wieder auf
konventionellen Betrieb umgeschaltet werden.
Das Verfahren ist auch anwendbar bei Anlagen, die
beispielsweise der Zucker- oder Sodafabrikation
entstammenden kohlensauren Kalk einsetzen.
Durch gezielte Steuerung des Verhältnisses von Gas zu
Festbrennstoff ist es auch möglich, den Kohlendioxidgehalt
des Abgases zu beeinflussen: Höherer Einsatz von
Festbrennstoff führt zu höheren Kohlendioxidgehalten
im Abgas; durch verstärkten Einsatz von beispielsweise
Erdgas wird der Kohlendioxidgehalt des Abgases reduziert.
Anhand nachfolgender Beispiele wird das
erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert.
Ein Standard-Schachtofen mit einem Schachtdurchmesser
von 4 Metern wird in üblicher Weise mit 80% Brechkoks
der Körnung 40-60 mm, 20% Anthrazit der Körnung
5-20 mm und hochprozentigem Kalkstein der Körnung
120-180 mm beschickt und in üblicher Weise betrieben.
Der Wärmeaufwand beträgt 890 kcal/kg Kalk. Die
Restkohlensäure beträgt 1,8% und die Reaktivität
ausgedrückt durch den t u 60-Wert=18 Minuten; dies
bedeutet bereits leichten Hartbrand.
In einem Schachtofen gleicher Abmessungen wie in
Beispiel 1 beschrieben, wird Kalkstein derselben Körnung
aufgegeben und in bekannter Weise mittels peripheren
Brennern und einem Zentralbrenner Erdgas eingeleitet
und der Ofen wie üblich betrieben.
Bei einem Wärmeverbrauch von 1080 kcal/kg resultiert
ein Kalk von 1,5% Restkohlensäure und einem t u 60-
Wert von 4 Minuten. Dieser so hergestellte Kalk ist
also sehr reaktiv.
In einem Schachtofen gleicher Abmessungen wird -
erfindungsgemäß durch einen Zentralbrenner von unten -
70% der zum Kalkbrennen erforderlichen Energiemenge
in Form von Erdgas aufgegeben.
30% der Brennenergie werden durch ein Koks-/
Anthrazitgemisch, wie in Beispiel 1 beschrieben,
gedeckt, das vor der Aufgabe über die Gicht mit dem
Kalkstein so vermischt wird, daß der äußere Ring
(20-50% der gesamten Querschnittsfläche) etwa
65% des Kokses erhält, während der kleinere Teil
auf den übrigen Querschnitt des Ofens gleichmäßig
verteilt wird.
Bei einem Wärmeverbrauch von 1010 kcal/kg resultiert
ein Kalk von 1,6% Restkohlensäure und einer
Reaktivität von t u 60-Wert=15 Minuten.
Der relativ hart gebrannte Kalk entspricht den an ihn
gestellten Qualitätsansprüchen, z. B. beim Einsatz in
der Eisen- und Stahlindustrie.
Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu einer erheblichen
Kostensenkung bei der derzeitigen Preissituation für
feste und gasförmige Brennstoffe. Nach der im Beispiel 3
genannten Verfahrensweise betragen die Brennstoffkosten
lediglich 71%, verglichen mit dem in Beispiel 1
genannten Verfahren.
Claims (12)
1. Verfahren zur Herstellung von Kalk mit einstellbarem
Brenngrad in einem Schachtofen durch Einsatz von
gasförmigen und festen Brennstoffen, dadurch
gekennzeichnet, daß man gasförmigen Brennstoff zentral
von unten in den Ofen einführt und festen Brennstoff
mit Kalkstein vermischt dem Ofen von oben aufgibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man das Gas mittels einer Lanze zentral von unten
an einer Stelle, die dem 1- bis 2-fachen des
Ofendurchmessers entspricht, in den Möller einführt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß man dem Gasbrenner Luft im
Unterschuß zugibt.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß sich das Verhältnis der
Brennenergie aus dem Festbrennstoff zu der aus dem
gasförmigen Brennstoff in den Grenzen von 10:90
bis 50:50 bewegt.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß man zusätzlich gasförmige
Brennstoffe seitlich in den Ofen einführt.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß man den Festbrennstoff im
Verhältnis zum Kalkstein wie 0,02:1 bis 0,1:1
Gewichtsteilen mischt.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß man den Festbrennstoff dem
Kalkstein in einer äußeren Ringzone zumischt.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß man 50 bis 75% des
Festbrennstoffes dem Kalkstein in einer Ringzone
zumischt, den Rest auf den übrigen Querschnitt des
Ofens verteilt.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß man als gasförmigen Brennstoff
Erdgas verwendet.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß man als Festbrennstoff Koks
einsetzt.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß man als Festbrennstoff Anthrazit
einsetzt.
12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß man durch Wahl des Verhältnisses
Festbrennstoff zu gasförmigen Brennstoff den
Kohlendioxidgehalt des Abgases beeinflußt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863642163 DE3642163A1 (de) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | Verfahren zum brennen von kalk in einem schachtofen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863642163 DE3642163A1 (de) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | Verfahren zum brennen von kalk in einem schachtofen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3642163A1 true DE3642163A1 (de) | 1988-06-23 |
DE3642163C2 DE3642163C2 (de) | 1991-03-07 |
Family
ID=6315877
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863642163 Granted DE3642163A1 (de) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | Verfahren zum brennen von kalk in einem schachtofen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3642163A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT402101B (de) * | 1992-12-24 | 1997-02-25 | Sueddeutsche Kalkstickstoff | Brenner, insbesondere für einen schachtofen |
CN104058604A (zh) * | 2013-03-20 | 2014-09-24 | 佘园园 | 一种多燃料环梁式石灰窑 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2710205A1 (de) * | 1977-03-09 | 1978-09-14 | Sueddeutsche Kalkstickstoff | Verfahren zum brennen von kalk in einem schachtofen mit umwaelzgassystem |
DE2812240A1 (de) * | 1978-03-21 | 1979-10-04 | Sueddeutsche Kalkstickstoff | Verfahren zur herstellung von branntkalk |
DE2830125A1 (de) * | 1978-07-08 | 1980-01-17 | Sueddeutsche Kalkstickstoff | Verfahren zum brennen von kalkstein |
DE2834862C2 (de) * | 1978-08-09 | 1982-04-29 | Johann Schaefer Kalkwerke, 6252 Diez | Verfahren und Schachtofen zum Brennen von Kalk,Zement oder anderen stückigen Schüttgütern |
-
1986
- 1986-12-10 DE DE19863642163 patent/DE3642163A1/de active Granted
Patent Citations (4)
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Publication number | Publication date |
---|---|
DE3642163C2 (de) | 1991-03-07 |
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D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8366 | Restricted maintained after opposition proceedings | ||
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D4 | Patent maintained restricted | ||
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: RHEINKALK HOLDING GMBH, 42489 WUELFRATH, DE |