DE4116300A1 - Verfahren und schraegschachtofen zum brennen von stueckigen oder koernigen schuettguetern, wie kalkstein, dolomit oder sonstigen karbonatischen gesteinen - Google Patents
Verfahren und schraegschachtofen zum brennen von stueckigen oder koernigen schuettguetern, wie kalkstein, dolomit oder sonstigen karbonatischen gesteinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen
Schrägschachtofen zum Brennen von stückigen oder
körnigen Schüttgütern, wie Kalkstein, Dolomit oder
sonstigen karbonatischen Gesteinen.
Schrägschachtöfen wurden entwickelt, um kleinstückiges
oder körniges Brenngut mittels Öl, Gas oder Kohlenstaub
in der Form zu brennen, daß diese Brennstoffe von außen
über durch eine bestimmte Formgebung des Ofens sich
bildende Brennräume eingebracht werden. Hierbei hat
sich jedoch gezeigt, daß z. B. bei
Doppelschrägschachtöfen mit zwei Brennebenen bei der
vorgegebenen Leistung die für die Entsäuerung benötigte
Wärme von den Brennkammern wegen Überhitzung des
Brennraumes nicht aufgenommen werden kann. Aus diesem
Grund ist es erforderlich, daß ein Teil der benötigten
Wärme durch Festbrennstoffe, vorzugsweise Koks,
zusammen mit dem Brenngut im Ofen aufgegeben wird.
Dieser Festbrennstoffanteil liegt im Minimum bei
ca. 22% und im Maximum bei ca. 50%, bezogen auf den
zugeführten Wärmeeinsatz.
Allgemein sind diese Öfen als Saugzugöfen ausgebildet,
d. h., die Ansaugung der Verbrennungsluft erfolgt im
unteren Ofenteil über die Austragung. Von dieser Luft
wird der größere Teil am Ende der Kühlzone mittels
eines Heißluftventilators abgezogen, während der
restliche Teil mittels des Abgasventilators durch die
Ofenschüttung gesaugt wird.
Bedingt durch die diesem Ofen eigene Austragsart des
Schüttgutes wird das Brennprodukt im Kühlzonenbereich
strähnenförmig ausgetragen und durch die damit
verbundene örtlich höhere Geschwindigkeit nicht die
gewünschte Kühlung erreicht. Dieses erfordert einen
höheren Kühlluftdurchsatz. Damit wird die
Wärmewirtschaftlichkeit des Ofens verschlechtert.
Ferner bewirkt diese Luft, die auf der Materialböschung
der unteren Brennebene austritt, eine sofortige Kühlung
der dem Stein hier zugeführten Wärme.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die
vorstehend beschriebenen Verfahren weiter zu
entwickeln, so daß beim Brennen von stückigen
Schüttgütern, wie Kalkstein, Dolomit oder sonstigen
karbonatischen Gesteinen, eine Verbesserung der
Entsäuerung, d. h. der Qualität des Brennproduktes
sowie eine Reduzierung des spezifischen Wärmeaufwandes
erreicht wird, sowie einen Ofen vorzusehen, in dem das
Verfahren in vorteilhafter Weise durchgeführt werden
kann.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1
und den Schrägschachtofen gemäß Anspruch 7 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen aufgeführt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Bereich
des Ofens zwischen der unteren Brennebene und dem
Beginn der Kühlzone nicht mit Kühl- bzw.
Verbrennungsluft durchströmt. Dafür ist es
erforderlich, daß der Ofendruck im Bereich der
Heißluftabsaugung so eingeregelt wird, daß der
Unterdruck am Ofenaustritt der Heißgasabsaugung gleich
dem Unterdruck der unteren Brennzone ist, d. h. daß
kein Druckgefälle zwischen dem unteren Brennraum und
der Heißluftabsaugung entsteht. Dem Produkt wird damit
die Möglichkeit gegeben, die in der unteren Brennebene
angenommene Temperatur, die erheblich über der
Dissoziationstemperatur liegt, für die Nachentsäuerung
zu nutzen. Hierfür stehen im allgemeinen mehrere
Stunden zur Verfügung, bevor das wärmemäßig behandelte
Gut die Zone der Kühlung erreicht. Dadurch wird die
Dissoziationszeit erheblich verlängert, d. h.
Verbesserung der Entsäuerung und Reduzierung des
spezifischen Wärmeaufwandes.
Nach der bisherigen Handhabung in der Luftführung zum
Ofen wurde so verfahren, daß die für den Festbrennstoff
benötigte Luft sowohl über den Ofenschacht als auch
über die Brenner geleitet wurde. Dieses führte zu einem
unerwünscht höheren Luftüberschuß für die Brenner,
wodurch die Flammentemperatur erheblich gesenkt wurde,
was sich negativ auf das Brennprodukt auswirkte.
Ein bevorzugtes Merkmal der Erfindung besteht deshalb
darin, daß die für die Verbrennung benötigte Luft,
geregelt über ein Gebläse, oberhalb jeder der
Austragsschleusen in den unteren Bereich der Kühlzone
eingeführt wird, im oberen Teil der Kühlzone abgesaugt
und zusammen mit den über die Brenner eingebrachten
Brennstoffe in die Brennräume geleitet wird. Die für
den Festbrennstoff benötigte Verbrennungsluft wird
getrennt und geregelt oberhalb der Brenner durch
gesonderte Öffnungen eingeleitet.
Ein anderes bevorzugtes Merkmal der Erfindung besteht
in der Ableitung eventuell vorhandener überschüssiger
Kühlluft an der Brenn- und Nachentsäuerungszone vorbei,
direkt in den nicht von Abgasen beaufschlagten Teil der
Vorwärmzone. Hier wird die ca. 600-650°C heiße
Kühlluft zunächst im Gleichstrom zur Schüttgutbewegung
auf die kalte Oberfläche des zu behandelnden Produktes
geleitet, gibt dort die Wärme ab und vereinigt sich
anschließend mit dem normalen Ofenabgasstrom.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es auch
möglich, einen Teil der Verbrennungsgase der unteren
Brennebene im Gleichstrom zur Schüttgutbewegung zu
ziehen, um den Wärmeverlust durch die Nachdissoziation
und die Ofenwandverluste zu kompensieren.
In der bisherigen Praxis hat sich bei diesem Ofensystem
gezeigt, daß sich bei der Luftabsaugung oberhalb der
Kühlzone eine bevorzugte Durchströmungsrichtung
einstellt. Dies beruht auf einer einseitigen
schlierenförmigen Setzbewegung des zu behandelnden
Gutes in diesem Ofenbereich.
Ein besonders bevorzugtes Merkmal des erfindungsgemäßen
Verfahrens besteht deshalb darin, daß die
Heißluftabsaugung am Beginn der Kühlzone wechselseitig
zum Ofen und damit mit doppelter
Strömungsgeschwindigkeit erfolgt. Hierbei hat sich
aufgrund von Messungen herausgestellt, daß die
Umschaltsteuerung am günstigsten zwischen 10 und
30 min, vorzugsweise jedoch bei 15 min, liegen
sollte. Als weitere Regelgröße für die Schaltung kann
jedoch auch die wechselseitig gemessene
Heißgastemperatur gewählt werden.
Ein anderes Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, daß bei Überschreitung einer
vorgegebenen Heißlufttemperatur geregelt so viel
Frischluft über eine Regelklappe dem Heißluftstrom
zugeführt wird, bis die zulässige Temperatur wieder
erreicht oder unterschritten wird. Dadurch wird eine
thermische Überlastung des für den Transport der heißen
Verbrennungsluft benötigten Ventilators verhindert.
Da der Druckverlust im Ofen abhängig ist vom Aufgabegut
und vom möglichen Zerfall durch die thermische
Behandlung, sind zur automatischen Konstanthaltung der
Ofendruckwerte die hierfür benötigten Gebläse, wie
Kühlluft-, Heißluft- und Abgasgebläse, gemäß eines
weiteren Merkmals des erfindungsgemäßen Verfahrens
regelbar vorgesehen. Diese Regelung ist nicht unbedingt
für den Kühlluftventilator erforderlich, jedoch
zweckmäßig, da damit jederzeit bei unregelmäßigem
Ofengang, beispielweise zuhohen Austragstemperaturen,
über Thermofühler gesteuert die Kühlluft entsprechend
verändert werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch einen
Schrägschachtofen gelöst, in dem das erfindungsgemäße
Verfahren in vorteilhafter Weise durchgeführt werden
kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Schrägschachtofen ist
zwischen der Brennzone und der Kühlzone eine
Nachentsäuerungszone angeordnet. Durch die
Ofendruckeinstellung wird mit dieser
Nachentsäuerungszone ein Bereich geschaffen, der nicht
von Luft durchströmt wird. Dadurch wird eine
wesentliche Verbesserung der Entsäuerung des Produktes
und eine Senkung des spezifischen Wärmeaufwandes
erreicht.
Ein bevorzugtes Merkmal des Schrägschachtofens ist die
gesteuerte Kühlluftzuführung über dem
Ofenaustragsbereich. In einem rechteckigen Schachtofen,
wie beispielsweise der Schrägschachtofen, können durch
Ansatzbildung im Schacht ungleichmäßige Schüttgutströme
entstehen, die bei unveränderter Durchsatzleistung zu
unterschiedlich erhöhten Austragstemperaturen führen.
Um dieses zu vermeiden, erhält jede Austragsschleuse
über die Regelklappe eine geregelte Kühlluftzufuhr, die
manuell oder über Thermofühler eingestellt werden kann.
Ein anderes bevorzugtes Merkmal des Schrägschachtofens
besteht darin, daß im oberen Bereich der Kühlzone in
den Absaugleitungen Regelklappen mit um 90°
gegeneinander versetzter Klappenstellung, angeordnet
sind und durch ein Stellgerät betätigt werden können.
Dadurch wird eine wechselseitige Kühlluftabsaugung,
d. h. mit doppelter Strömungsgeschwindigkeit erreicht.
Ein anderes Merkmal des Schrägschachtofens besteht
darin, daß die für die Festbrennstoffverbrennung
benötigte Luft durch oberhalb der Brenner angeordnete
Öffnungen in die Brennkammern gelangt. Die
Positionierung wurde so gewählt, daß diese Luft direkt
unterhalb des Bogengewölbes eingeleitet wird und
dadurch dieses vor einer überhöhten Wärmebeanspruchung
schützt. Diese Anordnung erlaubt ferner einen höheren
Brennstoffeinsatz zugunsten des über die Brenner
eingesetzten Brennstoffes und damit eine
Produktverbesserung aufgrund eines reduzierten
Ascheanteiles.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines
Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der
Zeichnung ist in Fig. 1 schematisch ein
Schrägschachtofen zur Durchführung des geschilderten
Verfahrens nach der Erfindung dargestellt.
Der Schrägschachtofen ist in fünf Bereiche unterteilt,
der Vorwärmzone A, der Brennzone B, der
Nachentsäuerungszone C, der Kühlzone D und dem
Schleusenaustrag E. Beschickt wird der Ofen über die
Gichtglocke 1 mit dem wärmemäßig zu behandelnden
Produkt und einem zugemischten Festbrennstoffanteil.
Die zusätzlich erforderliche und variable Restwärme
wird in die untere 2 und obere 3 Brennkammer
eingeführt. Nach dem erfolgten Durchlauf des
Schüttgutes mit zwischenzeitlicher thermischer
Behandlung wird das Fertigprodukt mittels einer
Stößelbewegung 4 über Doppelschleusen 5 ausgetragen.
Die für die Verbrennung benötigte Luft wird geregelt
über Gebläse 6 oberhalb jeder der Schleusen 5 in dem
unteren Bereich der Kühlzone D eingeführt, im oberen
Teil des Kühlschachtes mittels Gebläse 7 abgesaugt und
zusammen mit den über die Brenner 8 und 9 eingebrachten
Brennstoffen in die Brennräume 2 und 3 geleitet.
Um eine gleichmäßige Kühlung des Austragproduktes zu
erhalten erfolgt die Absaugung aus dem Kühlschacht
wechselseitig durch das jeweilige Schließen bzw. Öffnen
der Absperrklappen 10 und 11. Die für die
Festbrennstoffverbrennung benötigte Luft wird ebenfalls
über Gebläse 7 gesaugt und geregelt oberhalb der
Brenner 8 und 9 durch gesonderte Öffnungen 12 und 13
dem Ofen zugeführt.
Bei temperaturmäßiger Überschreitung der Grenzbelastung
des Gebläses 7 wird über Regelklappe 14 die Brenn- und
Vorwärmzone umgangen und die Überschußluft über
Leitung 15 mit Regelklappe 16 die Heißluft auf die
kalte Steinschüttung geführt. Luft- und
Verbrennungsgase verlassen über das ebenfalls regelbare
Abgasgebläse 17 den Ofen.
Claims (7)
1. Verfahren zum Brennen von stückigen oder körnigen
Schüttgütern, wie Kalkstein, Dolomit oder sonstigen
karbonatischen Gesteinen, dadurch gekennzeichnet,
daß
- - eine zwischen der Brennzone (B) und der Kühlzone (D) befindliche, Nachentsäuerungszone (C) nicht von Luft durchströmt wird, wobei,
- - der Ofendruck im Bereich der Heißluftabsaugung so eingeregelt wird, daß der Unterdruck am Ofenaustritt der Heißgasabsaugung gleich ist dem Unterdruck der unteren Brennzone (B).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß
- - die für die Verbrennung benötigte Luft geregelt über ein Gebläse (6) oberhalb jeder der Austragsschleusen (5) in den unteren Bereich der Kühlzone (D) eingeführt wird,
- - im oberen Teil der Kühlzone (D) mittels Gebläse (7) abgesaugt und zusammen mit den über die Brenner (8) und (9) eingebrachten Brennstoffen in die Brennräume (2) und (3) geleitet wird und
- - die für den Festbrennstoff benötigte Sekundärverbrennungsluft oberhalb der Brenner (8) und (9) durch die Öffnungen (12) und (13) eingeleitet wird und
- - die für die Verbrennung nicht benötigte heiße Kühlluft (Überschußluft) an der Nachentsäuerungszone (C) und Brennzone (B) vorbei im Gleichstrom auf das zu behandelnde Produkt geleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Teil der Verbrennungsgase
der unteren Brennzone (B) im Gleichstrom zur
Schüttgutbewegung gezogen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Heißluftabsaugung am Beginn
der Kühlzone (D) wechselseitig zum Ofen in einem
bestimmten Zeittakt, vorzugsweise zwischen 10 und
30 min, oder durch Vorgabe einer Grenztemperatur
erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß bei Überschreitung einer
vorgegebenen Heißlufttemperatur geregelt soviel
Frischluft über die Regelklappe (14) auf die
Heißluftventilatoren (7) zugeführt wird, daß die
gewünschte Temperatur konstant gehalten wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß Kühlluftgebläse (6),
Heißluftgebläse (7) und Abgasgebläse (17) regelbar
sind.
7. Schrägschachtofen zum Brennen von stückigen oder
körnigen Schüttgütern, wie Kalkstein, Dolomit oder
sonstigen karbonatischen Gesteinen, dadurch
gekennzeichnet, daß
- - zwischen der Brennzone (B) und der Kühlzone (D) eine Nachentsäuerungszone (C) angeordnet ist,
- - sich unterhalb jeder der Austragsschleusen (5) ein Kühlluftgebläse (6) befindet,
- - im oberen Bereich der Kühlzone (D) in den Absaugleitungen Regelklappen (10) und (11) mit um 90° gegeneinander versetzter Klappenstellung aufweisen, angeordnet sind und durch ein Stellgerät betätigt werden und
- - die für die Feststoffverbrennung benötigte Luft durch oberhalb der Brenner (8) und (9) angeordnete Öffnungen (12) und (13) in die Brennkammern (2) und (3) gelangen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19914116300 DE4116300A1 (de) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | Verfahren und schraegschachtofen zum brennen von stueckigen oder koernigen schuettguetern, wie kalkstein, dolomit oder sonstigen karbonatischen gesteinen |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19914116300 DE4116300A1 (de) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | Verfahren und schraegschachtofen zum brennen von stueckigen oder koernigen schuettguetern, wie kalkstein, dolomit oder sonstigen karbonatischen gesteinen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4116300A1 true DE4116300A1 (de) | 1992-11-19 |
DE4116300C2 DE4116300C2 (de) | 1993-08-05 |
Family
ID=6431943
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19914116300 Granted DE4116300A1 (de) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | Verfahren und schraegschachtofen zum brennen von stueckigen oder koernigen schuettguetern, wie kalkstein, dolomit oder sonstigen karbonatischen gesteinen |
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