DE1260085B

DE1260085B - Process for burning minerals in the rotary kiln according to the direct current principle

Info

Publication number: DE1260085B
Application number: DE1964R0037019
Authority: DE
Inventors: Herbert Kitzrow
Original assignee: Rheinische Kalksteinwerke GmbH
Current assignee: Rheinische Kalksteinwerke GmbH
Priority date: 1964-01-21
Filing date: 1964-01-21
Publication date: 1968-02-01

Description

Verfahren zum Brennen von Mineralien im Drehrohrofen nach dem Gleichstromprinzip Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Brennen von Mineralien, insbesondere zum Entsäuern von Karbonaten, im Drehrohrofen nach dem Gleichstromprinzip, wobei fühlbare Wärme der Ofenabgase rekuperativ an die Verbrennungsluft abge-,-eben wird.Process for burning minerals in a rotary kiln using the direct current principle The present invention relates to a method for burning minerals, in particular for deacidification of carbonates, in the rotary kiln according to the direct current principle, whereby sensible heat from the furnace exhaust gases is recuperatively transferred to the combustion air.

Das Brennen von Mineralien und auch des Entsäuern von Karbonaten im Drehrohrofen nach dem Gleichstromprinzip ist seit langem bekannt. Dieses Brennprinzip bietet insbesondere für das Entsäuern von Karbonaten viele Vorteile. Man strebt beim Brennen von Kalk ein möglichst reaktionsfähiges, d. h. weichgebranntes Produkt an. überbrannter Kalk, welcher zu hoch oder zu lange im Brennofen erhitzt wurde, ist reaktionsträger und löscht schwer ab. Beim Weichbrennen ist jedoch darauf zu achten, daß der Rohstein auch im Innern vollkommen entsäuert ist. Dieses Ziel läßt sich bei Schachtöfen weitgehend erreichen, jedoch sind Schachtöfen aus technischen Gründen nur für relativ grobstückiges Gut geeignet.The burning of minerals and also the deacidification of carbonates in the rotary kiln according to the direct current principle has been known for a long time. This combustion principle offers many advantages, especially for the deacidification of carbonates. When burning lime, one strives to be as reactive as possible, i. H. soft burned product. Over-burnt lime, which has been heated too high or too long in the kiln, is less reactive and is difficult to extinguish. When soft firing, however, it is important to ensure that the raw stone is completely deacidified inside. This goal can largely be achieved with shaft furnaces, but shaft furnaces are only suitable for relatively coarse material for technical reasons.

Bei Drelirohröfen, die nach dem Gegenstromprinzip arbeiten, wird das Brenngut auf seinem Weg durch den Ofen durch die entgegenströmenden heißen Verbrennungsgase erwärmt und entsäuert. Dabei muß das Gut die heißeste Zone des Ofens gegen Ende des Entsäuerungsvorganges passieren. Nach diesem Verfahren wird daher in einfacher Weise die fühlbare Wärme der Verbrennungsgase weitgehend ausgenutzt, jedoch kann das Gut, wenn es die Flammenzone durchwandert, leicht überbrannt werden, da die äußeren bereits gebrannten Schichten der Körnungen eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen.In the case of Dreli-tube furnaces that work according to the countercurrent principle, this is the case The material to be fired on its way through the furnace through the hot combustion gases flowing in the opposite direction heated and deacidified. The material must be in the hottest zone of the furnace towards the end of the deacidification process happen. Following this procedure will therefore be easier Way, the sensible heat of the combustion gases is largely exploited, however the good, when it passes through the flame zone, is easily overburned as the outer already fired layers of the grains have a low thermal conductivity exhibit.

Nach dem Gleichstromprinzip tritt dagegen das gegebenenfalls vorerwärmte Gut direkt in die heißeste Zone des Ofens ein, wird dort hoch erhitzt und entsäuert anschließend bei der Wanderuno, durch das Drehrohr. Der Wärmebedarf während der Entsäuerung wird durch die heißen Flammengase aufrechterhalten. Da das Gut nun beim Eintritt in die heiße Zone noch nicht entsäuert ist, kann es auf Grund der höheren Wärmeleitfähigkeit des Rohsteines das Wärmeangebot durch die Flamme aufnehmen, ohne daß es zu einem überbrennen der äußeren Schichten der Körnungen kommt. Nach der Entsäuerung am Ofenende kann ebenfalls kein überbrennen auftreten, weil die im Gleichstrom geführten Verbrennungsgase ihre fühlbare Wärme inzwischen zur Aufrechterhaltune, der Entsäuerungstemperatur an das Gut abgegeben haben.According to the direct current principle, on the other hand, the possibly preheated one occurs Well directly into the hottest zone of the oven, where it is heated up and deacidified then at Wanderuno, through the rotary kiln. The heat demand during Deacidification is maintained by the hot flame gases. Since the good is now at Entry into the hot zone is not yet deacidified, it can be due to the higher Thermal conductivity of the rough stone absorb the heat offered by the flame without that there is an overburning of the outer layers of the grains. After Deacidification at the end of the furnace also prevents overburning because it is carried out in direct current led combustion gases to maintain their sensible heat in the meantime, the deacidification temperature have transferred to the goods.

Nachteilig bei dem Gleichstrombrennprinzip ist jedoch, daß wesentlich höhere Abgastemperaturen C auftreten. Es sind daher eine Reihe von Verfahren bekanntgeworden, welche auf eine wirtschaftliche Betriebsweise des Brennens im Gleichstrom abzielen. Nach diesen Vorschlägen wird das Abgas ausnahmslos zur Vorwärmung des Gutes herangezogen und die notwendige Verbrennungsluft dem Gutkühler, der teilweise auch der Nachentsäuerung dient, gegebenenfalls über Rekuperatoren entnommen. Die Vorwärmung mit Abgas wird teilweise auch im Gleichstrom vorgenommen.The disadvantage of the direct current combustion principle, however, is that significantly higher exhaust gas temperatures C occur. A number of methods have therefore become known which aim at an economical operation of the burning in direct current. According to these proposals, the exhaust gas is used without exception to preheat the goods and the necessary combustion air is taken from the goods cooler, which in some cases also serves for post-deacidification, if necessary via recuperators. The preheating with exhaust gas is partly carried out in direct current.

Diese bekannten Verfahrensweisen sind jedoch nachteilig und können nicht zu einer weitgehenden Ausnutzung der Abgaswärme führen, weil das Abgas beispielsweise bei Brennen von Kalkstein mit Temperat,uren von etwa 900' C und in Mengen von etwa 225 Nmz/kg Kalk anfällt, während die Kühlluft eine Temperatur von 600' C aufweist und 1,7 Nm3/kg Kalk ausmacht. Es ist hieraus erkennbar, daß die im Abgas zur Verfügung stehende Wärmemenge weitaus größer ist, als zur Vorwärmung des Brenngutes benötigt wird.However, these known procedures are disadvantageous and cannot lead to extensive utilization of the exhaust gas heat, because the exhaust gas is obtained, for example, when burning limestone with a temperature of about 900 ° C and in amounts of about 225 Nmz / kg lime, while the cooling air has a Has a temperature of 600 ° C and makes up 1.7 Nm3 / kg of lime. It can be seen from this that the amount of heat available in the exhaust gas is far greater than is required to preheat the material to be burned.

Für ein erfolgreiches Betreiben eines Gleichstrom-Drehrohrofens ist es jedoch wesentlich vorteilhafter, eine möolichst heiße Brennerflamme zu erzeugen. Dabei ist darauf zu achten, daß möglichst wenig Staub im Kreislauf geführt wird, Die vorliegende Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannten Verfahren bei gleichzeitig energiesparender Arbeitsweise. Sie besteht darin, daß praktisch die gesamte Abwärme rekuperativ zur Erwärmung der Verbrennungsluft ausgenutzt wird und nur ein Überschuß rekuperativ gewonnener Wärme zur Vorwärmung dient, während die Vorwärmung im wesentlichen durch die erwärmte Kühlluft aus dem Brenngutkühler erfolgt.For the successful operation of a direct current rotary kiln, However, it is much more advantageous to generate a burner flame that is as hot as possible. It is important to ensure that as little dust as possible is circulated, The present invention avoids the disadvantages of the known methods at the same time energy-saving way of working. It consists in practically all of the waste heat is used recuperatively to heat the combustion air and only an excess Recuperative heat is used for preheating, while the preheating is essentially takes place through the heated cooling air from the firing cooler.

Es ist zwar an sich bekannt, Wärme rekuperativ zu gewinnen, und es ist ferner bekannt, bei einem geteilten Drehrohrofen mit einem Teil der Abgaswärine rekuperativ heiße Verbrennungsluft zu gewinnen; jedoch wurde diese Methode bei einem nach dem Gegenstromprinzip arbeitenden Drehrohrofen benutzt. Auch kann bei dem Gleichstromprinzip die rekuperative Erwärmung, der Verbrennungsluft allein nicht zum Ziel führen.It is known per se to obtain heat recuperatively, and it does is also known in a split rotary kiln with part of the exhaust heat recuperative to obtain hot combustion air; however, this method was used one after the other Countercurrent rotary kiln used. Can also use the direct current principle the recuperative heating of the combustion air alone does not lead to the goal.

, gemäß ist es weiterhin vorteilhaft, der Erfindungsg rekuperativ erwärmten Verbreunungsluft zur Regelunc, der Flamme heiße Abgase zuzumischen. Hierdurch wird der Sauerstoffgehalt der Verbrennungsluft vermindert und man erhält daher eine gleichmäßigere längere Flamme. , According to it is also advantageous to the Erfindungsg recuperative heated Verbreunungsluft to Regelunc, the flame hot exhaust gases mix in. This reduces the oxygen content of the combustion air and therefore a more even, longer flame is obtained.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn ein kleiner Teil der erhitzten Kühlluft aus dem Brenneutkühler als Träaergas für den Brennstoff dient. Man erhält auf diese Weise ein wärmeres Trägergas, wobei geringe Mengen an mitgeführtem Staub nicht schädlich sind, da sie die Leuchtkraft der Flamme erhöhen.It is also advantageous if a small part of the heated Cooling air from the fuel cooler serves as carrier gas for the fuel. You get in this way a warmer carrier gas, with small amounts of entrained dust are not harmful as they increase the luminosity of the flame.

Die besonderen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, daß die durch die Brennstoffe eingebrachte Wärme weitgehendst zur Entsäuerung des Brenngutes ausgenutzt wird, und daß ein "leichmäßiges gebranntes Erzeugnis erhalten wird. C Der Brenngrad selbst läßt sich den Erfordernissen entsprechend einstellen.The particular advantages of the process according to the invention are that the heat introduced by the fuels is largely used to deacidify the material to be fired, and that a "lightly fired product is obtained. C The degree of firing itself can be adjusted according to requirements.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden besprochen werden soll.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, which will be discussed in the following.

Mit 1 ist ein Drehrohrofen bezeichnet, dem das Gut am Ofenkopf 2 aus einer Vorwärmeinrichtuno, 4 t2 zugeführt wird. Die Beheizung des Drehrohrofens 1 erfolgt mittels des Brenners 5, wobei das Brenngut in Richtune, der Flamme zum Austrag 6 des Ofens wandert. 1 with a rotary kiln is designated, to which the material at the furnace head 2 is fed from a preheating device , 4 t2. The rotary kiln 1 is heated by means of the burner 5, the material to be fired moving in the direction of the flame to the discharge 6 of the kiln.

Das gebrannte Gut gelangt über den Austrag 6 des Drchrohrofens auf den Rostkühler 7, welcher mit einer Überdachung 8 versehen ist, die in einen über dem Drehrohrofenaustrag 6 sich erstreckenden Schachtteil 9 übergeht. In diesem Schachtteil 9 geben die aus dem Drehrohrofcn 1 austretenden heißen Abgase ihre fühlbare Wärme an das Rohrsystem 10 ab, in welchem die über ein Gebläse 11 geförderte Verbrennungsluft erwärmt wird, die dann über die mit dem rekuperativen Rohrsystem 10 verbundene Rohrleitung 10' dem Brenner 5 zugeführt und dort in einer die Brenndüse umgebenden Ringkammer mündet. Zur Steuerung der Verbrennung, das heißt z. B. die Flammenlänge in einer für den durchzuführenden Prozeß günstigen Länge zu halten, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, der Verbrennungsluft einen Teil Abgas zuzumischen. Dies erfolgt zweckmäßigerweise durch eine im Schachtteil 9 einmündende Rohrleitung 14, welche die dort abgezogenen heißen Ab- gase über einen nach Art eines Injektors ausgebildeten Anschluß in die Rohrleitun- 10' einführt. Ein Teil der in der Rohrleitung 10' creführten warmen Luft kann über den an die Rohrleitung 10' angeschlossenen Stutzen 12 der Vorwärmeinrichtung 4 zugeführt werden, so daß eine für die Steuerung der Brennerflamme nicht benötigte überschußmenge an erwärmter Luft nutzbringend für die Vorwärmung des zu behandelnden Gutes verwendet werden kann. Die erwärmte Kühlluft wird unmittelbar aus dein Bereich üaber dem Rostkühler 7 abgezogen und über die Rohrleitung 13 einem Verteilerorgan 3 im Vorwäriner 4 zugeführt. Ein Teil der erwärmten Kühlluft kann als Trägerluft für den Brennstoff dem Brenner 5 zuaeführt werden.The fired material enters via the discharge 6 of the Drchrohrofens to the grate cooler 7, which is provided with a canopy 8 which merges into a above the Drehrohrofenaustrag 6 extending shaft portion. 9 In this shaft part 9 , the hot exhaust gases emerging from the rotary kiln 1 give off their sensible heat to the pipe system 10 , in which the combustion air conveyed by a fan 11 is heated, which is then sent to the burner 5 via the pipe 10 ' connected to the recuperative pipe system 10 supplied and opens there in an annular chamber surrounding the combustion nozzle. To control the combustion, that is, e.g. B. to keep the flame length in a favorable length for the process to be carried out, it has proven to be advantageous to admix part of the exhaust gas to the combustion air. This is expediently done through a pipeline 14 which opens into the shaft part 9 and introduces the hot exhaust gases drawn off there into the pipeline 10 ' via a connection designed in the manner of an injector. Part of the warm air carried in the pipe 10 ' can be fed to the preheating device 4 via the nozzle 12 connected to the pipe 10' , so that an excess amount of heated air not required for controlling the burner flame is useful for preheating the material to be treated can be used. The heated cooling air is drawn off directly from the area above the grate cooler 7 and fed via the pipe 13 to a distributor element 3 in the preheater 4. A part of the heated cooling air can be fed to the burner 5 as carrier air for the fuel.

ZDZD

Claims

Patentanspräche: 1. A method for burning minerals, particularly for deacidifying carbonates, in Drebrohrofen according to the uniflow principle, wherein sensible heat of the furnace exhaust gases will be recuperatively to the combustion air abgeg because - characterized by that practically all the waste heat recuperative for heating the combustion air is used and only an excess of recuperative heat is used for preheating, while the preheating takes place essentially through the heated cooling air from the fuel cooler.

2. The method according to claim 1, characterized in that the recuperatively heated combustion air to control the flame, hot exhaust gases are mixed. 3. The method according to claim 1, characterized in that a small part of the heated cooling air from the combustion material cooler as a carrier gas used for the fuel.

Considered publications: r = German Patent Specifications No. 1 043 921, 386 606, 312 383, 281208; U.S. Patent No. 1912,810.