DE2705710A1

DE2705710A1 - Gegenstrombrennverfahren zur erzeugung von branntkalk

Info

Publication number: DE2705710A1
Application number: DE19772705710
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl Ing Dr Deussner
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1977-02-11
Filing date: 1977-02-11
Publication date: 1978-08-17
Also published as: ZA78710B; US4212850A; IT7847981A0; ES466641A1; BR7800790A; JPS53100195A; GB1596564A; DE2705710C3; FR2380233A1; DE2705710B2

Description

Anlage zum Patentgesuch der H 77/4

Klöckner-Humboldt-Leutz _au/a ^ 7 0 ^ 7 IQ

Aktiengesellschaft S^Scht / Y 3 / ι υ

vom 28. Januar 1977

Gegenstrombrennverfahren zur Erzeugung von Branntkalk

Die Erfindung betrifft ein Gegenstrombrennverfahren zur Erzeugung von Branntkalk in einem Schachtofen, der in Bezug auf den Gutdurchlauf wenigstens eine Vorwärmzone, eine Brennzone und eine Kühlzone aufweist und bei dem zunächst die gesamte Verbrennungsluft durch den fertig gebrannten Kalk der Kühlzone vorerwärmt und dann teilweise aus dem Ofenschacht abgezogen wird, während der nicht abgezogene Teil im Ofenschacht aufsteigt.

Bei der Wärmebehandlung von körnigem und/oder stückigem Gut, insbesondere beim Brennen von Kalk, Dolomit, Magnesit oder anderen carbonathaltigen Stoffen in einem Behandlungsschacht ist es aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 364 626 bekannt, die gesamte Verbrennungsluft für den Schachtofen zunächst durch den fertig gebrannten Kalk der Kühlzone vorzuerwärmen und dann teilweise aus dem Ofenschacht abzuziehen, während der im Schacht verbliebene

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Teil der Luft den Schacht im Gegenstrom zum Behandlungsgut von unten nach oben durchströmt. Bei diesem bekannten Verfahren ist es aber nachteilig, daß die für den Betrieb eines Kalkbrennofens benötigte Verbrennungsluft durch ihre vorherige Verwendung als Kühlluft für den gebrannten Kalk nur auf etwa 500° C vorwärmbar ist. Bis zu der Entsäuerungstemperatur von 800 bis 900° C besteht also eine Lücke, die entweder durch erhöhten Brennstoffverbrauch bei der Verbrennung oder durch eine weitere Vorwärmung der Verbrennungsluft geschlossen werden muß.

Für Kalkschachtöfen ist daher bereits eine Regeneratiworwärmung der Verbrennungsluft, so z. B. in der Zeitschrift ¹¹ Zement-Kalk-Gips" Nr. 6, 1970, Seite 277 bis Seite 284-, vorgeschlagen worden. Eine solche Segenerati wo rwärmung hat jedoch den Nachteil, daß stets ein Teil der Schachtofenanlage für den Brennvorgang und/oder die Vorerwärmung des Bohguts ausfällt, da in diesem Teil regenerativ die Verbrennungsluft vorgewärmt werden muß.

Es ist daher auch bereits vorgeschlagen worden, einen Kalkschachtofen mit einem Sekuperator zu versehen. So zum Beispiel in der Zeitschrift ^Zement-Kalk-Gips* Nr. 5» 1970, Seite 206 bis 209· Bei dieser Lösung ist jedoch nachteilig, daß nicht die gesamte Verbrennungsluft zur Kühlung des gebrannten Kalkes gedient hat, da jener Teil der Verbrennungsluft, der mittels Abgaswärme im Rekuperator vorgewärmt wird, als Frischluft angesaugt worden ist. Ein schlechter Gesamtwirkungsgrad ist die Folge. Abgesehen davon, handelt es sich hier um ein zum Teil im Gleichstrom ablaufendes Verfahren.

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die bisher bekannten Gegenstromverfahren in Schachtöfen zu verbessern und eine optimale Ausnutzung der dem Gesamtsystem zugeführten Energie zu ermöglichen sowie dabei eine einfache Bauart anzugeben, die besonders betriebssicher arbeitet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der aus dem Ofenschacht abgezogene Teil der Verbrennungsluft einem Rekuperator zugeleitet wird, der zur Beheizung zumindest von einem aer Abgase der Brennzone durchströmt wird. Durch diese Lösung wird vorteilhaft erreicht, daß der Anteil der zur Verfügung stehenden Abgaswärme, der nicht für die Vorwärmung des Bonsteins nutzbar ist, mit hohem Wirkungsgrad dem Brennprozeß zur Verfügung gestellt wird.

In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die abgezogene Luft im Rekuperator auf annähernd Entsäuerungstemperatur erhitzt und als Verbrennungsluft der Brennzone zugeführt wird. Durch diese Maßnahme wird die höchste Ausnutzung der im Abgas enthaltenen Wärme erreicht.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Rekuperatorheizgase anschließend an den Rekuperator zumindest einen Teil der Vorwärmzone mit durchströmen. Durch diese Maßnahme wird die vollständige Ausnutzung der in den Abgasen enthaltenen Wärme erreicht.

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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der aus dem Schacht abgezogene Teil der Verbrennungsluft vorzugsweise 35 % bis 65 % der in der Kühlzone vorgewärmten Luftmenge beträgt. Der vorgesehene Bereich zwischen 35 % und 65 % ergibt dabei vorteilhaft die Durchströmung des Rekuperators mit der für die optimale Wärmeausnutzung geeigneten Luftmenge.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die im Ofen verbliebene Luft im Anschluß an die Kühlzone eine Vorkühlζone durchströmt, in dieser hoch erhitzt wird unddann in der Brennzone ebenfalls als Verbrennungsluft dient. Hierdurch wird vorteilhaft eine Zoneneinteilung geschaffen, die eine Erhitzung auf Entsäuerungstemperatur auch der im Ofenschacht verbliebenen Verbrennungsluft ermöglicht. Auf diese Weise geschieht die Verbrennung in der Brennzone nur mit Luft, die auf Entsäuerungstemperatur vorerhitzt ist. Da auch der Rohstein, der von oben die Brennzone erreicht, nahezu auf Entsäuerungstemperatur vorerhitzt ist, wird im erfindungsgemäßen Brennverfahren Wärmeenergie nur für die tatsächliche Entsäuerung gebraucht. Der Brennstoffverbrauch erreicht also das nicht mehr zu unterschreitende Minimum.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die im Rekuperator auf annähernd Entsäuerungstemperatur erhitzte Verbrennungsluft in bis zu drei übereinanderliegenden Ebenen der Brennzone zugeführt wird. Hierdurch wird vorteilhaft der Brennvorgang in der Brennzone

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über eine große Fläche verteilt, so daß sich ein weicheres Brennverhalten einstellt und die sonst möglicherweise auftretenden Nachteile vermieden werden.

Es ist weiterhin vorgesehen, daß das durch den Ofenschacht und durch den Rekuperator strömende Gas mittels eines einzigen Abgasgebläses bewegt wird. Hierdurch erhält man eine besonders einfache Ausführung, die darüber hinaus den Vorteil hat, daß das Gebläse am Ofenkopf angesetzt ist, also dort, wo durch die vorhergehende Rekuperation und den Wärmeentzug durch die Vorwärmung des Rohsteins die niedrigste Gastemperatur vorliegt.

Es ist weiterhin vorgesehen, daß der Strömungswiderstand der Gase durch den Rekuperatorteil geringer eingestellt wird, als der Strömungswiderstand der Gase durch die Nachentsäuerung s- bzw. Vorkühlzone. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die in der Kühlzone erwärmten Gase hauptsächlich in die Leitung zum Rekuperator einströmen. Sie durchströmen dann den Rekuperator und gelangen zu den Einführungsstellen in der Brennzone, ohne daß der Einbau eines zusätzlichen Gebläses notwendig wäre.

Des weiteren ist vorgesehen, daß die Aufteilung der den Rekuperator und die Nachentsäuerungs- bzw. Vorkühlzone durchströmenden Luft durch widerstandserhöhende Regelorgane im Rekuperatorluftweg erfolgt. Sie Einstellung der durch den Rekuperator strömenden Luftmenge ist so einfach durch Drosselorgane möglich, die dafür sorgen, daß der Differenzdruck zwischen der Brennzone und der

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Entnahmestelle der vorerwärmten Luft die gewünschte, für die Strömung der im Ofen verbleibenden Luft notwendige Größe hat. Auf diese Weise ist eine besonders einfache Einstellung des Verhältnisses der abgeführten und der im Ofen weiter aufsteigenden Luft möglich.

Zur Durchführung des Verfahrens ist ein Gegenstromschacht ofen vorgesehen, der in Bezug auf den Gutdurchlauf wenigstens eine Vorwärmzone, eine Brennzone mit Zuführungseinrichtungen für Verbrennungsluft und eine Kühlzone mit einer Entnahmevorrichtung für in der Kühlzone vorgewärmte Luft hat und der einen Rekuperator für die weitere Erhitzung eines Teils der vorgewärmten Luft aufweist, der eingangsseitig mit der Luftentnahmevorrichtung der Kühlzone und ausgangsseitig mit den Verbrennungsluftzuführungen der Brennzone verbunden ist. Durch diese Ausführung steht vorteilhaft eine Vorrichtung zur Verfügung, "bei dem durch die erfindungsgemäße Anordnung eines Rekuperators eine optimale Ausnutzung der in den Abgasen enthaltenen Wärmemenge möglich ist.

In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Rekuperator oberhalb der Brennzone im Inneren des Ofenschachtes angeordnet ist. Durch die Anordnung im Ofenschacht kann ein besonders hoher Rekuperatorwirkungsgrad erreicht werden; dabei ist es besonders vorteilhaft, daß durch die an den beheizten Wärmetauscherflächen entlang langsam abwärtsgleitenden Bohsteine ein Ansetzen kondensierbarer Abgasbestandteile an diesen Wärmetausclierflachen verhindert wird.

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In einer besonderen Ausgestaltung ist weiterhin vorgesehen, daß der Rekuperator außerhalb des Schachtinneren angeordnet ist und eine Abgaszuleitung aus dem Ofeninneren sowie eine Abgasrückleitung ins Ofeninnere mit Entnahme- und Rückführungseinrichtungen aufweist. Diese Ausführung wird vorteilhaft gewählt, wenn besonders gute Überwachung und Wartung des Rekuperators notwendig ist, z. B. bei Verwendung preiswerter Werkstoffe.

Es ist weiterhin vorgesehen, daß die Brennzone Verbrennungsluft Zuführungen und Brennereinrichtungen in mehreren, vorzugsweise zwei oder drei, übereinanderliegenden Ebenen aufweist sowie, daß die tiefste Ebene der Verbrennungsluftzuführungen und Brennereinrichtungen mit Abstand oberhalb der Ebene der Entnahmevorrichtungen für die Luft aus der Kühlzone angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich eine vorteilhafte Aufteilung der in den Ofen eingebrachten Energie auf ein großes Ofenvolumen, so daß eine überhitzung vermieden wird, worauf bei hochvorerhitztem Rohstein und Verbrennungsluft besonders zu achten ist. Der Abstand der Entnahmevorrichtung für die Luft aus der Kühlzone von der Brennzone sorgt dafür, daß eine Zone zur Verfügung steht, die gleichzeitig als Vorkühlzone für das gebrannte Gut dient und eine für die Durchströmung des Rekuperators wichtige Sperrfunktion zwischen der Kühlzone und der Brennzone ausübt. Im Oberteil der Vorkühlzone findet weiterhin noch eine gewisse Nachentsäuerung statt, die die Branntkalkqualität noch weiter verbessert.

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Es ist weiterhin vorgesehen, daß die Rückführungseinrichtung für das aus dem außenliegenden Rekuperator kommende Abgas mit Abstand oberhalb der Entnahmevorrichtung für das Abgas im Schacht angeordnet ist. Hierdurch tritt auch für diese Rekuperatoranordnung bei niedrigem Strömungswiderstand des Abgases durch den Rekuperator der Effekt auf, daß das Abgasgebläse die Rekuperatordurchströmung mit Heizgas bewirkt. Die Regelung erfolgt dann einfach durch ein Drosselorgan.

Weiterhin ist vorgesehen, daß der Ofenschacht von oben nach unten je eine Vorwärmzone, Rekuperationszone, Brenn- oder Entsäuerungszone, Vorkühlzone sowie Kühlzone aufweist, die durch Entnahme- bzw. Rückführungsorgane oder andere Einrichtungen wärmetechnisch voneinander getrennt sind. Durch diese Anordnung ist die erfindungsgemäße optimale Ausnutzung der Wärmeenergie bei Erreichung sehr guter Branntkalkqualität möglich.

Es ist vorgesehen, daß der Rekuperator aus Rohren und/oder Flächenelementen gebildet wird und daß diese vorzugsweise elliptischen Querschnitt aufweisen, wobei die große Achse in Richtung des Gut- bzw. Gasstromes angeordnet ist. Durch diese Ausbildung der Elemente ergibt sich ein einfacher Rekuperator, der innerhalb des Rohsteinstromes angeordnet sein kann und dem Rohstein bei großer Eigenstabilität keinen großen Widerstand bietet, so daß die Bewegung des Rohsteins nicht behindert wird. Positiv für den Wärmeübergang wirkt sich sowohl der Kontakt des Rohsteins mit den Rekuperatorelementen als auch die Abreinigung der Außenwände aus. Die Bewegung des Rohsteins ist dabei erstaunlicherweise so, daß kein, die Lebensdauer des ,Rekuperators beeinträchtigender Verschleiß auftritt.

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Es ist weiterhin vorgesehen, daß der Schachtofen ein einziges Gebläse aufweist, das im Saugzug die Förderung sämtlicher Luft- und Abgasströme bewirkt. Dies ist eine besonders einfache Ausführung, die sowohl eine gute Einstellbarkeit der Gasströme im Ofen erlaubt als auch besonders kostengünstig arbeitet. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß im gesamten Ofen ein Unterdruck herrscht, so daß ein Entweichen von Staub oder Abgasen unmöglich wird; der Ofenbetrieb ist also völlig emissionsfrei.

Es ist weiterhin vorgesehen, daß die Verbindungsleitungen zwischen Schacht und Rekuperator sowie die Leitung vom Schacht zum Gebläse Zustandsmeß- und Regelorgane enthalten. Hierdurch ist es möglich, sowohl den Zustand der einzelnen Gasströme zu messen als auch ihn, was besonders für die Durchströmung der Schüttgutsäule im Inneren des Ofens wichtig ist, direkt und nicht nur indirekt über das Gebläse zu beeinflussen.

Es ist weiterhin vorgesehen, daß der Schachtofenkopf mit einer gasdichten Begichtungsanlage versehen ist und daß der Fuß des Schachtofens unterhalb der Kühlzone mit einer Gutaustragevorrichtung versehen ist. Hierdurch erhält der Schachtofen vorteilhaft eine für seine optimale Funktion notwendige Ausgestaltung, wobei die gasdichte Begichtungsanlage das Erreichen eines Unterdrucks im Ofeninneren sicherstellt und die Austragsvorrichtung über den gesteuerten Abzug des gebrannten Kalkes aus dem Ofen für einen geregelten Durchgang des Kalkes durch den Ofen sorgt.

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Fernerhin ist vorgesehen, daß der Querschnitt des Schachtofens die Form eines Ringes aufweist. Diese Ausführung ist besonders für große Mengenleistungen vorteilhaft, wenn das Volumen des Ofenschachtes sehr groß sein muß. Durch die Ringform können die Abstände der Wände trotz eines großen Ofenvolumens so gewählt werden, daß eine, bei hoher Vorwärmung besonders wichtige, gleichmäßige Gas- und Gutbewegung erreicht wird.

Bei größerem Ofenvolumen wird weiterhin die Einbringung von Luft und Brennstoff in das Ofeninnere mit Hilfe von gekühlten Balken durchgeführt, die die Einrichtungen zum Einbringen von Luft und Brennstoff tragen.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert, die beispielhaft vorteilhafte Ausgestaltungen für die Befeuerung mit gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen zeigen.

Im einzelnen zeigen:

Fig* 1 einen schematisierten Schachtofen mit

innenliegendem Rekuperator,

Fig. 2 einen schematisierten Schachtofen mit

außenliegendem Rekuperator und

Fig. 3 Rekuperatorelemente für den innenliegen den Rekuperator.

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Der Weg des Kalksteins und Branntkalks ist in den Zeichnungen durch die Bewegungspfeile ¹¹K" gekennzeichnet, während der Weg der Gase bei dem Behandlungsprozeß aus den Bewegungspfeilen ¹¹G" ersichtlich ist.

In Fig. 1 bezeichnet 1 den Schacht des Ofens, der oben die Begichtungseinrichtung mit den Klappen 2 trägt und an seinem unteren Ende den Branntkalkaustrag 3 aufweist. In Richtung der Materialbewegung von oben nach unten sind nacheinander die Vorwärmzone I, Rekuperationszone II, Entsäuerungs- oder Brennzone III, Vorkühlzone IV sowie Kühlzone V angeordnet. Diese einzelnen Zonen sind jeweils brennverfahrensmäßig und wärmetechnisch voneinander getrennt. Zwischen der Vorwärmzone I und der Rekuperationszone II tritt durch die Rohrleitung 5 die durch den Rekuperator 6 hoch zu erhitzende Verbrennungsluft in den Rekuperator 6 ein. Dieser erstreckt sich mit seinen Wärmetauscherelementen über die Rekuperationszone II. Zwischen der Rekuperationszone II und der Entsäuerungs- bzw. Brennzone III tritt die hoch erhitzte Luft aus dem Rekuperator 6 wieder aus und wird über die Rohrleitungen 7 und 8 den in der Brennzone III angeordneten LuftZuführungsorganen 9 und 10 zugeleitet. In Verbindung mit diesen Luftzuführungsorganen stehen die Brennereinrichtungen 11 und 12 für die Einbringung des Brennstoffs.

Bei größeren Ofenabmessungen sind die Brennereinrichtungen an gekühlten Brennerbalken angeordnet, damit der Ofenquerschnitt gleichmäßig mit Brennstoff versorgt wird und überhitzungen vermieden werden. Die Kühlung

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der Brennerbalken geschieht vorzugsweise durch einen geschlossenen Kühlkreislauf, dessen Rückkühlwärme den Brennstoff vorheizt.

Von dem untersten Luftzuführungsorgan 10 bis zum Branntkalkaustrag 3 erstreckt sich die Kühlzone. Sie wird durch die Kühlluftentnahmeeinrichtung 4 in eine obere Vorkühlzone IV und die darunterliegende Nachkühlzone V unterteilt. Oberhalb der Vorwärmzone I führt die Abgasleitung 14 aus dem Ofenschacht 1 heraus und zum Abgasgebläse 13. In den Leitungen 5» 7» 8 und 14 sind Zustandsmeß- und teilweise fiegelorgane 15» 16, 171 18 bzw. 19» 20, 21 angeordnet.

In Fig. 2 ist der außenliegende Rekuperator mit 26 bezeichnet. Beheizt wird auch er durch die Abgase der Brennzonelll.Diese werden durch die Entnahmevorrichtung 28 und die Leitung 23 aus dem Schacht 1 entnommen. Nach dem Wärmetausch im Rekuperator 26 gelangen sie durch die Leitung 22 und die Rückführungseinrichtung 27 am Anfang der Vorwärmzone wieder in den Ofenschacht 1 zurück.

Fig. 3 zeigt die Ausführung der Rekuperatorelemente für den innenliegenden Rekuperator. Es handelt sich vorzugsweise um einfache elliptische Rohre, die entweder stranggepreßt oder aus zwei Teilen zusammengeschweißt werden. Zwischen den einzelnen Elementen Bleibt ein so großer freier Querschnitt, daß ein ungehinderter Durchgang von Gas und Gut möglich ist. Die Elemente aer einzelnen Reihen sind vorzugsweise gegeneinander versetzt angeordnet.

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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Brennen von Kalk läuft wie folgt ab:

Der Rohstein K wird über den Gichtverschluß mit den Klappen 2 dem Ofen 1 chargenweise, jeweils unter Luftabschluß, aufgegeben. Er durchwandert hierauf gleichmäßig und stetig den Ofenschacht von oben nach unten. In der Vorwärmzone I wird der Honstein bis nahe an die Entsäuerungstemperatur gebracht. In dieser Zone wird außerdem etwa vorhandene Oberflächenfeuchte verdampft. Auf seinem weiteren Weg durch die Eekuperationszone II ändert sich der erreichte physikalische Zustand des Eohsteins nur noch wenig. In der Brennzone III läuft hierauf, unter Wärmezufuhr durch Verbrennung des eingebrachten Brennstoffs, mittels der in der Vorkühlzone IV sowie im Rekuperator 6 hoch erhitzten Verbrennungsluft der Entsäuerungsvorgang ab. Durch die Austreibung des Kohlendioxids ist damit aus dem Kalkstein Branntkalk geworden, der in der Vorkühlzone IV noch geringfügig nachentsäuert, durch einen Teil der Gesamtkühlluft vorgekühlt und anschließend in der Nachkühlzone V durch die gesamte Kühlluft auf Endtemperatur abgekühlt wird. Der Brenntkalk K wird schließlich am Fuß des Ofenschachtes bei 3 stetig abgezogen.

Die Kühlluft G tritt am Fuß des Ofenschachtes bei 3 ein und strömt durch die Nachkühlzone V nach oben. Dabei wird der Branntkalk auf seine Endtemperatur abgekühlt. Ein Teil der so erwärmten Luft wird mittels einer Entnahmeeinrichtung 4- sodann aus dem Ofenschacht 1 ab- und über die Rohrleitung 5 dem Rekuperator 6 zugeführt. Durch

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die aus der Brennzone III nach oben austretenden heißen Abgase wird dieser Teil der Luft in dem Rekuperator 6 auf annähernd Entsäuerungstemperatur erhitzt. Die erhitzte Luft wird über Bohrleitungen 7 und 8 und Einrichtungen 9 und 10 im Bereich der Brennzone III wieder in den Ofenschacht eingeleitet. Der andere, nicht aus dem Schacht abgeführte Teil der Kühlluft strömt im Schacht weiter aufwärts durch die Vorkühlzone IV und wird hierbei seinerseits ebenfalls auf annähernd Entsäuerungstemperatur aufgeheizt. Die hoch erhitzten Kühlluftströme dienen nunmehr in der Brennzone III für die Verbrennung des über die Einrichtungen 11 und 12 zugeführten Brennstoffs, womit die erforderliche Entsäuerungswärme freigesetzt wird. Die entstandenen Verbrennungsgase sowie das aus dem Kalkstein ausgestriebene Kohlendioxid durchströmen hierauf die Bekuperationszone II und zuletzt untq/weiterer Wärmeabgabe an den Honstein, die Vorwärmzone I. Sie werden schließlich von dem Abgasgebläse 13 aus dem Ofenschacht abgezogen.

Ein besonderer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß der Ablauf der Gasbewegung, obwohl er nicht nur in einer Durchströmung des Schachtes besteht, mit nur einem Gebläse, nämlich dem Abgasgebläse, bewirkt werden kann. Bei der Gestaltung der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird erfindungsgemäß darauf geachtet, daß der Widerstandsbeiwert für die Strömung der Kühlluft durch die Vorkühlzone IV erheblich größer ist als der für die Strömung des anderen Teils der Kühlluft von der Entnahmeeinrichtung 4 über die Rohrleitung 5* durch den Bekuperator 6 oder 26 bis zu den Wiedereinführungsor-

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ganen 9 und 10. Bei dem aufgrund dieser Maßnahme sich für die Kühlluftbewegung einstellenden Druckverhältnis ist es dann sehr einfach möglich, die verschiedenen Luftströme mittels der Kegelorgane 19 und 20 in für den Ablauf des Verfahrens optimaler Weise zu steuern.

In gleicher Weise wird der Durchströntungswiderstand auch bei dem außenliegenden Rekuperator eingestellt. Auch hier sorgt der größere Durchströmungswiderstand der fiekuperatorzone für die regelbare Durchströmung des Rekuperators durch die Abgase.

Der gesamte Gasdurchsatz wird in optimaler Anpassung an den nach Menge und Qualität gewünschten Materialdurchsatz mittels des Regelorgans 21 oder auch mittels Regelung des Abgasgebläses 13 selbst gesteuert.

Die Figuren 1 und 2 zeigen die Ausgestaltung eines Schachtofens, der mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen befeuert wird. Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, ist jedoch ebenso die Befeuerung durch feste Brennstoffe möglich.

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Claims

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Patentansprüche

1. Gegenstrombrennverfahren zur Erzeugung von Branntkalk in einem Schachtofen, der in Bezug auf den Gutdurchlauf wenigstens eine Vorwärmzone, eine Brennzone und eine Kühlzone aufweist und bei dem zunächst die gesamte Verbrennungsluft durch den fertig gebrannten Kalk der Kühlzone vorerwärmt und dann teilweise aus dem Ofenschacht abgezogen wird, während der nicht abgezogene Teil im Ofenschacht aufsteigt, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Ofenschacht (1) abgezogene Teil der Verbrennungsluft einem Rekuperator (6, 26) zugeleitet wird, der zur Beheizung zumindest von einem Teil der Abgase der Brennzone (III) durchströmt wird.

2. Gegenstrombrennverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgezogene Luft im Rekuperator (6, 26) auf annähernd Entsäuerungstemperatur erhitzt und als Verbrennungsluft der Brennzone (III) zugeführt wird.

3· Gegenstrombrennverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ßekuperatorheizgase anschließend an den Rekuperator (6, 26) zumindest einen Teil der Vorwärmzone (I) mit durchströmen.

4. Gegenstrombrennverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Schacht (1) abgezogene Teil der Verbrennungsluft vorzugsweise 35 % bis 65 % der in der Kühlzone (V) vorerwärmten Luftmenge beträgt.

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5. Gegenstrombrennverfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die im Ofen verbliebene Luft im Anschluß an die Kühlzone (V) eine Vorkühlzone (IV) durchströmt, in dieser hoch erhitzt wird und dann in der Brennzone (III) ebenfalls als Verbrennungsluft dient.

6. Gegenstrombrennverfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder

5, dadurch gekennzeichnet, daß die im Rekuperator (6, 26) auf annähernd Entsäuerungstemperatur erhitzte Verbrennungsluft in bis zu drei übereinanderliegenden Ebenen der Brennzone (III) zugeführt wird.

7. Gegenstrombrennverfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das durch den Ofenschacht (1) und das durch den Rekuperator (6, 26) strömende Gas mittels eines einzigen Abgasgefcläses (13) bewegt wird.

8. Gegenstrombrennverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungswiderstand der Gase durch den Rekuperatorteil (5, 6 26, 7, 8) geringer eingestellt wird, als der Strömungswiderstand der Gase durch die Vorkühlzone (IV).

9. Gegenstrombrennverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufteilung der den Rekuperator (6, 26) und die Vorkühlzone (IV) durchströmenden Luft durch widerstandserhöhende Regelorgane (19, 20) im Rekuperatorluftweg erfolgt.

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10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9? bestehend aus einem Gegenstromschachtofen der in Bezug auf den Gutdurchlauf wenigstens eine Vorwärmzone, eine Brennzone mit Zuführungseinrichtungen für Verbrennungsluft und eine Kühlzone mit einer Entnahmevorrichtung für in der Kühlzone vorgewärmte Luft hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Schachtofen einen Rekuperator (6, 26) für die weitere Erhitzung eines Teils der vorgewärmten Luft aufweist, der eingangsseitig mit der Luftentnahmevorrichtung (4) der Kühlzone (V) und ausgangsseitig mit den Verbrennungsluftzuführungen (9, 10) der Brennzone verbunden ist.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Gegenstrombrennverfahrens nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rekuperator (6) oberhalb der Brennzone (III) im Inneren des Ofenschächtes (1) angeordnet ist.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Gegenstrombrennverfahrens nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rekuperator (26) außerhalb des Schachtinneren angeordnet ist und eine Abgaszuleitung (23) aus dem Ofeninneren sowie eine Abgasrückleitung (22) ins Ofeninnere mit Entnahme-(28) und Rückführungseinrichtungen (27) aufweist.

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1$. Vorrichtung zur Durchführung des Gegenstrombrennverfahrens nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennzone (III) VerbrennungsluftZuführungen (9, 10) und Brennereinrichtungen (11, 12) in mehreren, vorzugsweise zwei oder drei, übereinanderliegenden Ebenen aufweist.

14. Vorrichtung zur Durchführung des Gegenstrombrennverfahrens nach Anspruch 10, 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die tiefste Ebene der Verbrennungsluft zuführung en (9, 10) mit Abstand oberhalb der Ebene der Entnahmevorrichtungen (4) für die Luft aus uer Kuhlzone (V) angeordnet ist*

15· Vorrichtung zur Durchführung des Gegenstrombrennverfahrens nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführungseinrichtung (27) für das aus dem Rekuperator (26) kommende Abgas mit Abstand oberhalb der Entnahmevorrichtung (28) für das Abgas im Schacht (1) angeordnet ist.

16. Vorrichtung zur Durchführung des Gegenstrombrennverfahrens nach Anspruch 10, 11, 12, 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofenschacht (1) von oben nach unten je eine Vorwärmzone (I), Rekuperationszone (II), Brenn- oder Entsäuerungszone (III), Vorkühlzone (IV) sowie Kühlzone (V) aufweist, die durch Entnahme- bzw. Rückführungsorgane oder andere Einrichtungen wärmetechnisch voneinander getrennt sind.

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17· Vorrichtung zur Durchführung des Gegenstrombrennverfahrens nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Rekuperator (6,26) aus von der Verbrennungsluft durchströmten Rohren und/oder Flächenelementen gebildet ist.

18. Vorrichtung zur Durchführung des Gegenstrombrennverfahrens nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rekuperator (6) aus Elementen mit annähernd elliptischem Querschnitt besteht, deren große Achse in Richtung des Gut- bzw. Gasstromes angeordnet ist.

19· Vorrichtung zur Durchführung des Gegenstrombrennverfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schachtofen (1) ein einziges Gebläse (13) aufweist, das im Saugzug die Förderung sämtlicher Luft- und Abgasströme bewirkt.

20. Vorrichtung zur Durchführung des Gegenstrombrennverfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen zwischen Schacht (1) und Rekuperator (6) sowie die Leitung (14) vom Schacht (1) zum Gebläse (13) Zustandsmeß-(15, 16, 17, 18, 24) und Regelorgane (14, 20, 21, 25) enthalten.

21. Vorrichtung zur Durchführung des Gegenstrombrennverfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf des Schachtofens (1) mit einer gasdichten Begichtungsanlage (2) versehen ist.

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22. Vorrichtung zur Durchführung des Gegenstrombrennverfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der PuS des Schachtofens (1) unterhalb der Kühlzone (V) mit einer Gutaustragsvorrichtung (3) versehen ist.

23. Vorrichtung zur Durchführung des Gegenstrombrennverfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Schachtofens (1) die Form eines Binges aufweist.

24. Vorrichtung zur Durchführung des Gegenstrombrennverfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungεeinrichtungen für Verbrennungsluft und Brennstoff im Ofenschacht (1) an gekühlten Brennerbalken angeordnet sind.

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