DE2813325A1 - Verfahren zum befeuern eines drehofens und drehofen - Google Patents
Verfahren zum befeuern eines drehofens und drehofenInfo
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Description
Verfahren zum Befeuern eines Drehofens und Drehofen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Befeuerung eines Drehofens, beispielsweise eines Drehofens zum Brennen
von Zementrohmaterialien.
Die für das gewünschte Brennen in einem Drehofen notwendige thermische Energie wird gewöhnlich durch Verbrennen von Brennstoffen,
wie Gas, Öl oder pulverisierte Kohle, welche durch einen Brenner hindurch in den Ofen eingeblasen werden, beschafft.
Der Brenner dient zur Zerstäubung und Verteilung des Brennstoffs
, um diesen in engen Kontakt mit einer Luftmenge zu bringen, die einen Sauerstoffgehalt hat, der für die Nährung
der Verbrennung notwendig ist, so daß die Verbrennung schnell und vollständig und in steuerbarer bzw. kontrollierbarer
Weise erfolgt. Ein Teil der Luftmenge, die primäre Luft, wird durch den Brenner hindurch unter Druck eingeführt
und unterstützt die Zerstäubung und Verteilung des Brennstoffs in der Brennzone.
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Da ein solcher Brenner unter strengen Bedingungen arbeitet
und einer konstanten, schweren Abnutzung infolge der großen, durch ihn hindurchlaufenden Brennstoffmengen und seiner staubgeladenen
Arbeitsumgebung bei hohen Temperaturen ausgesetzt ist, ist eine hochentwickelte Technik für die Konstruktion
eines guten Brenners für einen Drehofen zur Zementherstellung notwendig.
Die häufig ziemlich komplexe Konstruktion eines Brenners hat verschiedene Nachteile, da funktionelle Defekte leicht
auftreten, die sich z.B. in beexntrachtxgter Zerstäubung und/oder ungeeigneter Beimischung von Luft in den eingespritzten
Brennstoff zeigen.
Weiterhin kann der Gebrauch von Primärluft, d.h. von direkt
in den Brenner geführter Luft, Ursache für bestimmte Nachteile sein. Die Primärluft besteht normalerweise aus etwa
15 % der der Brennzone des Brenners zugeführten Luftmenge. Im Gegensatz zu sekundärer Luft, d.h. über andere Routen
der Brennzone zugeführter Luft, ist die Primärluft nicht
durch die Klinkercharge vorgeheizt. Folglich vermindert eine größere Menge Primärluft die Wärmewirtschaftlichkeit
des Ofens erheblich, da die Primärluft infolge nicht stattfindender
Teilnahme an der Kühlung des Klinkers keinen Beitrag bei der Wiedergewinnung der in dem Klinker enthaltenen
Wärme und an deren Weiterleitung zu der Brennzone des Ofens leistet.
Aus der NO-PS 1 25 062 ist es bekannt, flüssigen Brennstoff
direkt in einen Drehofen durch ein oder mehrere Rohre einzuführen, die radial durch die Seitenwände des Ofens eingeführt
sind und an ihren äußeren Enden mit Schöpfeinrichtungen ausgestattet sind, die öl aus einem ölbad schöpfen,
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das durch das Rohr bzw. die Rohre in das Innere des Ofens
fließt, wo es durch die Klinkerhitze vergast und entflammt bzw. gezündet wird.
Es ist jedoch nicht Gegenstand der Erfindung der NO-PS, die totale Befeuerung des Ofens zu übernehmen, sondern Öl
und Luft entlang der Brennzone einzuführen, um sie zu verlängern und ihr Temperaturprofil zu regeln. Außerdem ist
durch die Erfindung der NO-PS die Anordnung der Einführungsrohre in der Hochtemperaturzone des Ofens auch nicht vermieden;
obwohl die verwendeten Rohre robuster als der Brenner sind, sind sie einer starken Abnutzung und strengen
Temperatureinwirkungen ausgesetzt. Weiterhin wird zusätzliche Luft über Rohre durch die Ofenwand hindurch eingeführt
und dem Klinkerkühler daher eine entsprechende Kühlluftmenge
entzogen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
Befeuerung eines Drehofens zu schaffen, bei dem die Verwendung von Primärluft im wesentlichen vermieden ist und bei
dem ein Brenner einer sehr einfachen und robusten Konstruktion verwendet werden kann, der außerhalb der Hochtemperaturzone
des Ofens untergebracht ist.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß mindestens der größere Teil der für die Befeuerung notwendigen Brennstoffmenge
(in Form von flüssigem Brennstoff, vorzugsweise Öl) als Strahl in direkten Kontakt mit dem glühenden Klinker
in der Vorkühlzone des Ofens gebracht wird.
Wenn der Brennstoff auf den glühenden Klinker auftrifft,
wird er erhitzt, und verdunstet er bei gleichzeitigem Löschen des Klinkers; dies kann auch eine vorteilhafte Wir-
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kung auf die Qualität des hergestellten Zements haben. Die Brennstoffverdunstung findet vollständig ohne Verwendung
von Primärluft statt und ohne Verwendung von komplexen Brennerkonstruktionen zum Mischen von öl und Luft. Des
weiteren wird die Hitze für die Verdunstung des Brennstoffs wirkungsvoll aus der Vorkühlzone des Ofens entnommen und
nicht aus der Luft in der Hochtemperaturzone, was auch einen
Beitrag zur Verbesserung der Wärniewirtschaftlichkeit des Ofens leistet.
Ein Teil der für die Befeuerung notwendigen Brennstoffmenge kann weiterhin in einem konventionellen Brenner verbrannt
werden, insbesondere beim Starten eines Ofens, in dem der
Klinker noch nicht die für die direkte Zündung von aufgesprühtem Brennstoff notwendige Temperatur erreicht hat.
Hat der Klinker die notwendige Temperatur erreicht, kann der konventionelle Brenner herausgenommen und entfernt werden,
oder er kann als Zusatz-Hitzequelle fungieren. Wird der konventionelle Brenner nur zum Starten und/oder nur
zum Verbrennen eines kleineren Teils der gesamten notwendigen Brennstoffmenge verwendet, so ist er nur einer unbedeutenden
Abnutzung ausgesetzt. Der Brennstoff, der in direkten Kontakt mit dem glühenden Klinker gebracht werden soll,
kann als fester Strahl eingespritzt werden, der dann mit hoher Geschwindigkeit auf den glühenden Klinker auftrifft
und durch den Aufprall auf den Klinker zerstäubt wird. Außer der erwähnten Zerstäubung dringt der Strahl flüssigen Brennstoffs
dann tief in den Klinker ein, der infolgedessen gleichmäßiger dem gewünschten Löschen ausgesetzt ist. Wird
ein fester Strahl benutzt, d.h. ein Hochgeschwindigkeitsstrahl, kann die Einspritzdüse näher bei dem Ofenauslaß liegen,
da der Brennstoff in dem festen Strahl nur bis zu einem unbedeutenden Ausmaß in der heißen Ofenkammer auf seinem
Weg von der Düse zum glühenden Klinker brennt; infolgedessen ist die Düse nur einer weniger starken Abnutzung ausgesetzt.
Wird direkt aufgesprühtes öl als Brennstoff benutzt, kann eine möglicherweise gewünschte Reduzierung von Oxiden in
den Chargen erreicht werden.
Da die Luft, die von dem Klinkerkühler zu einem Vorkalzinator
zur Vorkalzinierung der dem Ofen zugeführten Rohmaterialien geführt wird,' beim Start des Vorkalzinators für
die Zündung des diesem zugeführten Brennstoffs zu kalt sein
kann, kann ein Teil des in den Ofen eingespritzten Brennstoffs weiterhin in direkten Kontakt mit dem Klinker in dem
Übergangsbereich zwischen Ofen und einem Kühler gebracht werden, wodurch an dieser Stelle eine Verbrennung stattfindet,
die zu weiterer Erhitzung der Luft für den Kalzinator beitragen kann.
Zu der Erfindung gehört auch ein Drehofen zur Durchführung
des Verfahrens, der gekennzeichnet ist durch eine Düse 5 ,
angeschlossen an eine Quelle für unter Druck stehenden flüssigen Brennstoff und in der Weise angeordnet, daß ein
Brennstoffstrahl 6 in direkten Kontakt mit dem glühenden
Klinker 4 in der Vorkühlzone am Materialauslaufende des Ofens 1 .gerichtet ist.
Ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Ofens zum Brennen von
ZemerittrohmatBrialien ist in'der Zeichnung dargestellt;, die
sehematiseh das Eeuerungsende eines Drehofens und den über^
gangsbereich zwischen diesem !Drehofen und einem Klinkerküh-1er
des Rost-Typs zeigt.
Wie dargestellt, ist ein Drehofen 1 über einen KüMschacht
2 an einen Rostkühler 3 angeschlossen. Von dem Schacht
2 aus fünrt ein Rohr 9 vorerhitzte Luft zu einem nicht
dargestellten Kalzinator.
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Klinker 4 wird in dem Ofen durch. Verbrennen von Öl auf
Sintertemperatur erhitzt, wobei das Öl durch eine Düse 5 als ein Strahl 6 direkt auf den glühenden Klinker 4 gespritzt
wird, der das Öl entzündet.
Zur Verwendung zum Starten des Ofens und für eine mögliche
Ergänzungserhitzung muß ein konventioneller Brenner 7 angebracht sein, der einen beliebigen geeigneten Brennstoff
verbrennen kann. Wird es vorgezogen, nach dem Starten die Feuerung durch direkte Einspritzung nur von Öl durchzuführen,
kann der Brenner derart konstruiert werden, daß er entfernt werden kann.
Die Zeichnung zeigt den Fall, bei dem das Öl als ein fester, fast axialer Strahl eingespritzt wird, der auf den glühenden
Klinker unter einem spitzen Winkel auftrifft. Die Düse 5
kann jedoch auch weiter in den Ofen hinein bewegt werden und derart ausgerichtet werden, daß der Strahl auf den Klinker
unter irgendeinem Winkel und mit einer niedrigen Geschwindigkeit auftrifft. Beim Auftreffen auf den heißen Klinker wird
das öl vergast, und das sich dabei ergebende Gas wird mit Luft gemischt, die z.B. durch den Klinkerkühler hindurch in den
Ofen einströmt.
Somit brennt die Gas/Luft-Mischung in einer Zone, die unmittelbar
auf die Stelle der öleinspritzung folgt. Wenn der ölstrahl mit hoher Geschwindigkeit eingespritzt wird, erfolgt
die Zerstäubung des Öls gleichzeitig mit der Vergasung, was die Vergasung in der heißen Ofenkammer erleichtert. Bei Einspritzung
unter hohem Druck wird der Vorteil erreicht, daß der ölstrahl tief in den glühenden Klinker eindringt, so
daß die Hitze für die Vergasung des Öls fast ausschließlich von der Klinkercharge und nicht von dem Ofenrauch entnommen
wird, der so heiß wie möglich sein soll.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine bessere
Wärmewirtschaftlichkeit neben den erwähnten konstruktiven Vorteilen erhalten. Dies beruht hauptsächlich darauf, daß die
Leistungsfähigkeit des Kühlers als eine Folge der größeren Kühlluftmenge erhöht ist, die jetzt als Ersatz für die entfallene
Primärluft zur Nährung der Verbrennung im Drehofen durch den Kühler hindurchgeführt werden muß. Dabei geht ein
größerer Teil der in dem Klinker enthaltenen Hitze zurück zu der Brennzone des Ofens, anstatt wie gewöhnlich verloren zu
gehen.
Zweitens wird eine Energiewirtschaftlichkeit erreicht, wenn auch kleiner, bei der die Hitze für die Vergasung des Brennstoffs
dem Klinker, der gekühlt werden soll, entnommen wird. Dies steht im Gegensatz zu dem üblichen Verfahren, bei dem
die Hitze für die Vergasung aus einer Brennzone entnommen wird, die im Gegensatz hierzu so stark wie möglich erhitzt
werden soll.
Schließlich kann das durch das Aufsprühen von Brennstoff bewirkte Löschen des Klinkers einen vorteilhaften Einfluß aul:
die Festigkeitsqualitäten des produzierten Zementes haben. Wenn der Klinkerkühler auch einen Vorkalzinator mit vorerhitzter
Luft versorgt, kann die für den Vorkalzinator aus der Leitung 9 entnommene Luft besonders beim Starten eines Ofens,
der noch keinen ausreichend heißen Klinker liefert, für die Zündung des Brennstoffs im Vorkalzinator zu kalt sein. Es
kann somit von Vorteil sein, die Luft, die durch den Klinkerkühler durchgegangen ist, zu erhitzen z.B. durch Befeuerung
in dem Übergangsstück oder dem Schacht zwischen Ofen und Klinkerkühler. Diese Befeuerung kann vorteilhaft durchgeführt
werden, indem die Ö!zuführungsleitung für die Düse 5 mit einer
Zweigleitung 8, die in einer Düse 10 endet, ausgestattet wird, durch die ein Teil des flüssigen Brennstoffs auf den Klinker
aufgesprüht wird, während er sich in dem Übergangsstück
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befindet. Diese Ölzuführungsleitung und die Zweigleitung 8
sind mit Ventilen 11 und 12 ausgestattet, wodurch eine unabhängig regulierte Zufuhr von Öl zu den Düsen 5 und 10 ermöglicht
wird.
In dem Vorstehenden war die erwähnte Flüssigkeit zwar öl,
jedoch kann jeder flüssige (dieser Ausdruck beinhaltet hier auch fluidisierte) Brennstoff benutzt werden, ohne das Prinzip
der Erfindung zu verlassen. Ebenfalls zeigt die Zeichnung einen Klinkerkühler des Rost-Typs, jedoch kann die Erfindung
selbstverständlich in Verbindung mit Drehofen mit anderen Kühlertypen z.B. Planeten-Kühlerröhren verwendet werden.
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Claims (5)
1. Verfahren zum Befeuern eines Drehofens, dadurch gekennzeichnet/
daß wenigstens der größere Teil des zum Befeuern des Ofens notwendigen Brennstoffs in direkten Kontakt
mit dem glühenden Klinker in der Vorkühlzone des Ofens in der Form eines Strahls eines flüssigen oder fluidisierten
Brennstoffs ,wie Öl oder Kohlestaub, gebracht v/ird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß eine kleine Menge des zum Befeuern des Ofens notwendigen
Brennstoffes in einem konventionellen Brenner verbrannt wird.
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ORIGINAL INSPECTED
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff mit einer hohen Geschwindigkeit als
ein fester Strahl eingespritzt wird, der auf den glühenden Klinker aufgespritzt wird und bei Berührung mit dem
Klinker zerstäubt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch"gekennzeichnet,
daß ein Teil des Brennstoffs in der Übergangszone zwischen dem Ofen und einem Klinkerkühler in
direkten Kontakt mit dem Klinker gebracht wird.
5. Drehofen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorgehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Düse (5),
angeschlossen an eine Quelle für unter Druck stehenden flüssigen Brennstoff und in der Weise angeordnet, daß
ein Brennstoffstrahl (6) in direkten Kontakt mit dem
glühenden Klinker (4) in der Vorkühlzone am Materialauslaufende des Ofens (1) gerichtet ist.
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |