DE933197C

DE933197C - Process for circulating exhaust gas in shaft furnaces for burning limestone or other carbonates

Info

Publication number: DE933197C
Application number: DEE5602A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr-Ing Eigen
Original assignee: Rheinische Kalksteinwerke GmbH
Current assignee: Rheinische Kalksteinwerke GmbH
Priority date: 1952-06-12
Filing date: 1952-06-12
Publication date: 1955-09-22

Description

Die Umwälzung von Abgas bei Kälkschachtöfen hat bekanntlich folgende Vorteile z. Die Brenntemperatur wird in der unteren Brennzone gesenkt und in der oberen Brennzone erhöht. Dadurch wird ein weichgebrannter Kalk erzielt.The circulation of exhaust gas in lime shaft ovens is known to have the following Advantages z. The firing temperature is lowered in the lower firing zone and in the upper burn zone increased. This results in a soft burnt lime.

2. Die höhere Gasgeschwindigkeit in der Brennzone erhöht den Wärmeübergang vom Gas zum Gut, vor allem in der. oberen Brennzone und -bewirkt eine wesentliche Erhöhung der Kalkleistung je m3 Ofennutzraum und Tag.2. The higher gas velocity in the combustion zone increases the heat transfer from gas to good, especially in the. upper burn zone and effect a substantial Increase in lime output per m3 of usable furnace space and day.

Diesen Vorteilen stand bisher der Nachteil gegenüber, daß das Abgas nicht mit der Zersetzungstemperatur des Kalksteines (goo° C), sondern nur mit höchstens 65o° C abgezogen werden konnte, durch die notwendige Wiederaufwärmung des Umwälzgases auf die Prozeßtemperatur (goo° C) viel Wärme verloren ging und der thermische Wirkungsgrad des Schachtofens dadurch erheblich verringert wurde. Das Umwälzverfahren konnte sich daher trotz seiner großen Vorteile nur in Ländern mit niedrigen Brennstoffpreisen durchsetzen. In den Ländern mit hohen Brennstoffpreisen scheiterte die Einführung der Umwälzung daran, daß es noch keine betriebssicheren Umwälzgebläse gibt, die einer Temperatur von goo° C gewachsen sind und die Anwendung von Treibdüsen wegen der hohen Energieverluste unwirtschaftlich ist.These advantages were previously offset by the disadvantage that the exhaust gas not with the decomposition temperature of the limestone (goo ° C), but only with a maximum 65o ° C could be withdrawn through the necessary reheating of the circulating gas on the process temperature (goo ° C) a lot of heat was lost and the thermal efficiency of the shaft furnace was significantly reduced as a result. The circulation process could therefore, despite its great advantages, only in countries with low fuel prices push through. The introduction failed in countries with high fuel prices of the circulation because there are still no operationally reliable circulation fans that a temperature of goo ° C and the use of propellant nozzles because of the high energy losses is uneconomical.

Der Erfinder hat erkannt, daß es möglich ist, bei Schachtöfen das Umwälzverfahren anzuwenden, ohne daß eine Verminderung des thermischen Ofenwirkungsgrades eintritt. Es wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, aus der Schüttsäule des Schachtofens Abgas von der Zersetzungstemperatur des Kalksteines (goo° C) abzuziehen, mit erwärmter Verbrennungsluft zu mischen, so daß eine Mischtemperatur von etwa 550 bis 650° C entsteht, und diese Mischung durch ein Gebläse in die Schüttsäule zu fördern, wobei es sich bei der zugesetzten Verbrennungsluft um einen Teil der Verbrennungsluft handelt, die in der Kühlzone des Schachtofens emporgestiegen ist. Dieser Teil wird aus dem unteren Teil der Kühlzone, wo die Verbrennungsluft erst einen Teil der Kühlzone passiert hat, abgezogen. Hierdurch wird erreicht, daß sich einerseits die Kalkaustragstemperatur nicht erhöht und andererseits eine größere Abgasmenge von goo° C umgewälzt werden kann.The inventor has recognized that it is possible to use the circulation method in shaft furnaces without a reduction in the thermal furnace efficiency occurring. It is proposed according to the invention to subtract exhaust gas from the decomposition temperature of the limestone (goo ° C) from the bulk column of the shaft furnace, to mix it with heated combustion air, so that a mixing temperature of about 550 to 650 ° C is created, and this mixture through a fan in the To promote bulk column, with the added combustion air being part of the combustion air that has risen in the cooling zone of the shaft furnace. This part is withdrawn from the lower part of the cooling zone, where the combustion air has only passed part of the cooling zone. This ensures that, on the one hand, the lime discharge temperature does not increase and, on the other hand, a larger amount of exhaust gas of goo ° C can be circulated.

z kg Kalk von =ooo° C enthält 214 kcal, von denen nach Abzug von 15 kcal Verlust an fühlbarer Wärme im_gezogenen Kalk und g kcal Verlust durch Strahlung und Konvektion noch zgo kcal Wärme für die Vorwärmung der Verbrennungsluft verbleiben. Da beim koksbeheizten Kalkschachtofen mindestens r Nm3 Verbrennungsluft benötigt wird, kann diese bei Zuführung von zgo kcal höchstens auf 587° C vorgewärmt werden. Im Wärmetemperaturschaubild ist daher das Temperaturintervall Gutluft in dem oberen Teil der Kühlzone groß und in dem unteren Teil der Kühlzone klein, so daß für die Kühlung des Kalkes von zooo auf 500° C eine erheblich geringere Kühlzonenhöhe notwendig ist als für die restliche Kühlung von 55o auf go° C.z kg of lime of = 000 ° C contains 214 kcal, of which after deducting 15 kcal loss of sensible heat in the pulled lime and g kcal loss through radiation and convection, zgo kcal of heat remain for preheating the combustion air. Since a coke-fired lime shaft furnace requires at least r Nm3 combustion air , it can be preheated to a maximum of 587 ° C if zgo kcal is added. In the heat temperature diagram, the temperature interval is good air in the upper one Part of the cooling zone large and small in the lower part of the cooling zone, so that for the Cooling of the lime from zooo to 500 ° C requires a significantly lower cooling zone height is than for the rest of the cooling from 55o to go ° C.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird eine Verringerung des Luftdurchganges durch den unteren Teil der Kühlzone vermieden, so daß ohne nennenswerte Erhöhung der Kühlzone eine gute Kalkkühlung erreicht wird. Wird Verbrennungsluft mit 15o° C abgezogen, 'so ergibt sich folgendes Bild 0,4 Nm3 Verbrennungsluft zu 15o° C enthalten xg kcal o,6 Nm3 Verbrennungsluft zu 86o' C enthalten =7r kcal Summe der vom Kalkt abgegebenen Wärme zgo kcal.In the proposed method, a reduction in the passage of air through the lower part of the cooling zone is avoided, so that good lime cooling is achieved without a significant increase in the cooling zone. If combustion air at 15o ° C is drawn off, the following picture results: 0.4 Nm3 combustion air at 15o ° C contains xg kcal o, 6 Nm3 combustion air at 86o 'C contains = 7r kcal sum of the heat given off by the lime zgo kcal.

Durch die hohe Vorwärmung des Hauptverbrennungsluftstromes in der Kühlzone auf 86o° C wird als weiterer Vorteil eine gute Nächentsäuerung des gebrannten Kalkes, also ein besonders geringer Rest C OZ-Gehalt, erreicht.Due to the high level of preheating of the main combustion air flow in the Another advantage of the cooling zone at 86o ° C is that the fired one is properly deacidified Lime, i.e. a particularly low residual C OZ content, is achieved.

Den abgezogenen 0,4 Nm3 Verbrennungsluft von 150'C können bis zu o,6 Nm3 Abgas von goo° C zugemischt werden, ohne daß eine Mischtemperatur von 650'C überschritten wird. Die Verbrennungstemperatur des Kokses in der unteren Brennzone wird durch einen solch hohen Abgaszusatz gesenkt, die Gasgeschwindigkeit im Schüttgut der Brennzone aber um 50 °/o erhöht und die Ofenleistung gesteigert.The withdrawn 0.4 Nm3 combustion air at 150'C can be mixed with up to 0.6 Nm3 exhaust gas at goo ° C without exceeding a mixing temperature of 650'C. The combustion temperature of the coke in the lower combustion zone is lowered by such a high amount of exhaust gas, but the gas velocity in the bulk material in the combustion zone is increased by 50% and the furnace output is increased.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel. Das Brenngut bewegt sich nacheinander durch die Vorwärmzone V, die Brennzone B und die Kühlzone K des mit Koks und Kalkstein beschickten Kalkschachtofens z. Abgas von der Zersetzungstemperatur des Brenngutes (goo° C bei Kalkstein) strömt durch die Abzugsöffnung 2 in die Rohrleitung 3 zum T-Stück q.. Ein Teil der Verbrennungsluft, die aus dem Pilz 5 in die Schüttsäule eingetreten und vom Kalk auf etwa ,5o° C vorgewärmt worden ist, gelangt durch die Abzugsöffnung 6 und die Leitung 7 gleichfalls zum T-Stück q., wo sie sich mit dem heißen Abgas mischt. Das Gebläse 8 saugt das Gemisch an und drückt es durch die Leitung g und die Öffnung zo in den oberen Teil der Kühlzone, so daß eine Rekarbonatisierung des Kalkes ausgeschlossen ist.The drawing shows an embodiment. The items to be fired move successively through the preheating zone V, the burning zone B and the cooling zone K of the with Coke and limestone charged Kalkschachtofens z. Exhaust gas from the decomposition temperature of the fuel (goo ° C for limestone) flows through the outlet opening 2 into the pipeline 3 to the T-piece q .. Part of the combustion air coming from the mushroom 5 into the pouring column entered and has been preheated by the lime to about. 50 ° C, passes through the Discharge opening 6 and the line 7 also to the T-piece q., Where they are with the hot exhaust gas mixes. The fan 8 sucks in the mixture and pushes it through Line g and the opening zo in the upper part of the cooling zone, so that a recarbonation of lime is excluded.

Claims

PATENTANSPRLTCII: Process for circulating exhaust gas in shaft furnaces for burning limestone or other carbonates, characterized in that part of the combustion air preheated by the product from the cooling zone of the Shaft furnace, in particular from the lower part of the cooling zone, then led out with hot exhaust gas, especially one with the decomposition temperature of the carbonate, mixed and the mixture by a fan in the cooling zone of the shaft furnace, in particular in the upper part: the cooling zone, is conveyed.