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Patent Searching and Data


Title:
PROCESS FOR BURNING LUMPS OF MATERIAL WITH LEAN GAS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/106828
Kind Code:
A1
Abstract:
A method for burning lumps of material, in particular limestone, is carried out in a regeneration shaft kiln (3) with at least two kiln shafts (1, 2) interconnected by an overflow line (19) and in which the material to be burned passes through an upper pre-heating zone (8), a central combustion zone (18) and a lower cooling zone (14). Combustion gas with a low calorific value of less than 7.5 megajoules (MJ) per m3 is periodically and alternately supplied to each of the shafts (1, 2) through burner lances (9, 25) after being pre-heated by heat exchange with process gas of the combustion process. The combustion gas is pre-heated in a heat exchanger (21) and/or by means of a surface of the burner lances (9, 25) which extend through the pre-heating zone (8), said surface being enlarged to enhance heat exchange.

Inventors:
Piringer, Hannes (Beinwil am See, CH)
Application Number:
PCT/IB2004/000955
Publication Date:
December 09, 2004
Filing Date:
March 22, 2004
Export Citation:
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Assignee:
MAERZ OFENBAU (CH)
International Classes:
C04B2/12; F27B1/22; F27D17/00; (IPC1-7): F27B1/22; C04B2/12
Foreign References:
AT390248B1990-04-10
DE19647442A11998-05-07
DE4446007A11996-06-27
Other References:
See also references of EP 1634026A1
Attorney, Agent or Firm:
Quehl, Horst (Ringstrasse 7 Postfach 223, Tägerwilen, CH)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Brennen von stückigem Brenngut, insbesondere von Kalkstein, in einem Regenerativschachtofen (3), mit mindestens zwei durch einen Überströmkanal (19) miteinan der verbundenen Ofenschächten (1,2), in denen das Brenngut eine obere Vorwärmzone (8), ei ne mittlere Brennzone (18) und untere Kühlzone (14) passiert, wobei Verbrennungsluft im Bereich der Vorwärmzone (14) und Kühlluft im Bereich der Kühlzone (14) zugeführt wird und eine Zufuhr von Brenngas mit einem unteren Heizwert von weniger als 7,5 Megajoule (MJ) pro m3n periodisch wechselnd zu einem der Schächte (1,2) über Brennerlanzen (9,25) er folgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Brenngas im Wärmeaustausch mit Prozessgas des Brennprozesses vorgewärmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Brenngas in der Vorwärm zone (8) durch die dort vorgewärmte Verbrennungsluft erwärmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Brenngas beim Durchströ men von sich durch die Vorwärmzone (8) erstreckenden Brennerlanzen (9,25) vorgewärmt wird, indem deren Oberfläche zumindest auf ihrer Außenseite vergrößert ausgeführt ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Brenngas im Wärmeaustausch mit einem aus dem Ofen (3) abgezweigten Teil des Prozessga ses vorgewärmt wird, indem ein außerhalb des Ofens vorgesehener Wärmetauscher (21) ei nerseits mit einer von einer Abzeigstelle am Ofen kommenden Prozessgasleitung (22) und andererseits mit einer zu den Brennerlanzen (9,25) führenden Brenngasleitung (23) verbunden ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigung eines Teils des Prozessgases zur Vorwärmung des Brenngases vom Überströmkanal (19) des Ofens aus er folgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es mit ei nem Brenngas betrieben wird, dessen unterer Heizwert weniger als 5 MJ/m3 beträgt.
Description:
VERFAHREN ZUM BRENNEN VON STÜCKIGEM BRENNGUT MIT SCHWACHGAS Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Brennen von stückigem Brenngut, insbesondere von Kalkstein, in einem Regenerativschachtofen, mit mindestens zwei durch einen Überströmka- nal miteinander verbundenen Ofenschächten, in denen das Brenngut eine obere Vorwärmzo- ne, eine mittlere Brennzone und untere Kühlzone passiert, wobei Verbrennungsluft im Be- reich der Vorwärmzone und Kühlluft im Bereich der Kühlzone zugeführt wird und eine Zu- fuhr von Brenngas mit einem unteren Heizwert von weniger als 7,5 Megajoule (MJ) pro in 3n periodisch wechselnd zu einem der Schächte über Brennerlanzen erfolgt.

Regenerativschachtöfen dieser Art, die auch als MAERZ-Öfen bezeichnet werden, zeichnen sich gegen über Schachtöfen anderer Art durch eine besonders hohe Wirtschaftlichkeit aus.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass beim zunehmend gewünschten Einsatz von sogenanntem Schwachgas, d. h. eines Verbrennungsgases mit verhältnismäßig geringem Heizwert, wie es z. B. als Nebenprodukt in Metallhütten oder als Biogas mit einem unteren Heizwert von weni- ger als 7,5 Megajoule (MJ) pro m3 anfällt, sich die Prozessparameter von Regenerativ- schachtöfen nachteilig verändern und ihr Wirkungsgrad aufgrund wesentlich höherer Abgas- mengen und Abgastemperaturen wesentlich geringer ist. Außerdem erfordern höhere Abgas- temperaturen zusätzliche Maßnahmen, um z. B. durch Abgaskühler oder durch Zumischung von Frischluft eine Überhitzung nachgeschalteter Filteranlagen zu verhindern. Andererseits führt die Verwendung von Schwachgas durch verringerte Einbringung von Schwefel zu einer in dieser Hinsicht verbesserten Produktqualität.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der genannten Art zu finden, das die genannten Nachteile vermeidet und das somit bei gutem thermischen Wirkungsgrad den Ein- satz eines Brenngases mit verhältnismäßig niedrigem unteren Heizwert von weniger als 7,5 MJ/m3n bei guter Produktqualität ermöglicht.

Die Lösung der genannten Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass das Brenngas im Wärmeaustausch mit Prozessgas des Brennprozesses vorgewärmt wird. Vorteilhafte Ausfüh- rungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Patentan- sprüche und der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung zu entnehmen. Diese zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Regenerativofen mit zwei Parallelschächten. Wie an sich bekannt, wird den beiden Schächten 1 und 2 des Ofens 3 ein stückiges Brenngut chargenweise mit einer Stückgrösse z. B. im Bereich von 40 bis 80 mm zugegeben, wie durch die Pfeile 4 und 5 angedeutet ist. Die Zufuhr von Verbrennungsluft, ebenfalls von oben, ent- sprechend dem Pfeil 6 und von Brenngas entsprechend dem Pfeil 7 über in der Vorwärmzone 8 vertikal angeordnete Brennlanzen 9, erfolgt in Zeitabständen von z. B. 15 Minuten abwech- selnd zu einem der Schächte 1 oder 2. Außerdem wird vom unteren Austragsbereich 10,11 beider Schächte 1,2 kontinuierlich entsprechend den Pfeilen 12,13 Kühlluft zugeführt, so dass das gebrannte Produkt nach Passieren der Kühlzone 14 gekühlt in Richtung der Pfeile 15,16 abgeführt werden kann. Die an den Mündungen 17 der Brennlanzen 9 sich ausbildenden Flammen erhalten vorgewärmte Verbrennungsluft, da sie während der vorangegangenen Be- triebsperiode vorgewärmtes Brenngut durchströmt. Die Vorwärmung des Brenngutes in der Vorwärmzone 8 erfolgt jeweils im benachbarten Schacht (2), indem die Brenngase nach Pas- sieren der Brennzone 18 über einen Verbindungskanal 19 in den benachbarten Schacht 2 ü- berströmen und diesen als Abgas nach oben entsprechend dem Pfeil 20 verlassen.

Entsprechend dem zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt die Vorwärmung des Brenngases in einem Wärmetauscher 21 im Wärmeaustausch mit einem aus dem Verbindungskanal 19 über ein Leitung 22 in relativ geringer Menge abgezweigten Heiß- gasstrom, der anschließend zu dem Abgasstrom entsprechend dem Pfeil 20 abgeführt wird.

Die durch den Wärmetauscher 21 geführte Leitung 23 kann beim Wechsel der Betriebsweise zum benachbarten Schacht 2 über ein Ventil 24 zu den Brennlanzen 25 des benachbarten Schachtes 2 geschaltet werden. Auf diese Weise ist ein wirtschaftlicher Betrieb des Ofens 3 mit Schwachgas mit einem unteren Heizwert von weniger als 7,5 MJ/m3 und beispielsweise von 4 MJ/m3 möglich.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann eine Vorwärmung des Brenngases alternativ oder zusätzlich zur Vorwärmung in dem Wärmeaustauscher 21 in der Vorwärmzone durch die dort vorgewärmte Verbrennungsluft erfolgen, indem die Oberfläche der Brennlanzen 9,25 zumindest auf ihrer Außenseite z. B. durch Rippen vergrößert ausgeführt wird.