DE2643406C3

DE2643406C3 - Tunnelofen mit Direktbefeuerung

Info

Publication number: DE2643406C3
Application number: DE2643406A
Authority: DE
Inventors: Andreas 7904 Erbach Haessler; Wilhelm 8900 Augsburg Morgante Jun.
Original assignee: Haessler Andreas Ing(grad) 7904 Erbach
Current assignee: Haessler Andreas Ing(grad) 7904 Erbach
Priority date: 1976-09-27
Filing date: 1976-09-27
Publication date: 1980-07-03
Also published as: NO147533B; NO147533C; DE2643406A1; ATA690077A; DE2643406B2; DK151596B; AT384101B; DK425677A; NL7710546A; FR2365766B1; FR2365766A1; DK151596C; CH628972A5; NO773289L

Description

Die Erfindung betrifft einen Tunnelofen mit Direktbefeuerung und in Ofenlängsrichtung strömendem Ofen gas, zum Brennen keramischer, insbesondere verbrennbare oder vergasbare Substanzen enthaltender Erzeugnisse, der e.nen ersten Abgang zur Entnahme von Ofengas mit hoher Temperatur aufweist:

Bei einem bekannten Tunnelofen dieser Art (GB-PS 55 322) wird das Abgas im wesentlichen am Ofeneingang abgesaugt und In den Ramin geführt. Der Abgasstrom wird bei dem bekannten Tunnelofen auf dem Weg Von der Feuerüngszone bis zum Kamin₍ in der sogenannten Anwärmzone, mit Schadstoffen durch die Vergasung von Polystyrol, Sägemehl, «.ohferistolf oder anderen Stoffen angereichert. Bei dem bekannten Tunnelofen gelangt das so angereicherte und Schadstoffe sowie unverbrannte aber noch verbrennbare Bestandteile enthaltende Abgas in den Kamin und von dort in die Luft Die mit diesen vergasten Bestandteilen beladenen Abgase gelangen in die Atmosphäre. Hierdurch entsteht nicht nur eine erhebliche Umweltbelastung, sondern es ergeben sich bei dem bekannten Tunnelofen auch große Wärmeverluste, weil große Mengen brennbarer Gase unverbrannt in die Atmosphäre entweichen.

Es ist ferner ein Brennverfahren bekannt (»Ziegelindustrie« Heft 11, 1972, Seite 521) bei dem ein Teil des Ofengases der Anwärmzone entnommen und in der 'i-ühlzone wieder in den Tunnelofen eingespeist wird. Die endgültige Abfuhr des Rauchgases erfolgt bei dem bekannten Verfahren am Ende des Ofens, also an der Einlaufstelle des Brennguts. Die Temperatur des endgültig in die Atmosphäre abgeführten Ofengases soll bei dem bekannten Verfallen entsprechend den bisher herrschenden Vorstellungen der Fachwelt möglichst niedrig sein.

Auch bei einem Tunnelofen, der nach diesem bekannten Verfahren arbeitet sind die Rauchgase stets mit Schwelgasen und brennbaren Bestandteilen beladen, da das gesamte Rauchgas am Ofenende in die Atmosphäre abgeführt wird. Da nur ein Bruchteil des Ofengases in der Anwarmzone entnommen und wieder in die Kühlzone eingesetzt wird, aber das gesamte Ofengas auf der Strecke zwischen der Hauptbrennzone und dem Ofenausgang mit vergasbaren Substanzen beladen wird, enthält das Rauchgas einen erheblichen Anteil von unverbrannten Schadstoffen.

Es ist ferner ein Tunnelofen bekannt (DE-PS 12 02 706). der Umwälzkanäle zur Entnahme und Umwälzung von noch brennbaren gasförmigen Zersetzungsprodukten der organischen Stoffe aufweist, über die das entnommene Gas den Brennern zugeführt wird.

Auch bei diesem Tunnelofen ist das am Ofenausgang abgezogene Rauchgas stets .,och nslt Schadstoffen beladen.

Schließlich ist aus einem älteren, nicht vorveröffentlichten Vorschlag (DE-OS 25 51 811) ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Waren bekannt, bei der eine Strömung des Ofengases in Oienlängsrichtung entfallen soll. Zu diesem Zweck werden die Verbrennungsluft in der Brennzone zugeführt und die Rauchgase in der Brennzone abgezogen. Ferner wird in der Anfheizzone und in der Kühlzone eine in Kanallängsrichtung im wesentlichen stationäre Atmosphäre eingestellt, welche abschnitts weise quer zur Kanallängsrichtung zwischen einem Ab?.?hnitt der Kühl/one und einem entsprechenden Abschnitt der Aufheizzone umgewälzt wird. Der Tunnelofen gemäß diesem älteren Vorschlag verlangt das Vorsehen von Ringleitungen. mit denen die unerwünschten Ofengasbewegungen in Ofenlängsnchtung vermieden werden sollen. Das Verfahren gemäß dem vorerwähnten älteren Vorschlag unterscheidet sich bereits im Ansatz vom anmeldungsgemäßen Verfahren, bei dem eine Bewegung der Ofengase in Ofenlangsnghtung unerläßlich und erwünscht ist.

Ausgehend von dem aufgezeigten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem Tunnelofen der eingangs erwähnten Art die Abgasqualiläl so zu verbessern, daß sie den kritischen Bestimmun' gen zur Reinhaltung der Luft standhält, Wobei eine wirtschaftliche Betriebsweise der Gesamtofenanlage

gewährleistet ist

Zur Lösung dieser Aufgabe wir erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei einem Tunnelofen der eingangs erwähnten Art mindestens ein weiterer zweiter Abgang zur Entnahme von Ofengas vorgesehen ist, der in Produktförderrichtung vor dem ersten Abgang liegt, und daß das am zweiten Abgang entnommene Ofengas hinter oder im Hochtemperaturbereich wieder eingespeist wird, wobei der erste Abgang zum Abführen des Ofengases in die Außenluft ausgebildet ist

Im Gegensatz zu den bisher bekannten Verfahren zum Betreiben von Tunnelofen wird das Rauchgas nicht mehr mit möglichst niedriger Temperatur aus dem Tunnelofen entnommen. Die Entnahme von Rauchgas mit niedriger Temperatur bedeutet, daß eine wirtschaftliehe Wärmerückgewinnung aus dem Rauchgas nicht möglich ist Die Wärmerückgewinnung aus Rauchgas mit niedrigen Temperaturen erfordert aufwendige und teuere Wärmeaustauscher, die nicht rentabel arbeiten und zudem starker Korrosion ausgesetzt sind. Demgegenüber wird bei dem erfindungsgemäßen Tunnelofen das Rauchgas mit hoher Temperatur entnommen. Dieses Rauchgas enthält praktisch keine vergasbaren oder brennbaren Substanzen mehr. Es besitzt also bere'ts eine chemische Zusammensetzung, welche den kritischen Bestimmungen zur Reinhaltung der Luft standhält. Dariiberhinaus besitzt das Rauchgas ein Temperaturniveau, welches eine wirtschaftliche Rückgewinnung der Abwärme ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird demnach ferner vorgeschlagen, daß hinter dem ersten Abgang ein Wärmetauscher zum Abkühlen des Abgases angeordnet ist.

Ferner hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß der erste Abgang an der Stelle des Tunnelofens angeordnet ist, an der die Temperatur des Ofengases höher liegt als die Vergasungstemperalur der in den Formungen enthaltenen, verbrennbaren oder vergasbaren Substanzen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch einen nach einem üblichen Verfahren betriebenen Tunnelofen,

Fig. 2 ein Temperaturdtagramm zu dem erfindungsgemäßen Tunnelofen,

Fig. 3 eine mit Fig. 2 korrespondierende Schemazeichnung des erfindungsgemäßen Tunnelofens.

Zunächst zu F i g. 1:

Im Tunnelofen 1 strömt das gestrichelt symbolisierte Rauchgas 6 in Richtung des Pfeils 6a im Gegenstrom zu den Förderwagen 7. deren Förderrichtung durch den Pfeil Ta symbolisiert ist. Das Rauchgas verläßt den Ofen vor dem Absperrschieber 3 und wird mittels eines Ventilators 4 zum KaTiin 5 gefördert. Der dargestellte bekannte Tunnelofen besitzt eine Deckenfeuerung.

Nun /u den F i g. 2 und 3. die miteinander korrespondieren:

Auch bei dem erfindungsgemäßen Tunnelofen laufen die Brennwagen 7 in Richtung des Pfeils Ta von links nach rechts durch den Tunnelofen, Das Rauchgas wird durch den Kamin abgeführt. Die Frischluftzufuhr kann be! dem erfindungsgemäßen Verfahren durch einen zwischen der Kühlzone E und der Endkühlzone angeordneten Schieber 19 reguliert werden.

Die Bewegung der Brennwagen mit den keramischen Formungen erfolgt im Gegenstrom zur Hauptgasströ·' mung, welche mit dem Pfeil 10 symbolisiert ist.

Im Prinzip läßt sich der erfindungsgemäße Tunnelofen in die Zonen A bis Funterteilen. Die Zone A stellt die indifferente Anwärmzone mit Temperaturen bis unterhalb 200^AC dar. In der Zone A finden keine Vergasungsvorgänge statt Es schließt sich Zone B mit einem Temperaturbereich von ca. 200 bis 700 C an, in der brennbare Stoffe aus den keramischen Formungen entgasen. Innerhalb der weiter anschließenden Zone C ist das Brenngut entgast und wiird weiter aufgeheizt, zum Beispiel von 700*C bis 1200^ΑΟ. Es schließt sich die Hauptbrennzone D an. Hier wird dem Tunnelofen der Hauptteil des erforderlichen Brennstoffs zugeführt In der anschließenden Kühlzone E wird das Brenngut bis etwa 850 gekühlt und in der daran anschließenden Endkühlzone Ferfolgt die Abkühlung bis auf diejenige Temperatur, mit der das Brenngut den Tunnelofen verläßt.

Während in bekannten Tunnelofen die Rauchgase aus der Zone A oder teilweise aus der Zone B abgeführt werden, erfolgt beim erfindungsgemäßen Verfahren dort keine Rauchgasabfuhr. Ständigen wird beim erfindungsgemäßen Verfahren das zum Verlassen des Tunnelofens vorgesehene Rauchgas aus der Feuerzone oder Hauptbrennzone D abgeführt bzw. aus dazu benachbarten Zonen, wobei das Rauchgas hohe Temperatur aufweist. Es kann beispielsweise teilweise mit hoher Temperatur aus der Kühlzone E entnommen werden.

Der Hauptgasstrom 10 wird im Brennkanal des Tunnelofens durch die Zonen ßund A geführt, dort über Umgehungsleitungen 11, in denen Gebläse 12 sitzen, zurückgeführt und in der Kühlzone oder in der Hauptbrennzone wieder in den Ofen eingespeist. Dabei können mehrere parallelgeschaltete Umgehungsleitungen vorgesehen sein. Der Hautpgasstrom kann an mehreren Stellen der Anwärmzone entnommen und an mehreren Stellen der Kühlzone sowie teilweise in der Feuerzone wieder eingespeist werden.

Der Abgasstrom 13. welcher kleiner als der Hauptgasstrom 10 ist. wird dem Tpnnelofen im Hochtemperaturbereich, bei etwa 600* bis 1200^C Rauchgastemperatur entnommen. Das Abgas kann auch an mehreren Stellen des Hochtemperaturbereichs bis hin zur Kühlzone entnommen werden. Die Temperatur an der Entnahmestelle oder den Entnahrrestellen soll höher sein, als die Vergisungstemperatur der brennbaren Stoffe in den Formungen in der als Entgasungszone dienenden Anwärmzone B, damit kein unverbranntes Schwelgas in den Abgaskamin gelangt. Somit gelangen das gesamte Schwelgas sowie flüchtige Schadstoffe über Jie Umgehungsleitungen 11 durch die Feuerzone des Ofens und verbrennen dort bei Höchsttemperatur restlos.

Dt Abgasstromi oder Rauchgasstrom von hoher Temperatur (ca. 600*C bis 1000*0) kann für Heizzwekke verwendet werden. Es können mit dem Rauchgasstrom zum Beispiel Wärmetauscher 15 zur Heißlufterzeugung oder Dampferzeugung betrieben werden. Das abgekühlte Rauchgas wird von einem Gebläse 16 in den Kamin 5 gefordert.

In der F i g. 3 ist mit 17 ein Heißluftström bezeichnet, der durch den Wärmeaustauscher 15 hindurcl'.strömt und fürTrockenzweckedient

Die Beheizung des Tunnelofens erfolgt über seitliche oder obere Heizlöcher 18 mit sonst üblichen Brennstoffen unter Verbrennungsluflzugabe in bekannter Weise. Da beim erfindungsgemäßen Verfahren eine vollständige Abkühlung des Brenngutes in der Kühlzone ffinfolee

Kühlung mit dem Hauptgasstrom 10 nicht erfolgt, ist am Ende des Tunnelofens noch eine Endkühlzone F vorgesehen, die durch den Schieber 19 Vom Ofenraum getrennt ist Und von einem Kühllüftstrom 20 zur Restkühlung des Brennguts beaufschlagt wird.

Der Abgasstrom bzw. das Rauchgas weist einen höheren CCh-Gehalt auf als das Rauchgas von Tunnelofen, die nach deft bisher bekannten Verfahren betrieben werden. Bereits daraus ergibt sich eine wesentliche Verbesserung des Wärmewirkungsgrades. Durch die Abführung des Gasstromes unmittelbar nach dem Durchlaufen der Hochtemperaturzone werden alle Schadstoffe restlos Verbrannt, ebenso alle brennbaren Stoffe. Die erforderliche Luftzufuhr im Gesamtsystem ist nicht auf die Brennzone beschränkt, sondern kann in allen Zonen, je nach den gestellten Anforderungen, erfolgert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I.Tunnelofen mit Direktbefeuerung, zum Brennen keramischer, insbesondere verbrennbare oder vergasbare Substanzen enthaltender Erzeugnisse, der einen ersten Abgang zur Entnahme von Ofengas mit hoher Temperatur aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein weiterer zweiter Abgang zur Entnahme von Ofengas vorgesehen ist, der in Produktförderrichtung vor dem ersten Abgang (14) liegt, und daß das am zweiten Abgang entnommene Ofengas hinter oder in dem Hochtemperaturbereich wieder eingespeist wird, wobei der erste Abgang (14) zum Abführen des Ofengases in die Außenluft ausgebildet ist.
2. Tunnelofen nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem ersten Abgang (14) ein Wärmetauscher (15) zum Abkühlen des Abgases angeordnet ist
3. Tunnelofen nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abgang (14) an der Stelle ucb Tunnelofens angeordnet ist. an der die Temperatur des Ofengases höher liegt als die Vergasungstemperatur der in den Formungen enthaltenen, verbrennbaren oder vergasbaren Substanzen.
4. Tunnelofen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgänge und Einspeisungen jeweils mehrfach vorgesehen sind.
5. Tunnelofen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 t'-. 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlzone (E) eine durch ein Absperrorgan (19) von der Außenluft abgetrennte Nacnkühlzone (F) nachgeschaliet ist. in der das Brennen mit Frischluft beaufschlagt ist.
6. Tunnelofen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der den zweiten Abgang mit der F.inspeisung verbindenden Leitung (11) ein Revcrsierstromgebläse (12) vorgesehen ist, mit dessen Hilfe der Hauptgasstrom im Brennkanal im Pilgerschritt pulsierend förderbar ist.
7. Tunnelofen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß dem Wärmetauscher (15) ein Reversiersiromgebläse (16) nachgeschaltet ist.
8. Tunnelofen nach Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reversierstromgebläse (12 und 16) für den Hauptgasstrom (10) und für den Abgasstrom (13) synchron geschaltet sind.

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