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Die Erfindung betrifft einen Tunnelofen zum Brennen keramischer Erzeugnisse, wobei die Formlinge die für den Brennprozess erforderliche Energie in Form äusbrennbarer Bestandteile enthalten, bestehend aus Vorwärmer, Abbrandzone und Kühlzone, sowie vorzugsweiser Anordnung von Sauerstoffmesssonden in der Abbrandzone, eines Wärmetauschers in der Rauchgasleitung und eines Absorbers für die Erfassung der Schadstoffe.
Es sind Tunnelöfen bekannt, in denen die beim Verbrennen entstehenden Rauchgase mit einem hohen Anteil an unverbrannten Substanzen in den Brennraum zurückgeführt werden und dort nachverbrennen. Da diese Gase auf Brenntemperatur aufgeheizt werden müssen, steigt der Brennstoffverbrauch an.
Bei Tunnelöfen ohne Primärbrennstoffzuführung in. bekannter Art und Weise entstehen Gase, die nicht sofort verbrannt werden und erst einem weiteren Verbrennungsraum zugeführt werden müssen. Dies stellt sicherheitstechnisch ein Risiko dar.
Die DE-OS 2707510 sieht vor, das Einsatzgut im Gleichstrom mit vorgewärmter Luft bis auf eine bestimmte Zündtemperatur vorzuwärmen und anschliessend in einer Brennzone zu brennen, ohne eine Temperaturvergleichmässigung über den Ofenquerschnitt und eine verlässliche Steuerung der Entzündung und Verbrennung der ausbrennbaren Bestandteile zu gewährleisten.
Der anlagentechnische Aufwand ist hoch und damit ist das Verfahren bei Modernisierung älterer Anlagen nicht geeignet. Der Nachweis der technischen Möglichkeit dieses Verfahrens ist ebenfalls derzeit noch nicht erfolgt.
In der DE-OS 1913446 wird ein Tunnelofen zum Brennen von feuerfesten und sonstigen keramischen Produkten beschrieben, welcher mit Luftführungs- und Rekuperatorsystemen zu einer besseren Ausnutzung der Wärmeinhalte der Medien ausgerüstet ist. Dieses System ist kompliziert und aufwendig aufgebaut und für die speziellen Bedingungen der"selbstbrennenden keramischen Rohlinge" nicht geeignet.
Ziel der Erfindung ist die Substitution hochwertiger Energieträger durch unveredelte Energieträger bei gleichzeitiger Senkung des spezifischen Wärmeverbrauches und die Verbesserung der Qualität der Erzeugnisse, besonders durch Porosierung. Dabei sollen weiterhin folgende Vorteile erreicht werden : vollständiger Ausbrand der brennbaren Bestandteile,
Vermeidung von erschwerten Arbeitsbedingungen durch Asche und Schadgase ausserhalb des
Ofensystems und
Senkung der Schadstoffemission.
Gemäss der Erfindung wird dieses Ziel dadurch erreicht, dass in dem Vorwärmer in Höhe des Tunnelofenwagenplateaus links und rechts versetzt eingebaute Düsen für die Zuführung eines Rauchgas-/Kühl- und Frischluftgemisches, welches im Querstrom das Einsatzgut abtrocknet und unterhalb der Abschwel- und Entzündungstemperatur aufheizt, angeordnet sind, und der Vorwärmer zur Umgebungsatmosphäre durch ein Ofentor und zur Abbrandzone durch einen Brennkanalschieber räumlich abgetrennt ist, und dass über die gesamte Länge der Abbrandzone mehrere Register zu je 3 bis 5 Düsen zur Verbrennungslufteindüsung, welche neben der Zündung und gleichmässigen Verbrennung der Schwelgase durch die hohe Eindüsgeschwindigkeit eine Temperaturvergleichmässigung bewirkt, angeordnet sind,
und für den Abzug der bei der Verbrennung entstehenden Rauchgase über die gesamte Länge der Abbrandzone Stichkanäle, welche in neben dem Ofen angeordneten Sammelleitungen münden, vorgesehen sind, und ein gesondertes Luftsystem zur Zuführung von Ballastluft ist, und die gesamte Kühlzone zum Zwecke der lufttechnischen Separierung mit einer Kühlluftabsaugung sowie Druckregelung versehen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch technische Massnahmen eine Substitution hochwertiger durch minderwertigere, verfügbare Energieträger zu erzielen, wobei die gesamte für den Brennprozess notwendige Wärmemenge im Einsatzgut enthalten ist. Der Abschwelverlust und somit die Emission unvollkommen verbrannter Brennstoffanteile soll im Vorwärmer verhindert und in der Abbrandzone minimiert werden. Dabei wird in dem querstrombelüfteten Vorwärmer das Einsatzgut vollständig nachgetrocknet und gleichmässig vorgewärmt, ohne die Zündtemperatur und den Abschwelvorgang zu erreichen. Danach ist die Voraussetzung geschaffen, das Gut mit hohen Prozesstemperaturen zu beaufschlagen und somit den Abbrand der Brennstoffanteile im Brenngut und die Zündung der Schwelgase bei schneller Aufheizung des Gutes einzuleiten.
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In der nachfolgenden durch einen Brennkanalschieber abgetrennten Abbrandzone werden die Prozessbedingungen so gestaltet, dass mit dem Abschwelvorgang die Zündtemperaturen der Schwelgase erreicht werden. Dazu werden die im Deckenspalt befindlichen heissen Rauchgase durch Injektordüsen abgesaugt und zum Abbrand über den gesamten Brennkanalquerschnitt umgewälzt.
Übertemperaturen in der Abbrandzone werden durch Zugabe von Ballastluft und den dosierten Abgasabzug vermieden.
Zur Abtrocknung des Einsatzgutes und zur Aufheizung unterhalb der Abschwel- und Entzündungstemperatur werden im Vorwärmer in Höhe des Tunnelofenwagenplateaus links und rechts versetzt eingebaute Düsen angeordnet. Über die gesamte Länge, der Abbrandzone sind mehrere Register zu je 3 bis 5 Düsen zur Verbrennungslufteindüsung, welche neben der Zündung und gleichmässigen Verbrennung der Schwelgase durch eine hohe Eindüsgeschwindigkeit eine Temperaturvergleichmässigung bewirkt, angeordnet. Für den Abzug der Rauchgase sind über die gesamte Länge der Abbrandzone Stichkanäle, welche in Sammelleitungen münden, vorgesehen.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen Fig. 1 eine Draufsicht eines erfindungsgemässen Tunnelofens, Fig. 2 einen Querschnitt des Vorwärmers und Fig. 3 einen Querschnitt der Abbrandzone.
Ein Teil des Rauchgases --1-- wird zusammen mit Kühlluft --2-- und Frischluft --3-- in einem Mischkasten --4-- gemischt und über ein Düsensystem --5-- und einen Ventilator --6-dem Vorwärmer --7-- zugeführt. In Höhe des Tunnelofenwagenplateaus --8-- wird über jeweils
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dass eine Zündung des in die Rohlinge eingepressten Energieträgers bereits im Vorwärmer abläuft. Durch'die relativ hohe Einblasgeschwindigkeit ist keine zusätzliche Umwälzung der Ofenatmosphäre erforderlich. Über zwei Abzüge --10-- wird die Abluft dem Rauchgasventilator --11-- zuge- führt.
Der Vorwärmer --7-- ist von der Abbrandzone --12-- durch einen Brennkanalschieber --13-- räumlich abgetrennt. An der Einfahrt verschliesst ein Ofentor --14-- den Vorwärmer.
Zur Vermeidung von Abluftaustritten wird der Vorwärmer mit geringem Unterdruck betrieben.
Das erfordert zur Verhinderung von Falschlufteintritten einen relativ dichten Wagenpark und Ofenverschluss.
In der Abbrandzone --12-- wird auf das 80 bis 120 C vorgewärmte Einsatzgut --15-- auf Garbrandtemperatur gebracht, wobei der gesamte Energiebedarf der Abbrandzone durch den im
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menge im Einsatzgut, Havarien der Einschubmaschine, Ventilatorausfälle, Anfahrzustände u. ä.) zugeschaltet werden. Das Signal für das Zuschalten bzw. das Ausserbetriebsetzen der Brenneranlage ist das Unter- oder Überschreiten eines vorgegebenen Sollwertes der Ofentemperatur.
Zu oben genannter Vorrichtung der Verbrennungslufteindüsung gehören ein Ventilator --17-und ein Düsensystem --18--, das in die Abbrandzone eingebracht wird. Die einzudüsende Luftmenge und damit die Anzahl und Auslegung der Düsen ist abhängig vom gewählten Luftfaktor, der erfindungsgemäss zwischen 1, 3 bis 2, 0 betragen sollte. Das System ist so dimensioniert, dass Austrittsgeschwindigkeiten der Verbrennungsluft von zirka 100 m/s realisiert werden und ist in mehrere Register --19-- zu je 3 bis 5 Düsen --20-- aufgeteilt, die über die gesamte Brennzone variabel einsetzbar sind. Nach Erfordernis, z. B. Leistungsänderung, Änderung der Qualität des eingepressten Energieträgers, Besatz- oder Erzeugnisänderungen, können die Register in Richtung Vorwärmer oder zum Abbrandzonenende hin verschoben werden.
Die Verbrennungsluft wird leistungsabhängig eingestellt.
Wird ein vorgegebener Temperaturoberwert in der Abbrandzone überschritten, wird die Abbrandzone mit zusätzlicher Kaltluft beaufschlagt. Diese nachfolgend als Ballastluft --21-- be- zeichnete Luftmenge wird vorteilhaft über ein gesondertes Luftsystem --22-- über die Ofendecke zugeführt, wobei die Menge der Sollwertabweichung proportional ist. Bei Erreichen des Sollwertes schliesst die Drosselklappe, und der Ventilator --23-- der Ballastluft schaltet ab. Da der Druck
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in der Abbrandzone sich durch die wechselnden Lufteinblasungen ständig verändert, wird durch einen Regelmechanismus im Rauchgassystem dieser konstant gehalten.
Das Rauchgas wird über Stichkanäle --24-- abgezogen, wobei die Sammelleitung --25-- nicht im Unterofen, sondern ausserhalb des Ofens jeweils links und rechts neben den Stichkanälen geführt wird. Die Rauchgasstichkanäle sind mittels Drosselklappen einzeln einstellbar. Die Rauchgastemperatur wird gemessen und dadurch geregelt, dass bei Überschreitung eines Oberwertes ein Wärmetauscher --26-- in den Rauchgasstrom geschaltet wird.
Die gesamte Kühlzone --27-- wird mittels einer Kühlluftabsaugung --28-- sowie Druckregelung lufttechnisch separiert. Zur Abscheidung von Schadstoffen mit relativ hoher Konzentration und hoher Temperatur werden in die Rauchgassammelleitungen Absorber --29-- eingesetzt. Der Sauerstoffgehalt der Abbrandzonenatmosphäre wird vorteilhaft durch eine Sonde gemessen und zur Sicherung des Explosionsschutzes durch Zugabe von Luft auf einer vorgegebenen Mindestkonzentration gehalten.