CN101874188B - 用于对产品进行热处理的隧道窑 - Google Patents

Abstract

一种隧道窑，用于对生产过程中在连续操作中的产品进行热处理，该隧道窑通常具有多个相等的窑区段，每个区段具有鼓风机、用于加热新鲜空气的加热元件、以及共用的排出空气管线，为了处理产品，它们被移动穿过鼓风机的吸入侧或压力侧。为了减少这种窑的总体积并节省能源，建议将鼓风机布置在窑内侧，以使得它与连续输送方向相横向地产生循环流动，并将待干燥产品在鼓风机和压力侧和吸入侧二者上在连续输送方向上彼此平行地输送通过循环流动。这些窑优选地用于生产汽车排气催化转换器，在其中，施加到整体式蜂窝体上的催化剂要被干燥和焙烧。

Description

用于对产品进行热处理的隧道窑

技术领域

本发明涉及一种在生产流程中在连续操作中用于产品热处理的隧道窑。

背景技术

隧道窑或连续隧道窑通常包括彼此法兰连接的多个区段。这些区段形成隧道，待处理物品穿过该隧道在适当的传送带上被输送。装载站和卸载站用于对传送带进行装载和卸载。隧道窑通过燃烧器或通过电加热元件被加热。

在德国专利申请DE 2 344 138、美国专利US 2,330,984、比利时专利BE 557592以及欧洲专利申请EP 0 090 790A1公开的隧道窑中，由鼓风机驱动的已热空气与产品的输送方向相横向地循环。在这种情况下，循环流动被形成为使得其在输送带的整个宽度上以相同方向流动穿过位于输送带上的产品。通过隧道窑内输送带两侧上的相应的空隙来进行已热空气的回流。

欧洲专利申请EP 1 106 947A1公开了一种用于加热印刷电路板的隧道窑。该隧道窑此外包括用于印刷电路板的两个平行输送带。

隧道窑还在汽车排气催化转换器的制造过程中被用于干燥和焙烧陶瓷坯料或施加到惰性载体上的催化剂层。在例如专利US 6,048,199、US6,089,860、US 6,325,963B1中公开了用于焙烧陶瓷蜂窝体的隧道窑。

本发明特别涉及用于制造汽车排气催化转换器的隧道窑。因此，产品优选地为刚被涂有以所谓陶瓷或金属蜂窝体形式使用的催化剂材料的整体式载体，用于制造汽车排气催化转换器。催化剂层必须被干燥和焙烧。根据本发明的隧道窑当然也可以用于处理其他产品。

蜂窝体的催化涂层通常由水中的氧化载体材料的浆料构成。该浆料还可以包含催化活化贵金属和促进剂的前体化合物。它们通常是这些贵金属和促进剂的硝酸盐或氯化物，它们仅通过在隧道窑中焙烧被转换为实际催化活化成分，干燥和焙烧的效果在于释放水蒸汽、氮氧化物或氯的化合物，它们要与窑空气中的一些一起从隧道窑中被排出，同时被新鲜空气所置换，且可能被引到废气排放控制系统。

从装载站，蜂窝体通常首先被传递到干燥区域，在干燥区域中它们以大约100-200℃的温度被干燥，在穿过干燥区域后，它们进入焙烧区域，在焙烧区域中它们以300-600℃的温度被处理。最后，它们通过卸载站离开隧道窑。

发明内容

本发明的目的是提供一种隧道窑，其为特别节省空间的结构，且使所用热能得到最优利用，从而节约能源。

本发明的目的通过一种用于产品12，12′的热处理的隧道窑来实现，其具有隧道形式的窑腔，待处理产品通过该隧道在连续输送方向上被输送，该隧道窑在连续输送方向上具有彼此法兰连接的多个隧道区段10，该隧道窑的特征在于，每个隧道区段包括至少一个鼓风机15、至少一个加热元件17、以及用于新鲜空气的进入通道19、和用于排出空气的排出通道12，该排出空气负载有废气和水蒸汽，其特征还在于，鼓风机或多个鼓风机在隧道区段中被布置成使得它/它们能产生循环流动23，其具有与连续输送方向相横向的向下流动和向上流动，两个平行的用于产品的输送带11，11′提供在向上流动和向下流动中。

根据本发明，与产品连续输送方向相横向的循环流动通过鼓风机或多个鼓风机在隧道区段内产生，且待处理产品在鼓风机的压力侧和吸入侧二者上被输送穿过循环流动。结果，所产生的气体流被最优地利用来处理产品。根据鼓风机的布置，向下或向上流动位于鼓风机的压力侧或吸入侧，反之亦然。

所述隧道区段优选地具有矩形截面，且分别由底部、顶部以及两个侧壁来界定，所述鼓风机优选地通过底部从下面被引入到窑腔中，为了便于通常的维护和检修工作，隧道区段的侧壁可以被形成为能向下摆动。

在窑腔中可以布置有用于引导空气流的流动挡板，和用于提供均匀流动到待处理产品上(或可能地穿过产品)的带孔或带狭槽板。另外，流动挡板可以有助于形成理想的循环流动。

气体燃烧器或油燃烧器以及电加热元件都适于加热窑腔，优选使用电加热元件。

为了减少热损失，有利的是将排出通道布置在窑腔内。排出通道收集各单独循环流动中的排出空气，并将其引导到中央外部位置。如果需要的话，排出空气可以传递到废气排放控制系统中

布置在隧道区段内的鼓风机有时必须要进行维护和检修。因此，在隧道窑的优选实施例中，鼓风机与底部和侧壁的一部分法兰连接以连接到隧道区段上，以便很容易更换。

可以使用车箱或输送带来输送产品通过隧道窑。优选使用输送带。在这种情况下，待处理产品在两个平行输送带上在鼓风机的吸入侧和压力侧被输送通过循环流动。为了简化目的，两个输送带由一个共同的驱动器来驱动。

隧道窑用于例如干燥和焙烧涂有催化剂层的陶瓷或金属蜂窝体，用于制造汽车排气催化转换器。为此，通过激活隧道区段的加热元件来设定沿着连续输送通过隧道窑的方向的所需温度分布，且待处理产品在平行的输送带上被输送通过循环流动的向上和向下流动，循环流中的一些相应地被排出以从窑去除在产品热处理过程中游离的废气和水蒸汽，并用相应量的新鲜空气来代替它。

隧道窑的模块化构造使得可以在根据本发明的隧道区段之间插入其他站，例如，用成形气体来对产品进行还原处理的站。而且，如果需要的话，可以用冷却所选隧道区段来代替加热该区段。

如果在窑中仅处理少量产品，有利的是基于仅一个隧道区段来构建一个分批式(或间歇式)窑，传送带由相应的承载栅格来代替。

在说明书开头部分所提及的具有与连续输送方向相横向的循环流动的隧道窑的情况下，待处理产品仅在一个方向上被热空气流动穿过。返回流分别被形成为绕产品的外侧穿过。这意味各单独隧道区段都必须具有比产品输送所必须的要宽的截面。与此相反，在本发明中，循环流动的返回流还被用于处理产品。这使得各单独隧道区段成为相当紧凑的结构。根据本发明人的经验，本发明一个隧道区段可节省圆周表面积高达30％。这意味着可观地节省了钢板和绝热。另外，也将尽管绝热良好但不能完全避免的热排放减少到与所节省圆周表面积相对应的程度。根据本发明的隧道窑因此还大大有助于节约能源。

附图说明

下面参考附图来详细描述本发明，图中：

图1为隧道窑的侧视图；以及

图2为穿过隧道区段的截面图。

具体实施方式

图1示出了一种隧道窑1的基本构造。在隧道窑的开始处具有装载站2，用于为隧道窑装填待处理产品，在隧道窑的结束处具有卸载站3，用于移除已处理的产品。该隧道窑包括彼此法兰连接的多个隧道区段4。为了干燥和焙烧汽车排气催化转换器，需要100-600℃之间，优选100-500℃之间的温度。窑的模块化构造使得每个隧道区段可大大独立于相邻区段而设置处理温度。因此可以将装载站下游的窑中的温度设为100到200℃之间，用于干燥潮湿催化剂。仅在经过此干燥区域之后，窑温才增加到例如300-600℃，以焙烧催化剂涂层。

图2以示例方式示出了与连续输送方向相垂直地穿过隧道区段10的截面图。该隧道区段的截面是矩形的，并由底板24、顶部25以及两个侧壁26，27来界定。隧道窑的横截面被竖直流动挡板13分为两个半部。在两个半部的每个中，具有输送带11，11′，用于使产品输送通过隧道。输送带有利地为带孔结构，以尽可能少地阻碍循环流。在图2中，输送带的纵向延伸被定向为与图中纸面相垂直。鼓风机15从下面法兰连接到隧道窑上，并用于产生循环流动23。鼓风机由电机16驱动，隧道区段中的气体流动通过图2中虚线箭头标示。在鼓风机的吸入侧，新鲜空气18通过进入通道19被吸入。新鲜空气20通过加热元件17被加热到必要的处理温度。为了冷却鼓风机电机，有利的是将电机布置在用于新鲜空气的进入通道中。热的并且负载有废气的排出空气21通过排出通道22被收集并被引导到中央处理位置。为利用废气中的热含量，有利的是将排出通道22布置在隧道区段内侧。隧道区段内的流动状况可用适当的流动挡板和筛子影响成使得待处理产品经受到尽可能均匀的流动。在图2中以示例的方式仅示出了一个进一步的流动挡板14。在图2中没有示出隧道区段的壁的必要绝热以保持图面整洁。

Claims (10)

1.一种隧道窑，具有用于产品(12，12′)热处理的窑腔和连续输送方向，该隧道窑在该连续输送方向上包括彼此法兰连接的多个隧道区段(10)，其特征在于，每个隧道区段包括至少一个鼓风机(15)、至少一个加热元件(17)、以及用于新鲜空气的进入通道(19)、和用于排出空气的排出通道(22)，该排出空气负载有废气和水蒸汽，其特征还在于，该鼓风机或多个鼓风机在隧道区段中被布置成使得它/它们能产生循环流动(23)，该循环流动具有与连续输送方向相横向的向下流动和向上流动，两个平行的用于产品的输送带(11，11′)提供在向上流动和向下流动中。

2.如权利要求1所述的隧道窑，其特征在于，所述隧道区段具有矩形截面，且分别由底板(24)、顶部(25)以及两个侧壁(26，27)来界定，所述鼓风机通过底部从下面被引入到窑腔中。

3.如权利要求2所述的隧道窑，其特征在于，在窑腔中布置有用于引导空气流的流动挡板(13)，以及用于提供均匀流动到待处理产品上的带孔或带狭槽板(14)。

4.如权利要求3所述的隧道窑，其特征在于，所述加热元件(17)为电操作加热元件。

5.如权利要求1所述的隧道窑，其特征在于，废气管线(22)收集各单独循环流动的排出空气并将排出空气引导到中央外部位置。

6.如权利要求5所述的隧道窑，其特征在于，所述隧道区段的侧壁被构造成使得它们能向下摆动以便于进行维护和检修工作。

7.如权利要求1所述的隧道窑，其特征在于，两个输送带由一个共同的驱动器来驱动。

8.如前述权利要求中任一项所述的隧道窑的使用，用于干燥和焙烧涂有催化剂层的陶瓷或金属蜂窝体。

9.一种用于操作如权利要求1-7中任一项所述的隧道窑的方法，其特征在于，通过致动相应的加热元件来设定沿连续输送方向通过隧道窑的所需温度分布，且待处理产品在平行的输送带上被输送通过循环流的向上流动和向下流动，循环流中的一些相应地被排出以从窑去除在产品热处理过程中游离的废气和水蒸汽，并用相应量的新鲜空气来代替它。

10.一种分批式窑，具有用于对产品热处理的窑腔，其特征在于，该分批式窑包括至少一个鼓风机、至少一个加热元件、以及用于新鲜空气的进入通道、和用于排出空气的排出通道，该排出空气负载有废气和水蒸汽，其特征还在于，该鼓风机或多个鼓风机在窑腔中被布置成使得它/它们能在窑腔中产生具有向下流动和向上流动的循环流，待处理产品被布置在向下流动和向上流动二者中，循环流中的一些相应地被排出以通过排出通道从窑中去除在产品热处理过程中游离的废气和水蒸汽，并用相应量的新鲜空气来代替。

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