DD212791A1 - Verfahren zur kuehlwaermerueckgewinnung bei brennoefen fuer keramische erzeugnisse - Google Patents

Abstract

Das Verfahren zur Kuehlwaermerueckgewinnung bei Brennoefen fuer keramische Erzeugnisse bezieht sich auf die Gewinnung und Nutzung des Waermeinhaltes der gebrannten keramischen Formlinge, die nach Abschluss des Brandes auf Umgebungstemperatur abgekuehlt werden muessen. Ziel der Erfindung ist es, diese anfallende Kuehlwaerme weitestgehend zurueckzugewinnen und moeglichst vollstaendig innerhalb des Herstellungsprozesses der Formlinge, unabhaengig vom eingesetzten Energietraeger fuer d. Brand, zu nutzen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass als Waermetraeger Luft im offenen Kreislauf regelbar durch die Kuehlzone des Ofens und durch einen ausserhalb des Ofens angeordneten Waermetauscher gefoerdert wird und dass die Restkuehlung mittels Umgebungsluft erfolgt, die entsprechend der benoetigten Verbrennungsluftmenge regelbar an der Ofenausfahrt in die Kuehlzone des Ofens eingeblasen wird. Der eingesetzte Waermetauscher erlaubt eine teilweise Entaschung des Kuehlgutes und die direkte Uebertragung der gewonnenen Waerme in vorhandene Verbraucher, wie beispielsweise Warmwasserheizungen fuer Trocken- und Heizzwecke, wie sie in Betrieben der grobkeramischen Industrie eingesetzt sind.

Description

; -1- 246 537 O

Titel der Erfindung

Verfahren zur Kühlwärmerückgewinnung bei Brennofen für keramische Erzeugnisse Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Verfahren bezieht sich auf die Gewinnung und Nutzung des Wärmeinhaltes der gebrannten keramischen Formlinge, die nach Abschluß des Brandes auf Umgebungstemperatur abgekühlt werden müssen. Beim keramischen Brand erfolgt die Gewinnung dieser Wärme in der Kühlzone von Ring- und Tunnelofen bzw. in der Kühlphase bei Kammerofen. Diese gewonnene Wärme wird z. B. in der Trocknung und für Heizungszwecke genutzt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Üblicherweise wird beim keramischen Brand ein Teil des Wärmeinhaltes des gebrannten Gutes zur direkten Vorwärmung der Verbrennungsluft genutzt. Der verbleibende Teil des Wärmeinhaltes wird in Form von Warmluft außerhalb des Brennprozesses, meist zu Trocknungszwecken, genutzt. Blechrohrleitungen von meist größeren Abmessungen und Längen einschließlich Ventilatoren sind für den Transport der Warmluft erforderlich. Da in dieser Warmluft häufig Schadgase {Oxide des Schwefels und Kohlenstoffs) auftreten, wird die Lebensdauer alle technologischen Stahlbauteile, die mit diesen Schadstoffen in Berührung kommen, verringert. Außerdem kann die Schadgaskonzentration innerhalb des Trockners einen Werterreichen, der für das Bedienungspersonal gesundheitsschädigend ist. Beim Beheizen der Brennofen mit festen Brennstoffen treten Staub und Asche in der abgezogenen Warmluft auf, die zum Versetzen und verstärkten Verschleiß von Rohrleitungen und Ventilatoren führen und außerdem die Trockner verschmutzen. Durch Nachverbrennung von Kohle in der Kühlzone und Reaktionen derselben mit dem keramischen Brenngut steigt die Schadgaskonzentration in der Kühlluft und damit vergrößern sich die Korrosions- und arbeitshygienischen Probleme.

Handelt es sich beim Abnehmer der gewonnenen Kühlwärme um einen Trockner mit Warmwasser-Innenheizung, wie das häufig, vor allem in der grobkeramischen Industrie, der Fall ist, so wird von der kontinuierlich durch den Brennofen bereitgestellten Kühlwärme nur ein Bruchteil genutzt, da lediglich die Trocknungsluft vorgewärmt werden kann. Die diskontinuierliche Fahrweise des Trockners mit Stillstandszeiten bis zu 2 Tagen in einer Woche verringert ebenfalls den Ausnutzungsgrad der Kühlwärme. Es sind Lösungen vorgeschlagen worden (Patent AP54269 F27B 9/12) bei denen ein Teil der Kühlwärme der Tunnelofen durch Einbau von Strahlungsheizkörpern mit Warmwasserdurchfluß im heißesten Bereich der Kühlzone abgeführt wird. Derartige Lösungen erfordern wesentliche bauliche Änderungen im Bereich der Ofendecke und sind, da sie unmittelbar im Strahlungsbereich des Brennkanals der Öfen installiert sind, wenig reparaturfreundlich. Da sie nur im oberen Temperaturbereich verstärkter Wärmestrahlung befriedigend funktionieren, läßt sich lediglich ein Bruchteil des im Brenngut befindlichen Wärmeinhaltes rückgewinnen

: Ziel der Erfindung ·

Es ist das Ziel der Erfindung, die beim Brand von keramischen Formungen anfallende Kühlwärme weitestgehend zu gewinnen υηά möglichst vollständig innerhalb des Herstellungsprozesses der Formlinge zu nutzen, unabhängig vom eingesetzten Energieträger für den Brand. _β -.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch entsprechende technische Maßnahmen den Wärmeinhalt gebrannter keramischer Formlinge nach Erreichen der Brenntemperatur und Abschluß des Brandes zurückzugewinnen und möglichst vollständig innerhalb des Herstellungsprozesses dieser Formlinge zu nutzen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anordnung eines Warmwasserwärmetauschers außerhalb des Ofenkörpers und damit reparaturfreundlich gelöst, durch den die aus der Kühlzone bzw. während der Kühlphase aus dem Ofen entnommene Heißluft gesaugt wird, um in abgekühltem Zustand dem Ofen an anderer Stelle wieder zugeführt zu werden. Diese Luft wirkt nur als Wärmeträger und beeinflußt den Lufthaushalt des Ofens kaum. Zur Restkühlung des Gutes im Bereich niederer Temperaturen wird bei kontinuierlich betriebenen Öfen Umgebungsluft in der Menge in den Ofen eingeblasen, wie sie als Verbrennungsluft in der Brennzone benötigt wird. Eine eingebaute Temperaturregelung im Kühlbereich des Ofens sorgt durch Beeinflussung der durch den .

Wärmetauscher gezogenen Luftmenge und der in den Ofen eingeblasenen Kaltluftmenge für gleichbleibende Verbrennungsverhältnisse in der Brennzone auch bei schwankender Ofenleistung.

Der Wärmetauscher ist so ausgelegt, daß die bei Beheizung der Öfen mit festen Brennstoffen in der Kühlluft auftretenden Aschen und Stäube in speziell ausgebildeten Abscheideräumen separiert und abgezogen werden können. Eine weitgehende Entaschung des Kühlbereiches ist damit möglich.

Da die gesamte zur Nutzung außerhalb des Ofens vorgesehene Kühlwärme in Form von Warmwasser anfällt, ist bei den weit verbreiteten Trocknern mit Warmwasserbeheizung das Einspeisen problemlos und eine weitgehende Wärmeausnutzung gegeben. Bei Trocknern mit Außenbeheizung durch Heißluft läßt sich diese Heißluft über Wärmetauscher erzeugen. Arbeitszeitbedingte Schwankungen in der Wärmeabnahme durch den Trockner lassen sich durch Kapazitätsreserven des Trockners und Speicher für Warmwasser ausgleichen.

Die direkte Nutzung des Warmwassers für andere, im Werk vorhandene Verbraucher wie Gebäudeheizungen und Duschwasserbereitung ist möglich, jedoch wegen ungleichmäßiger Abnahme wenig sinnvoll.

Ausführungsbeispiel -

Am Beispiel eines Tunnelofens zum Ziegelbrand soll die Erfindung erläutert werden.

Über das Schiebeluftgebläse 1 wird die zur Verbrennung in der Brennzone des Tunnelofens erforderliche Luftmenge im Bereich der Ofenausfahrt in den Kühlkanal 2 eingeblasen. Der Ventilator 3 saugt Weißluft aus dem Kühlkanal 2 durch die Wärmetauscher 4, um sie in abgekühltem Zustand an anderer Stelle weiter zur Ofenausfahrt wieder in den Kühlkanal einzublasen. Im unteren Bereich haben die Wärmetauscher eine Vorrichtung 5 zur Entnahme von Asche. y Der Regler 6 sorgt für eine konstante Ausfahrtemperatur 10 des Besatzes 11, der auf den Ofenwagen 12 durch die Kühlzone transportiert wird, indem die Kühliuftmengen durch die Drosselklappen 7 und 8 beeinflußt werden. Gleichzeitig wird die Verbrennungsluftmenge über die Drosselklappe 9 der Brennstoffzugabe 13 in der Brennzone angepaßt.

Das im Wärmetauscher 4 erwärmte Wasser gelangt über die Anschlußstellen 14 und 15 in den inneren Warmwasserkreislauf des Trockners.

Claims (5)

1. -2- 245 537 O

   Erfindungsansprüche

   1. Verfahren zur Kühlwärmerückgewinnung bei Brennöfen für keramische Erzeugnisse, insbesondere Tunnelofen der grobkeramischen Industrie, wobei das Kühimedium Luft dem zu kühlenden Brenngut (11) und dem Ofenwagen (12) seinen Wärmeinhalt entzieht, diesen außerhalb des Tunnelofens in einem Wärmetauscher (4) an einen anderen Wärmeträger abgibt, gekennzeichnet dadurch, daß die abgekühlte Luft in den Kühlbereich des Brenngutes zurückgeführt wird und zur Restkühlung an der Ofenausfahrt Umgebungsluft in den Kühlkanal (2) eingeblasen wird.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß die an der Gfenausfahrt in den Kühlkanal (2) eingebiasene Umgebungsluftmenge mengenmäßig der zur Verbrennung in der Brennzone erforderlichen vorgewärmten Verbrcnnungsiuftmenge entspricht, während die durch den Wärmetauscher (4) geführte Luftmenge mengenmäßig gleichbleibend· im offenen Kreislauf dem Kühlkanal (2) wieder zugeführt wird.
3. 3. Verfahren nach Punkten 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß zur Regulierung der Küb'wirkung mittels Steilorganen (7), (8) und Regler (6) eine mit der Temperatursonde (10} gemessene vorgegebene Ausfahrtemperatur eingehalten wird und die Verbrennungsluflmenge mittels Stellorgan O) und Regler (6) der Brennstoffzugabe (13) angepaßt wird.
4. 4. Verfahren nach Punkten 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die bei Beheizung des Tunnelofens mit festen Brennstoffen in die Kühlzone gelangende Asche, die beim Kühlprozeß aufgewirbelt wird, in den Wärmetauscher (4) geführt und dort weitgehend in der Vorrichtung zur Ascheentnahme (5) abgeschieden wird. -
5. 5. Verfahren nach Punkten 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die im Wärmetauscher übertragene Kühlwärme des Brenngutes bei entsprechender Wahl des Wärmeübertragermediums direkt in vorhandene Kreisläufe eingespeist wird.

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