DE102022125463A1 - Tunnel for curing concrete products - Google Patents
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Abstract
Ein Tunnel (1) zum kontinuierlichen Härten von auf fahrbaren Unterlagen (14) gelagerten Betonwaren (15), wobei der Tunnel (1) ein- und ausgangsseitig durch Tore (2, 3) verschließbar ist, soll so weitergebildet werden, dass ein Karbonisieren von Beton in einem kontinuierlichen Prozess möglich wird, und dass gleichzeitig das Trocknen sowie das Karbonisieren des Betons in einem offenen Prozess erfolgen kann mit der Verwendung von kohlendioxidhaltigem Rauchgas oder Luft und bei dem kein zusätzliches Kohlendioxid durch den offenen Prozess in die Umgebung entweicht. Dazu wird vorgeschlagen, dass der Tunnelinnenraum bei geschlossenen Toren (2, 3) Luftdicht ist, dass der Tunnel (1) in mindestens drei verfahrenstechnische Zonen unterteilt ist, dass die erste Zone (4) an eine Trocknungsluftversorgung, die zweite Zone (5) an eine Versorgung mit gegenüber Umgebungsluft verstärkt CO2haltigen Gasen und die dritte Zone (6) an einen Abluftkanal angeschlossen sind, dass zumindest dem Abluftkanal eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung (12) zugeordnet ist, und dass das Fördervolumen des Abluftkanals über die Steuer- bzw. Regelvorrichtung (12) in Abhängigkeit des CO2-Gehalts der Abluft einstellbar ist.A tunnel (1) for the continuous hardening of concrete products (15) stored on mobile bases (14), the tunnel (1) being closable at the entrance and exit by gates (2, 3), is to be developed in such a way that carbonization of concrete in a continuous process, and that at the same time the drying and carbonization of the concrete can take place in an open process using carbon dioxide-containing flue gas or air and with no additional carbon dioxide escaping through the open process into the environment. It is proposed that the tunnel interior is airtight when the gates (2, 3) are closed, that the tunnel (1) is divided into at least three procedural zones, that the first zone (4) is connected to a drying air supply, the second zone (5) to a supply of gases containing more CO2 than ambient air and the third zone (6) are connected to an exhaust air duct, that at least the exhaust air duct is assigned a control or regulating device (12), and that the delivery volume of the exhaust air duct is controlled via the control or regulating device (12) can be adjusted depending on the CO2 content of the exhaust air.
Description
Die Erfindung betrifft einen Tunnel zum kontinuierlichen Härten von auf fahrbaren Unterlagen gelagerten Betonwaren, wobei der Tunnel ein- und ausgangsseitig durch Tore verschließbar ist sowie ein Verfahren zum Betreiben des Tunnels.The invention relates to a tunnel for the continuous hardening of concrete products stored on mobile bases, the tunnel being closable by gates at the entrance and exit, and a method for operating the tunnel.
Anlagen zum Härten von Betonwaren sind schon seit langem bekannt. Hierzu werden die Betonwaren in Härteregale eingebracht, die in großen geschlossenen Klimakammern über einen Zeitraum von mehreren Stunden bis Tagen gelagert werden. In den geschlossenen Klimakammern kann jedoch nur ein Klima ausgebildet werden, ohne gezielte Unterschiede an Temperatur und/oder relativer Luftfeuchte in der Kammer oder über die Zeit. Diese Kammern können auf Grund ihrer Undichtigkeit und Öffnungen für Brettei- und Auslauf nicht mit gesundheitsschädlichen Gasen beaufschlagt werden.Plants for curing concrete products have been known for a long time. For this purpose, the concrete goods are placed in hardening racks, which are stored in large, closed climatic chambers for a period of several hours to days. In the closed climatic chambers, however, only one climate can be formed without specific differences in temperature and/or relative humidity in the chamber or over time. These chambers cannot be exposed to harmful gases due to their leaks and openings for board and run.
Demgegenüber sind ebenfalls bekannte, gewöhnlich über Rolltore verschließbaren Klimagänge, vergleichsweise dicht. Es ist deshalb auch möglich, in den verschlossenen Klimagängen Temperatur und Luftfeuchtigkeit über die Zeit zu variieren.In contrast, known air-conditioning passages that can usually be closed via roller shutters are also comparatively tight. It is therefore also possible to vary the temperature and humidity over time in the closed air-conditioning aisles.
Durch neuartige Zemente/Bindemittel, die nicht unter Zugabe von Wasser, sondern durch Zugabe von z.B. Kohlendioxid aushärten, werden Anforderungen an die Betonerhärtung gestellt, die darin bestehen, dass keine schädlichen Gase aus der Klimakammer entweichen dürfen, erstens, weil sie gesundheitsschädlich sind und, zweitens, weil diese Gase (z.B. Kohlendioxid) das Klima stark belasten. Dies bedeutet, dass die Erhärtung in einem geschlossenen Prozess durchgeführt werden muss.New cements/binders that do not harden by adding water but by adding carbon dioxide, for example, impose requirements on the concrete hardening that no harmful gases may escape from the climatic chamber, firstly because they are harmful to health and, secondly, because these gases (e.g. carbon dioxide) have a severe impact on the climate. This means that hardening must be carried out in a closed process.
Zudem ist es erforderlich, dass das Anmachwasser zu einem Teil durch einen Trocknungsprozess den Betonwaren wieder entzogen werden muss. Dies geschieht normalerweise konvektiv in einem offenen Prozess, indem warme, trockene Luft zugegeben wird und feuchte Luft wieder aus der Kammer abgeblasen wird. Dies steht jedoch in einem Konflikt zu der Forderung, dass keine Gase aus der Klimakammer entweichen dürfen. Als Folge muss die Trocknung in einem Kondensationstrockner realisiert werden, was mit hohen Energiekosten verbunden ist.In addition, it is necessary for the mixing water to be partly removed from the concrete products again by a drying process. This is usually done convectively in an open process by adding warm, dry air and blowing moist air back out of the chamber. However, this is in conflict with the requirement that no gases may escape from the environmental chamber. As a result, the drying has to be carried out in a condensation dryer, which is associated with high energy costs.
Das Karbonisieren der Betonwaren geschieht im Allgemeinen durch Batchprozesse, bei denen stationär gelagerte Betonwaren einem sich zeitlich ändernden Behandlungsprozess unterzogen werden, bei dem sich Temperatur, Luftfeuchte und Kohlendioxidkonzentration über die Zeit ändern. Bei dem Batchprozess muss das Kohlendioxid jedoch in reiner Form zugeführt werden und kann nicht in Form von kohlendioxidhaltigem Rauchgas oder Luft zugeführt werden. Hintergrund ist, dass die zusätzlichen Gase wieder aus der Kammer abgeführt werden müssen und es technisch nicht möglich ist, gleichzeitig das Kohlendioxid in der Kammer zu behalten. Somit würde ein Großteil des in der Luft oder im Rauchgas enthaltenen Kohlendioxids wieder aus der Kammer entweichen.The carbonization of the concrete goods is generally done by batch processes, in which stationary stored concrete goods are subjected to a treatment process that changes over time, in which temperature, humidity and carbon dioxide concentration change over time. In the batch process, however, the carbon dioxide must be supplied in pure form and cannot be supplied in the form of carbon dioxide-containing flue gas or air. The background is that the additional gases have to be discharged from the chamber and it is technically not possible to keep the carbon dioxide in the chamber at the same time. Thus, a large part of the carbon dioxide contained in the air or in the flue gas would escape from the chamber again.
In vielen Industrien wie z.B. der Ziegelindustrie sind kontinuierliche Trocknungsprozesse bekannt, bei denen das Trockengut durch einen Trocknungstunnel transportiert wird. Durch die Zugabe von warmer, trockener Luft verdampft bzw. verdunstet das Wasser aus dem Trocknungsgut. Die angefeuchtete Trocknungsluft wird am Ende des Prozesses wieder durch einen Nassluftventilator aus dem Trocknungstunnel abgeblasen. Bei diesen Prozessen geht es jedoch hauptsächlich um die Entfeuchtung von Trockengut und nicht um ein kontrolliertes Karbonisieren von Beton. In diesen konventionellen Trocknern gibt es dementsprechend keine Regelorgane hierzu. Zudem ist nicht geklärt, wie es gelingt, die mit Kohlendioxid angereicherte Trocknungsluft so zu behandeln, dass kohlendioxidfreie Trocknungsluft wieder aus dem Tunnel abgeblasen werden kann.In many industries, such as the brick industry, continuous drying processes are known, in which the material to be dried is transported through a drying tunnel. By adding warm, dry air, the water evaporates or evaporates from the drying material. At the end of the process, the moistened drying air is blown out of the drying tunnel again by a wet air fan. However, these processes are mainly concerned with the dehumidification of dry material and not with the controlled carbonization of concrete. Accordingly, there are no control elements for this in these conventional dryers. In addition, it has not been clarified how the drying air enriched with carbon dioxide can be treated in such a way that carbon dioxide-free drying air can be blown out of the tunnel again.
Derzeit ist kein Prozess bekannt, unter dem Betonwaren in einem offenen und kontinuierlichen Prozess und bei Verwendung von kohlendioxidhaltigen Rauchgasen oder Luft karbonisiert werden können.There is currently no known process under which concrete products can be carbonized in an open and continuous process and using carbon dioxide-containing flue gases or air.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Prozessanlage zu schaffen, die ein Karbonisieren von Beton in einem kontinuierlichen Prozess ermöglicht, in der gleichzeitig das Trocknen sowie das Karbonisieren des Betons in einem offenen Prozess erfolgen kann mit der Verwendung von kohlendioxidhaltigem Rauchgas oder Luft und bei dem keine nennenswerten Mengen an Kohlendioxid durch den offenen Prozess in die Umgebung entweicht, und beim Ein- und Ausschleusen der fahrbaren Unterlagenwenn die Tore offen sind, kein CO2 nach außen entweichtThe invention has for its object to provide a process plant that allows carbonization of concrete in a continuous process, in which both drying and carbonization of the concrete can be done in an open process with the use of carbon dioxide-containing flue gas or air and in which no significant amounts of carbon dioxide escape into the environment through the open process, and no CO 2 escapes to the outside when the mobile documents are locked in and out when the gates are open
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 oder 7 gelöst. Weitergehende Lösungsmerkmale ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 6 bzw. 8 bis 10.The object is solved by the features of
Die Aufgabe wird vorrichtungsmäßig dadurch gelöst, dass der Tunnelinnenraum bei geschlossenen Toren für eine CO2-Härtung Gasdicht ist, dass der Tunnel in mindestens drei verfahrenstechnische Zonen unterteilt ist, dass die erste Zone an eine Trocknungsluftversorgung, die zweite Zone an eine Versorgung mit gegenüber Umgebungsluft verstärkt CO2 haltigen Gasen und die dritte Zone an einen Abluftkanal angeschlossen sind, dass zumindest dem Abluftkanal eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung zugeordnet ist, und dass das Fördervolumen des Abluftkanals über die Steuer- bzw. Regelvorrichtung in Abhängigkeit des CO2-Gehalts der Abluft einstellbar ist.The object is achieved in terms of device in that the tunnel interior is gas-tight with the gates closed for CO 2 hardening, that the tunnel is divided into at least three procedural zones, that the first zone to a drying air supply, the second zone to a Supply with gases containing more CO 2 than ambient air and the third zone are connected to an exhaust air duct, that at least the exhaust air duct is assigned a control or regulating device, and that the delivery volume of the exhaust air duct via the control or regulating device depends on the CO 2 -Content of the exhaust air is adjustable.
Auch bei geöffnetem Eingangstor wird durch die Zugabe von Trocknungsluft vor der CO2-Einspeisung erreicht, dass kein CO2 in die Umgebung gelangen kann.Even when the entrance gate is open, the addition of drying air before the CO 2 feed ensures that no CO 2 can escape into the environment.
Durch die Unterteilung in Zonen lassen sich unterschiedliche Klimazonen gleichzeitig, nicht nur zeitlich nacheinander einstellen, so dass die Betonwaren in dem Tunnel unterschiedliche Klimazonen durchlaufen können, in denen der jeweils optimale Trocknungs-/Härtungsprozess abläuft.The subdivision into zones allows different climate zones to be set simultaneously, not just one after the other, so that the concrete products in the tunnel can pass through different climate zones in which the optimal drying/hardening process takes place.
Es hat sich bewährt, dass auch die zweite Zone an die Trocknungsluftversorgung angeschlossen ist.It has proven that the second zone is also connected to the drying air supply.
Vorteilhaft ist, dass die zweite Zone zumindest in Längsrichtung verteilt über mindestens zwei individuell in ihrem CO2-Gehalt und/oder in der Menge der CO2 haltigen Gase über die bzw. eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung einstellbare Versorgungen verfügt.It is advantageous that the second zone, distributed at least in the longitudinal direction, has at least two supplies that can be individually adjusted in their CO 2 content and/or in the amount of CO 2 -containing gases via the or a control or regulating device.
Damit lassen sich die in Transportrichtung der Betonwaren vorgesehenen Klimazonen noch besser beeinflussen.In this way, the climate zones provided for in the transport direction of the concrete goods can be influenced even better.
Von Vorteil ist, dass in der dritten Zone in Transportrichtung hinter dem Abluftkanal eine von einem Frischluftventilator gespeiste Frischluftversorgung angeschlossen ist, und dass über die Steuer- bzw. Regelvorrichtung und/oder den Frischluftventilator die Intensität eines Gegenstroms entgegen der Transportrichtung einstellbar ist.It is advantageous that a fresh air supply fed by a fresh air fan is connected in the third zone in the direction of transport behind the exhaust air duct, and that the intensity of a countercurrent against the direction of transport can be adjusted via the control or regulating device and/or the fresh air fan.
Dadurch wird erreicht, dass beim Ausfahren der fahrbaren Unterlagen aus dem Tunnel, das heißt bei geöffnetem Ausgangstor kein CO2 in die Umgebung gelangen kann.This ensures that no CO 2 can get into the environment when the mobile supports are driven out of the tunnel, ie when the exit gate is open.
Anstelle der Frischluftversorgung kann in der dritten Zone auch eine Trocknungsluftversorgung vorgesehen sein.Instead of the fresh air supply, a drying air supply can also be provided in the third zone.
Zweckmäßig ist, dass die bzw. eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung mit mindestens einem Wärmetauscher verbunden ist, über welche die Temperatur im Tunnel zonenweise steuer- bzw. regelbar istIt is expedient for the or a control or regulating device to be connected to at least one heat exchanger, via which the temperature in the tunnel can be controlled or regulated zone by zone
Nachahmenswert ist, dass die Steuer- bzw. Regelvorrichtung bzw. die Steuer- bzw. Regelvorrichtungen mit Ventilen und/oder Ventilatoren verbunden sind, und diese steuern bzw. regeln.It is worth imitating that the control or regulating device or the control or regulating devices are connected to valves and/or fans and control or regulate them.
Verfahrensmäßig wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Betonwaren in Transportrichtung durch den Tunnel bewegt werden, dass in der ersten Zone des Tunnels die CO2-Konzentration über die Trocknungsluftversorgung auf emissionstechnisch zulässige Werte eingestellt wird, dass in der zweiten Zone des Tunnels CO2-haltige Luft bzw. Rauchgase eingeleitet werden, wobei die CO2-Konzentration und/oder die Menge der CO2-haltigen Gase in Transportrichtung der Betonwaren bis hin zu emissionstechnisch zulässigen Werten abnimmt, wobei die Abnahme der CO2-Konzentration durch die zunehmende Karbonisierung der Betonwaren erfolgt, und dass in der dritten Zone die Abluft nach unterschreiten der emissionstechnisch maximal zulässigen CO2-Konzentration abgeleitet wird.In terms of the method, the object is achieved in that the concrete products are moved through the tunnel in the direction of transport, that in the first zone of the tunnel the CO 2 concentration is adjusted to emission-related permissible values via the drying air supply, that in the second zone of the tunnel CO 2 - containing air or flue gases are introduced, the CO 2 concentration and / or the amount of CO 2 -containing gases decreases in the direction of transport of the concrete products up to the permissible emission values, the decrease in the CO 2 concentration due to the increasing carbonization of the Concrete goods takes place, and that in the third zone the exhaust air is discharged after falling below the maximum permissible CO 2 concentration in terms of emissions.
Bemerkenswert ist, dass in der zweiten Zone über die in Transportrichtung verteilten CO2-Versorgungen die CO2-Konzentration in Bewegungsrichtung der Betonwaren abnimmt.It is noteworthy that in the second zone, the CO 2 concentration decreases in the direction of movement of the concrete products due to the CO 2 supplies distributed in the direction of transport.
Zweckmäßig ist, dass zumindest in der zweiten Zone über Wärmetauscher und/oder die Trocknungsluftversorgung in Transportrichtung der Betonwaren unterschiedliche Temperaturzonen eingestellt werden.It is expedient for different temperature zones to be set at least in the second zone via heat exchangers and/or the drying air supply in the transport direction of the concrete products.
Vorteilhaft ist, dass die Gasführung im Tunnel zur Transportrichtung im Gleichstrom erfolgt, und dass die in der dritten Zone in Transportrichtung hinter dem Abluftkanal eingespeiste Frischluft im Gegenstrom zur Gasführung vom Abluftkanal abgesaugt wird.It is advantageous that the gas flow in the tunnel is parallel to the transport direction, and that the fresh air fed in in the third zone in the transport direction behind the exhaust air duct is sucked off from the exhaust air duct in countercurrent to the gas flow.
Dadurch wir sichergestellt, dass bei geöffnetem Ausgangstor und Ausfahren der fahrbaren Unterlagen kein CO2 in die Produktionshalle entweichen kann.This ensures that no CO 2 can escape into the production hall when the exit gate is open and the mobile supports are moved out.
In gleicher Weise wird dies auch bei der Einfahrt erzielt, indem das CO2-haltige Gas in Fahrtrichtung erst nach der Trockenlufteinbringung eingespeist wird. Insbesondere hierdurch kein ein kontinuierlicher, und für Personen sicherer Prozess erzielt werden.This is also achieved at the entrance in the same way, in that the CO 2 -containing gas is fed in in the direction of travel only after the dry air has been introduced. In particular, this does not result in a continuous process that is safe for people.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt
-
1 einen erfindungsgemäßen Tunnel, -
2 ein weiteres Beispiel für einen erfindungsgemäßen Tunnel, und -
3 ein Beispiel für einen erfindungsgemäßen Tunnel mit Gegenstrom lösung.
-
1 a tunnel according to the invention, -
2 another example of a tunnel according to the invention, and -
3 an example of a tunnel according to the invention with countercurrent solution.
In der ersten Zone 4 ist eine fahrbare Unterlage 14 z.B. ein Wagen dargestellt, auf der Betonwaren 15 angeordnet sind. Die Betonwaren 15 werden mittels der fahrbare Unterlage 14 in Transportrichtung 16 durch den Tunnel 1 bewegt.In the
Über einen von der Steuer- Regelvorrichtung 12 beeinflussten Wärmetauscher 21 lässt sich die Temperatur in den verschiedenen Zonen optimal einstellen.The temperature in the various zones can be set optimally via a
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Tunneltunnel
- 22
- Eingangstorentrance gate
- 33
- Ausgangstorexit gate
- 44
- Erste ZoneFirst zone
- 55
- Zweite ZoneSecond zone
- 66
- Dritte ZoneThird zone
- 77
- Zuluftventilatorsupply air fan
- 88th
- Trockenluftdry air
- 8'8th'
- Trocknungsluftversorgungdrying air supply
- 99
- Ventilatorfan
- 1010
- Rauchgasflue gas
- 1111
- Abluftventilatorexhaust fan
- 11'11'
- Abluftkanalexhaust duct
- 1212
- Steuer-/Regelvorrichtungcontrol device
- 1313
- CO2-MessgerätCO 2 meter
- 1414
- Fahrbare UnterlageMobile base
- 1515
- Betonwarenconcrete goods
- 1616
- Transportrichtungtransport direction
- 1717
- VentilValve
- 1818
- VentilValve
- 1919
- Frischluftventilatorfresh air fan
- 19'19'
- Frischluftversorgungfresh air supply
- 2020
- Gegenstromcountercurrent
- 2121
- Wärmetauscherheat exchanger
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