DE1508515B1

DE1508515B1 - Verfahren und Tunnelofen zum Brennen von Kohlekoerern und kohlenstoffhaltigen Steinen im Tunnelofen

Info

Publication number: DE1508515B1
Application number: DE19661508515
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Fischer
Original assignee: Ludwig Riedhammer GmbH and Co KG
Current assignee: Ludwig Riedhammer GmbH and Co KG
Priority date: 1966-11-16
Filing date: 1966-11-16
Publication date: 1970-02-19
Also published as: SU417960A3; CH481356A; GB1190276A; US3822190A

Description

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Zur Herstellung von Kohle- und Graphit-Form- halb 1000° C einsetzen darf und daß der vorliegende körpern werden kohlenstoffhaltige Materialien, bei- Teil des Ofens im Sauerstoffüberschuß gefahren werspielsweise Steinkohle, unkalzinierte oder kalzinierte den muß. Beim Brennen von Kohlekörpern und koh-Kokse, Anthrazite oder Graphite, in einer erforder- lenstoffhaltigen Steinen dagegen muß der gesamte liehen Kornzusammensetzung mit Bindemittel, wie 5 Ofen reduzierend gefahren werden. Würde der beTeer, Pech oder Kunstharz, gemischt und geformt. kannte Ofen bis zur Einfahrt reduzierend betrieben, Zur Verfestigung werden die so erhaltenen grünen dann zerfielen während des Abkühlprozesses alle Formlinge dann meist in Ringkammer-Tieföfen oder brennbaren Bestandteile in Ruß und würden zu gro-Tunnelöfen gebrannt, eingebettet in kohlenstoffhalti- ßen Verschmutzungen des Ofens sowie der Atmogem Füllpulver zum Schutz gegen Oxydation und io sphäre führen, was untragbar wäre. Bei dem bekann-Verformung. Während der Erwärmung der grünen ten Porzellantunnelofen handelt es sich zudem um Formlinge treten erhebliche Mengen der beigemisch- einen elektrisch beheizten Ofen, dem Schutzgas ten Bindemittel aus, die bei den bisher bekannten zugeleitet wird, das außerhalb des Ofens durch Brennverfahren zu Schwierigkeiten führen. Die teil- Fremdgas erzeugt werden muß.
weise oder restlose Verbrennung der Bindemittel, 15 Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein welche in Dampf- oder Gasform anfallen, wird im Verfahren zum kontinuierlichen Brennen von Kohle-Ofen nicht beherrscht und führt zu ungewollten körpern und kohlenstoffhaltigen Steinen anzugeben, raschen Temperatursteigerungen im Brennprozeß und das die Beherrschung der Bindemitteldämpfe bzw. begünstigt somit die Zerstörung und Rissebildung der -gase und deren Verwertung ermöglicht und die Formlinge. Hinzu kommt, daß bei der bisher üblicher- 20 Rauchgasreinigungsanlage für die Bindemitteldämpfe weise angewandten Gegenströmung der Rauchgase (Teerdämpfe) entbehrlich macht, und einen zur bzw. Bindemittel im Ofen in reduzierender oder Durchführung des Verfahrens geeigneten Tunnelofen oxydierender Atmosphäre die Bindemittel kondensie- zu schaffen.

ren, was zur Teerbildung führt und den Brennbetrieb Gemäß der Erfindung wird das erstrebte Ziel da-

gefährdet und somit die Wirtschaftlichkeit beein- 25 durch erreicht, daß das in den Brennkanal eines

trächtigt. Tunnelofens zu führende Spülgas von der Ofenein-

Bei allen bisher bekannten Anlagen wird die Ener- fahrt bis zu demjenigen Bereich, in welchem im

gie der Bindemittel nicht wirtschaftlich ausgenutzt, Brennkanal eine Temperatur herrscht, welche die

vielmehr werden die Bindemitteldämpfe im Gemisch Bindemittel zu hohem Prozentsatz aus der zu glühen-

mit den Rauchgasen unter erheblichen technischen 30 den Ware treibt, in derselben Richtung wie die zu

Schwierigkeiten und ökonomisch unwirtschaftlicher glühende Ware geleitet und in diesem Bereich mitsamt

Belastung gereinigt. Dies ist notwendig, da die Öl- den Bindemitteldämpfen abgezogen und in wenigstens

und Teerdämpfe auf Grund gesetzlicher Vorschriften einem Katalysator verbrannt wird und daß das ver-

nicht an die Außenatmosphäre mit den Rauchgasen brannte Ο,,-freie heiße Gas unter leichtem Überdruck

abgegeben werden dürfen. 35 zu einem Teil an der Ofeneinfahrt in den Brennkanal

Bekannt ist es beispielsweise, Isoliersteine, die und im Gleichstrom mit dem Brenngut den Brenn-

Kohle, Heizkohle oder Sägemehl (Ausbrennstoffe) kanal entlanggedrückt wird und zu einem weiteren

enthalten, bis zu einer Temperatur von 500° C zu Teil nach Entzug der Wärme an der Ofenausfahrt in

führen, um die brennbaren Bestandteile in Gasform den Brennkanal und im Gegenstrom zum Brenngut

auszutreiben. Die entweichenden Gase können wegen 40 den Brennkanal entlanggedrückt wird,

der verhältnismäßig niederen Temperatur nicht zur Ein besonders zur Durchführung des erfindungs-

Entzündung kommen. Das Problem, welches beim gemäßen Verfahrens geeigneter Tunnelofen mit

Brennen von Kohlekörpern und kohlenstoffhaltigen Rauchgasabzügen zeichnet sich dadurch aus, daß den

Steinen im Tunnelofen durch die mögliche Entzün- Rauchgasabzügen Katalysatoren nachgeschaltet sind

dung der entweichenden Bindemitteldämpfe an nicht 45 und daß von diesen Katalysatoren Leitungen nach

vorbestimmbaren Stellen auftreten kann, vermag beim beiden Stirnseiten des Ofens führen. Dabei empfiehlt

bekannten Tunnelofen überhaupt nicht zu entstehen. es sich, daß in die zur Ofenausfahrseite führende Lei-

Der bekannte Tunnelofen wäre im übrigen zum tung ein Wärmetauscher eingebaut ist. Von beson-Brennen von Kohlekörpern und kohlenstoffhaltigen derem Vorteil ist es ferner, wenn für die zur Ofen-Steinen auch unbrauchbar. Die Rauchgase strömen 50 einfahrt führende Leitung ein eigener Katalysator nämlich bei diesem Tunnelofen entgegengesetzt zur vorhanden ist und für die zur Ofenausfahrt führende Förderrichtung der Ware. Sie kühlen sich ab und f üh- Leitung zumindest ein weiterer Katalysator vorren zu Kondensaten, die eine Anhäufung von brenn- gesehen wird.

baren Bestandteilen bewirken und die Wagenprofile Dadurch, daß im Tunnelofen eine O_ä-freie Atmomit den Sandrinnen blockieren. Das Kondensat muß 55 sphäre geschaffen wird, kann es nicht mehr zu unvon Zeit zu Zeit unter Verursachung erheblicher Be- gewollten Verbrennungen der Bindemitteldämpfe triebsstörungen ausgebrannt werden, was mit hohem innerhalb des Ofens kommen. In demjenigen Bereich, Rußausstoß während dieser Zeit an die Außenatmo- in welchem — von der Einfahrt kommend — eine sphäre verbunden ist. Hinzu kommt, daß bei dem be- Temperatur herrscht, weiche das Austreiben der kannten Tunnelofen Rauchgase, die nur einen gerin- 60 Bindemitteldämpfe aus der Ware in hohem Prozentgen Prozentsatz von brennbaren Gasen enthalten, bei satz bewirkt, wird das Spülgas mitsamt den Binde-Temperaturen unter 1000° C nicht einwandfrei ver- mitteln aus dem Ofen abgezogen. Es hat sich gezeigt, brannt werden können. Für Flugruß gilt diese Fest- daß durch dieses Verfahren die Kondensierung der stellung in erhöhtem Maße. Bindemitteldämpfe im Tunnelofen unterbunden wird,

Bei einem Porzellantunnelofen ist es ferner be- 65 so daß die Kohlekörper und kohlenstoffhaltigen Steine

kanntgeworden, sauerstofffreie Schutz- oder Spülgase nunmehr kontinuierlich im Tunnelofen gebrannt wer-

in den Brennkanal einzuführen. Hier muß allerdings den können,

darauf geachtet werden, daß die Reduktion nur ober- Das Spülgas mitsamt den Bindemitteldämpfen wird

den Katalysatoren zugeleitet, in welchen selbst noch Spuren von brennbarem Gas bei Temperaturen von beispielsweise 400° C verbrannt werden. Ein Teil des in den Katalysatoren entstehenden rußfreien und bindemittelfreien Gases wird als Spülgas für den Ofen verwendet. Der nicht für das Spülgas benötigte Teil des von den Katalysatoren kommenden Gases wird zum Aufheizen der Muffelkanäle des Tunnelofens herangezogen. Die Verbrennung der Bindemitteldämpfe erfolgt ohne Zuführung von Fremdenergie. Bei entsprechender Reduktion kann jede beliebige Rauchgastemperatur für die Weiterverwendung erzeugt werden.

Da die Spülgase mit der hohen Temperatur, die sie bei Verlassen der Katalysatoren aufweisen, in die Vorwärmzone gedrückt werden, wird hier eine verhältnismäßig rasche Erwärmung des Brenngutes erreicht.

Die Beheizung der Brennzone erfolgt gleichfalls von dem heißen, von den Katalysatoren kommenden Gas. Sofern der Wärmeinhalt dieses Gases zur Energiedeckung bei hohen Temperaturen nicht ausreicht, werden in der Brennkammer zusätzliche Brenner angeordnet.

Die an der Ofenausfahrt einzudrückenden O₂-freien Spülgase werden über einen Rekuperator auf die entsprechende Temperatur gebracht und strömen über das Brenngut, kühlen dasselbe und führen die eventuell noch austretenden Bindemitteldämpfe dem Katalysator zu. Sie haben den weiteren Zweck, bei bestimmten Brenngütern als Schutzgas gegen Oxydation zu wirken. Der gesamte Brennprozeß wird somit reduzierend im Ofen durchgeführt, und zwar bis zu etwa 500° C mit Parallelströmung und über dieser Temperatur mit Gegenströmung.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert; dabei zeigt

F i g. 1 einen Tunnelofen in Seitenansicht,

Fig. 2, 3 und 4 den Tunnelofen nach Fig. 1, im Längsschnitt in größerem Maßstab,

F i g. 5, 6 und 7 den Tunnelofen nach F i g. 1 bis 4, im Grundriß,

F i g. 8 einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 5,

Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX in Fig. 6.

Das einfahrtseitige Ende des Tunnelofens 1 ist mit 2 bezeichnet, während das ausfahrtseitige Tunnelofenende mit 3 angegeben ist. Die zu brennenden Kohlenstoffsteine sind auf nicht gezeigte Tunnelofenwagen frei oder in Füllpulver eingepackt aufgesetzt. Die Tunnelofenwagen werden in Richtung des Pfeiles ^4 durch den Tunnelofen 1 gefahren.

In dem Bereich, in welchem die größte Menge an Bindemitteln entsteht, ist eine Absaugevorrichtung 4 angebracht, mittels welcher hier das im Brennkanal 5 befindliche Gas mit den Bindemitteldämpfen abgesaugt wird. Dieses Gas wird dem Katalysator 6 zugeleitet, in welchem es verbrennt. Ein Teil des heißen O₉-freien Gases strömt über den oberen Kanal 7 zur Einfahrt 2 und wird hier als Spülgas mit leichtem Überdruck in den Brennkanal 5 gedrückt. Es strömt in Richtung des Pfeiles A durch den Brennkanal 5, wobei es in der Vorwärmzone seine Wärme an das Brenngut abgibt und auf seinem Weg zur Absaugvorrichtung 4 die Bindemitteldämpfe (Teer) aufnimmt.

Ein weiterer Teil der heißen, vom Katalysator 6 kommenden Gase wird in die Muffelkanäle 20 gedrückt, gibt hier seine Wärme über die Muffel an das Brenngut ab und verläßt sodann den Ofen über den Kamin.

In einiger Entfernung von der Absaugevorrichtung 4 befindet sich in Vorschubrichtung des Brenngutes eine weitere Absaugevorrichtung; sie ist mit 8 bezeichnet. Auch sie dient dem Absaugen von bindemittelhaltigem Gas aus dem Brennkanal 5. Das von

ίο ihr abgesaugte Gas wird dem Katalysator 9 und dem in Vorschubrichtung des Brenngutes in einiger Entfernung vorgesehenen weiteren Katalysator 10 zugeleitet. Es verbrennt in diesen Katalysatoren. Das die Katalysatoren 9 und 10 verlassende Gut wird teilweise zur Brennmuffel 11 geleitet und gibt hier seine Wärme ab. Die in diesem Bereich gewünschte Endtemperatur wird gegebenenfalls zusätzlich durch Wärme von den Brennern 12 im stöchiometrischen Brennverhältnis erzeugt. Die in der Brennmuffel 11

ao vorhandenen Gase treten über die öffnung 13 in den Brennkanal 5 ein.

Ein weiterer Teil des von den Katalysatoren 9 und 10 stammenden Gases wird dem Wärmetauscher 14 und von hier dem Ventilator 15 zugeleitet, um dann

as unter leichtem Druck an der Ofenausfahrt 3 bei 16 in den Brennkanal 5 und in diesem in Richtung des Pfeiles B gedrückt zu werden. Das bei 16 in den Brennkanal 5 eintretende Spülgas kühlt das Brenngut und nimmt noch etwa anfallende Bindemitteldämpfe auf.

Ihm schließt sich auch das von der Brennmuffel 9 kommende Gas an und gelangt mitsamt diesem zur Absaugevorrichtung 8.

An dem Ofen sind zwei Spülgaskreise vorhanden, von welchen der eine, der mit I bezeichnet ist, bis zur Absaugevorrichtung 4 reicht, während der andere, der mit II bezeichnet ist, von der Ausfahrt 3 bis zur Absaugevorrichtung 8 reicht. Im Spülgaskreis I strömt das Spülgas im Gleichstrom mit dem Brenngut, während das Spülgas im Spülgaskreis II im Gegenstrom zum Brenngut fließt. Die Absaugevorrichtungen 4 und 8 befinden sich etwa am Beginn der Brennzone.

Der Tunnelofen weist noch sowohl an der Ofeneinfahrt als auch an der Ofenausfahrt eine an sich bekannte, automatisch schließende Tür auf.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Brennen von Kohlekörpern und kohlenstoffhaltigen Steinen im Tunnelofen, wobei in dessen Brennkanal Spülgas geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Spülgas von der Ofeneinfahrt (2) bis zu demjenigen Bereich, in welchem im Brennkanal (5) eine Temperatur herrscht, welche die Bindemittel zu hohem Prozentsatz aus der zu glühenden Ware treibt, in derselben Richtung wie die zu glühende Ware geleitet und in diesem Bereich mitsamt den Bindemitteldämpfen abgezogen und in wenigstens einem Katalysator (6) verbrannt wird und daß das verbrannte O₂-freie heiße Gas unter leichtem Überdruck zu einem Teil an der Ofeneinfahrt (2) in den Brennkanal (5) und im Gleichstrom mit dem Brenngut den Brennkanal (5) entlanggedrückt wird und zu einem weiteren Teil nach Entzug der Wärme an der Ofenausfahrt (3) in den Brennkanal (5) und im Gegenstrom zum Brenngut den Brennkanal entlanggedrückt wird.

2. Tunnelofen zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit Rauchgasabzügen, dadurch gekennzeichnet, daß den Rauchgasabzügen Katalysatoren (6,9,10) nachgeschaltet sind, von denen Leitungen nach beiden Stirnseiten (2, 3) des Tunnelofens führen.

3. Tunnelofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die zur Ofenausfahrseite (3) führende Leitung ein Wärmetauscher (14) eingebaut ist.

4. Tunnelofen nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die zur Ofeneinfahrt (2) führende Leitung ein eigener Katalysator vorhanden ist und daß für die zur Ofenausfahrt (3) führende Leitung zumindest ein weiterer Katalysator (9,10) vorgesehen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen