DE19503128A1 - Verfahren für einen Wärmeverbund zwischen Trocknen und Brennen - Google Patents

Description

Nach der DE 32 34 858 A1, F 27 B 9/04, ist ein Ofen zum Bren­ nen keramischer Formlinge bekannt. Der Ofen ist aus einem Tunnelofen, einem davor angeordneten Vorwärmer und einem nachgeschalteten Endkühler zusammengesetzt. Öffnungen im Be­ reich der Aufheizzone sowie der Kühlzone sind durch Leitun­ gen miteinander verbunden und sollen den Rücktransport der wasserdampfhaltigen Atmosphäre aus der Aufheizzone zur Kühl­ zone bewirken. Die Querumwälzung der wasserdampfhaltigen Atmosphäre wird mittels Heizgasventilatoren in den einzel­ nen Zonen des Tunnelofens bewirkt. In der Aufheiz- und Brennzone sind Strahlrohre zum Aufheizen der wasserdampf­ haltigen Atmosphäre angeordnet. Der Vorwärmer ist über Lei­ tungen mit den Strahlrohren verbunden und wird mit deren Abgas beheizt. Er wird ebenfalls mittels Leitungen durch austretende Warmluft aus dem Endkühler versorgt. Allerdings erfolgt hier keine Rückführung der verbrauchten Kühlluft vom Vorwärmer in den Endkühler.

Bekannt ist nach der DE 33 07 071 A1, F 27 D 17/00 auch ein Verfahren zur Wärmerückgewinnung bei der Wärmebehandlung von metallischem Nutzgut und Durchlaufofen dazu. Dabei wird das Nutzgut durch eine Vorheizzone, eine Behandlungszone und eine Kühlzone hindurch bewegt, wobei mittels eines gas­ förmigen Wärmeträgerstroms Wärme aus der Kühlzone in die Vorheizzone entgegen dem Nutzgutstrom übertragen wird. Um einen wesentlichen Teil der sonst in die Kühlzone abzufüh­ renden Nutzwärme zum Aufheizen des Nutzgutes zurückzugewin­ nen, wird der Wärmeträger in der Kühl- und in der Vorheiz­ zone jeweils im Gegenstrom oder im Kreuzgegenstrom zu dem Nutzgut zwangsweise durch das in Gestalt von Schütt- oder Stapelgut vorliegende Nutzgut hindurchgeführt und von der Kühlzone in die Vorheizzone geleitet. Auch hier erfolgt kei­ ne Rückführung der verbrauchten Kühlluft von der Vorheizzo­ ne in die Kühlzone des Durchlaufofens.

Es wurde nach der DE 27 07 510, F 27 B 9/36 auch ein Verfahren zum Brennen von keramischen Formlingen sowie Tunnelofen zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen, wobei die beim Verbrennen entstehenden Rauchgase im Gegenstrom zu der in die Vorwärmzone eingeführten Luft abgeführt werden, wobei die Lufteinführung und die Rauchgasrückführung ein zusammen­ hängendes, innenliegendes Rekuperatorsystem bilden, so daß die Formlinge beim Passieren der Vorwärmzone auf Entzün­ dungstemperatur erhitzt werden. Diese erfindungsgemäße Lö­ sung nutzt die Möglichkeiten der Energieeinsparung nur sehr begrenzt aus.

Die erfinderische Lösung nach der DE 37 30 362 A1, F 27 B 9/36 sieht ein Verfahren und einen Tunnelofen zum Brennen von brennstoffhaltigem Brenngut oder Brenngutbesätzen mit in der Kühl- und Brennzone entgegen der Brenngutdurchlauf­ richtung strömenden Ofengasen vor. Das durch die Brennzone durchströmende Ofengas wird vor dem Entweichen in die Atmo­ sphäre durch mindestens einen Wärmetauscher geleitet. Da­ durch soll das Brenngut im oder vor dem Ofen mit aufgeheizt werden. Konkret erfolgt eine Teilrückführung von Ofengasen aus der Anwärmzone mit bis zu ca. 500°C in die Brenn- und/ oder Kühlzone. Auch diese Lösung stellt keinen Verbund des Wärmekreislaufs dar, d. h. lediglich von der Anwärmzone wer­ den Ofengase u. a. in die Kühlzone geleitet, jedoch nicht von der Trockenzone.

Erfindungsgemäß wurde nach der DE 40 17 921 A1, F 27 B 9/10 auch ein Tunnelofen vorgeschlagen, der die Energiebilanz vor allem bei der Müllverbrennung verbessern soll. Dazu wird ein für die Ziegelindustrie konzipierter Tunnelofen mit in gerader Reihe vorhandener Vorwärm-, Brenn- und Kühlzone verwendet. Warme Luft aus der Kühlzone wird in die Vorwärm­ zone und kühle Luft aus der Vorwärmzone in die Kühlzone wird im Umluftkreislauf um die Brennzone herum aufrechter­ halten. Außerdem wird in der Vorwärmzone aus dem erhitzten Müll ausgeschweltes brennbares Gas über eine gesonderte Lei­ tung einem in der Brennzone angeordneten Brenner zugeführt. Auch hier wird die warme Luft aus dem Trockner nicht in den Ofen zurückgeführt. Dadurch entfallen nicht alle wesentli­ chen Wärmeverluste.

Die DE 29 34 420, c 04 B 33/32 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Ziegeln, wobei die Trocknungsphase und die Brennphase in einer einzigen Vor­ richtung erfolgen. Das Vorwärmen geschieht mittels eines Heißgasstromes, der im Gleichstrom zu den Formlingen bewegt wird. Ein weiterer Heißgasstrom, der durch die Abgase der Vorwärmphase vor Einlauf in den Brennofen gebildet wird, sorgt für das Trocknen der vorgewärmten Formlinge. Die er­ findungsgemäße Lösung sieht eine Rezirkulation der Abgase vor. D. h., daß ein Teil des Heißgasstromes der Vorwärmzone vor Einlauf in den Brennofen der Trockenzone zugeführt wird, ein anderer Teil der Abgase der Vorwärmzone in die Kühlzone gelangt und dort mit einer vorher festgelegten Kaltluftmenge angereichert und ein weiterer Teil der genannten Abgase durch den Schornstein abgeführt wird. Auch diese Lösung läßt energiesparende Maßnahmen erkennen. Allerdings wird auch hier nicht die verbrauchte Luft vom Trockner der Kühlzone zugeführt, sondern lediglich teilweise die der Vorwärmzone.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, daß die Rohlinge von keramischen Erzeugnissen getrocknet werden müssen und die erforderliche Kühlwärme zum Trocknen aus dem im Ofen abzukühlenden Brenngut entnommen wird. Da diese Luft­ temperatur zur Verhinderung von Schäden an den zu trocknen­ den Rohlingen bestimmte Grenzen nicht überschreiten darf, andererseits aber eine relativ hohe Endtemperatur erreicht werden muß, um u. a. Kondenserscheinungen zu verhindern, verlassen große Luftmengen mit noch hohem Wärmeinhalt den Trockner. Desweiteren entstehen sowohl Verluste auf dem Lufttransportweg und am Trockner selbst als auch zusätzli­ che Wärmeverluste am aufgeheizten Trockengut, wenn dieses vom Trockner zum Ofen überführt wird.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, die mit dem Trockenprozeß verbundenen Wärmeverluste weitestgehend abzubauen.

Das wird dadurch erreicht, daß die Abluft der Trockenzone wieder in die Kühlzone zurückgeführt und erneut für die Kühlung der Erzeugnisse genutzt wird, so daß ein Wärmekreis­ laufverbund entsteht.

Die Erfindung sei an folgendem Ausführungsbeispiel näher erläutert:
Gemäß der schematischen Darstellung wird Kühlluft 1 aus dem hinteren Bereich der Kühlzone sowohl in die vordere Trocken­ zone als auch in den vorderen Teil der hinteren Trockenzone zugeführt, um ein schonendes Trocknen der Rohlinge zu ge­ währleisten. Aus der vorderen Kühlzone wird desweiteren ein erheblicher Teil der Kühlluft in die hintere Trockenzone durch die Kreislaufzuführungen 2 und 3 geleitet. Die Kreis­ laufrückführung 4 in die Kühl- und Brennzone erfolgt über ein Kanalsystem. Hierbei wird die mit Feuchtigkeit angerei­ cherte Luft an Stellen des Brennaggregates eingeleitet, an denen keine Kondenserscheinungen mehr auftreten können. Die Weiterführung der Luft in der Regel als Verbrennungsgase erfolgt in den Bereichen der Anwärmzone bis zum Abgasaus­ tritt 5, in denen Temperaturen herrschen, die eine Konden­ sationserscheinung ausschließen, weil dem Trockenkanal be­ reits so viel Wärme zugeführt wird, daß das Brenngut im Bereich der Abgasführung auf eine Temperatur von ca. 150°C gebracht wurde.

Der Wärmekreislaufverbund kann durch mehrere Teilkreisläufe so aufgeteilt werden, daß im Trockner keine Kondenserschei­ nungen eintreten und die für das Trocken- und Brenngut er­ forderlichen Trocknungs- und Kühlabläufe eingehalten wer­ den. Es ist weiterhin angebracht, das mit Feuchtigkeit aus dem Trockner angereicherte Wärmeträgermedium nicht nur in die Kühlzone zurückzuführen, sondern auch in die Brennzone des Brennaggregates.

Ein kleiner Teil des Wärmeträgermediums 6 wird aus dem Trockner direkt in den Abgasaustritt 5 geführt, damit keine Gase in den Trockner eindringen können.

Die Regulierung des Wärmekreislaufverbundes und die Abfüh­ rung der Abgase erfolgt mittels bekannter Vorrichtungen der Meß- und Regelungstechnik.

Bezugszeichenliste

1 Kühlluft
2, 3 Kreislaufzuführungen
4 Kreislaufrückführung
5 Abgasaustritt
6 Wärmeträgermedium

Claims (4)

1. Verfahren für einen Wärmeverbund zwischen Trocknen und Brennen, insbesondere von keramischen Erzeugnissen, bei dem die notwendige bis zur gesamten Kühlwärme des Brenn­ aggregates dem Trockner zugeführt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Wärmekreislaufverbund durch Kreislauf­ zuführungen (2) und (3) und einer Kreislaufrückführung (4) zwischen dem Brennaggregat und dem Trockner geschaf­ fen wird, wobei mit einem Wärmeträgermedium die notwen­ dige Wärmemenge zum Trocknen in den Trockner transpor­ tiert wird und dieses Wärmeträgermedium nach Abgabe von Wärmeenergie zum Trocknen in die Kühlzone des Brennaggre­ gates über die Kreislaufrückführung (4) nicht nach außen, sondern zur weiteren Kühlung und erneuter Wärmeaufnahme in der Kühlzone des Brennaggregates zurückgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmekreislaufverbund in mehrere Teilkreisläufe so aufgeteilt wird, daß im Trockner keine Kondensationser­ scheinungen eintreten und die erforderlichen Trocknungs- und Kühlabläufe eingehalten werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mit Feuchtigkeit aus dem Trockner angerei­ chertes Wärmeträgermedium nicht nur in die Kühlzone zu­ rückgeführt wird, sondern teilweise oder insgesamt auch der Brennzone des Brennaggregates zugeführt werden kann.

4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß ein geringer Teil eines Wärmeträgermediums (6) di­ rekt in den Abgasaustritt (5) geleitet wird.