DE20213000U1

DE20213000U1 - Ringofenanlage

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Publication number: DE20213000U1
Application number: DE20213000U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-08-24
Filing date: 2002-08-24
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2012-08-25
Also published as: WO2004020924A1; EP1530700A1

Abstract

Ringofenanlage mit mehreren Ofenkammern zur Aufnahme von Brenngut, wobei die Ofenkammern einem Aufheizbereich, einem Feuerbereich, einem Kühlbereich und einem Umschlagbereich zugeordnet sind und das Feuer von einer Ofenkammer zur nächstfolgenden Ofenkammer in einer Feuerwanderrichtung fortschreitet, wobei Prozeßluft ausgehend von dem Kühlbereich den Ofenkammern zuführbar ist und durch die Ofenkammern in Feuerwanderrichtung führbar ist und die durch den Brennprozeß mit Schadstoff beladene Prozeßluft als Abluft abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest jede sich im Brennprozeß befindende Ofenkammer mit einem Strömungskanäle aufweisenden Wärmetauscher ausgebildet ist und die Wärmetauscher mit mit Schadstoff beladener Abluft beaufschlagbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ringofenanlage mit mehreren Ofenkammern zur Aufnahme von Brenngut, wobei die Ofenkammern einem Aufheizbereich, einem Feuerbereich, einem Kühlbereich und einem Umschlagbereich zugeordnet sind und das Feuer von einer Ofenkammer zur nächstfolgenden Ofenkammer in einer Feuerwanderrichtung fortschreitet, wobei Prozeßluft ausgehend von dem Kühlbereich den Ofenkammern zuführbar ist und durch die Ofenkammern in Feuerwanderrichtung führbar ist und die durch den Brennprozeß mit Schadstoff beladene Prozeßluft als Abluft abführbar ist.
Ringofenanlagen dienen u.a. zur Herstellung von keramischen Formkörpern oder von Kohlekörpern oder kohlenstoffhaltigen keramischen Körpern, allgemein als Brenngut bezeichnet. Das Brenngut wird in die Ofenkammern eingesetzt und gebrannt. Hierbei wird die Prozeßluft mit Schadstoffen angereichert, welche während der Aufheizphase aus dem Brenngut ausgasen. Dieses Ausgasen geschieht aufgrund des Verfahrens beginnend bei der ersten im Brennprozeß befindlichen Ofenkammer bis hin zur n-ten Ofenkammer im Brennprozeß, in der dann die entsprechende Temperatur und Verweilzeit zur Verdampfung der in dem zu brennenden Brenngut befindlichen Zuschlagstoffe, wie beispielsweise Bindemittel erreicht ist.
Zur Reinigung der verunreinigten Abluft aus dem Brennprozeß ist in vielen Fällen ein Nachverbrennen der Abluft und der darin mitgeführten Beladung ausreichend. In anderen Fällen kann es erforderlich sein, anorganische Beladung auszuwaschen oder mit einem Feststoffilter herauszufiltern. Für diese Verfahren ist es erforderlich, die nachverbrannte Abluft auf eine bestimmte Temperatur herabzukühlen.
Aus der DE 25 19 738 C2 ist bereits ein Verfahren zum Brennen von Kohlekörpern bekannt, das in einem Ringofen mit wanderndem Feuer und Luftzuführung in Feuerwanderrichtung, wobei die Luft über den Kühlbereich zum Feuerbereich gelangt und die Verbrennungsgase den Ringofen verlassen, nachdem sie den Aufheizbereich durchströmt haben, bekannt. Zur Vermeidung der Entzündung der ausgegasten Bindemitteldämpfe im Aufheizbereich und zur Gewährleistung einer optimalen Verbrennung im Feuerbereich werden die Verbrennungsgase, d. h. die mit Schadstoff beladene Abluft aus dem Ringofen entfernt und gereinigt und dann wieder mit gleicher Strömungsrichtung wie die frisch zugeführte Prozeßluft zusammen mit dieser im Kühlbereich dem Ringofen zugeleitet. Die Prozeßluft und die gereinigte Abluft werden den Ofenkammern zur Verbrennung und Wärmeübertragung auf das Brenngut direkt zugeleitet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ringofenanlage in besonders wirtschaftlicher Weise unter Einsparung von Wärmeenergie zu betreiben und gleichzeitig die Reinigung der mit Schadstoff belasteten Prozeßluft – Abluft – in wirtschaftlicher Weise vorzunehmen.
Zur wirtschaftlichen Betreibungsweise der Ringofenanlage wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zumindest jede sich im Brennprozeß befindende Ofenkammer mit einem Strömungskanäle aufweisenden Wärmetauscher ausgebildet ist und die Wärmetauscher mit mit Schadstoff beladener Abluft beaufschlagbar sind.
Erfindungsgemäß wird damit eine Ringofenanlage geschaffen, bei der zumindest jede im Brennprozeß befindliche Ofenkammer mit einem Wärmetauscher mit Strömungskanälen ausgebildet wird und die mit Schadstoff beladene Abluft aus der ersten im Brennprozeß befindlichen Ofenkammer, nämlich der ersten sich im Aufheizbereich befindenden Ofenkammer abgesaugt und in eine Ringleitung geleitet wird und von der Ringleitung dem Wärmetauscher der letzten im Brennprozeß befindlichen Ofenkammer zum Wärmeaustausch zugeführt wird und von hier in Feuerwanderrichtung durch die ausgebildeten Wärmetauscher der Ofenkammern bis zu den im Aufheizbereich befindlichen Wärmetauschern der Ofenkammern hindurchgeleitet wird und von hier aus einer Reingasleitung zur Abführung zugeleitet wird.
Erfindungsgemäß wird die in der schadstoffbeladenen Abluft enthaltene Energie auf eine besonders einfache und wirtschaftliche Weise dem Brennprozeß wieder zugeführt. Gleichzeitig gelingt es mit der Erfindung, die schadstoffbelastete Abluft aus den Ringöfen ohne eine weitere, mitunter auch Betriebs- und Wartungskosten verursachende zusätzliche Anlage zu reinigen. Die aus den verbrennenden Schadstoffen der Abluft frei werdende Energie wird genutzt, um die aufzuheizenden Ofenkammern über die in den Ofenkammern ausgebildeten Luft-Wärmetauscher vorzuwärmen.
Bevorzugt werden die Ofensohle und/oder die Ofenwände und/oder die Ofendeckel der Ofenkammern als Wärmetauscher mit Strömungskanälen für die Durchleitung der mit Schadstoff beladenen Abluft ausgebildet.
Insbesondere ist in vorteilhafter Ausführung der Erfindung vorgesehen, daß bei jeder im Brennprozeß befindlichen Ofenkammer der Wärmetauscher im Ofendeckel der Ofenkammer ausgebildet wird.
Für die erfindungsgemäße Ringofenanlage mit Abluftreinigung ist die bereits vorhandene Steuerung, Regelung und Überwachung des Ringofens nur durch eine zusätzliche Temperaturüberwachung der Wärmetauscher zu ergänzen, wozu ein geringer Aufwand erforderlich ist. Die Regelung der Temperatur kann durch Zufuhr von kalter Frischluft zusammen mit der Abluft aus der Ringleitung in den Wärmetauscher des Ofendeckels der letzten im Brennprozeß befindlichen Ofenkammer erfolgen, z. B. mittels einer Regelklappe.
Für die Reinigung und Wartung der Ringofenanlage ist eine regelmäßige Sichtkontrolle ausreichend, da das erfindungsgemäße Verfahren selbstreinigend ist. Über den standardmäßigen Feuerfortschritt in der Ringofenanlage wird jeder Wärmetauscher, der sich z. B. im Ofendeckel einer Ofenkammer befindet, zusammen mit der jeweiligen unter Feuer stehenden Ofenkammer mindestens einmal nach Durchlaufen aller n-Ofenkammern sauber gebrannt.
Die erfindungsgemäße Ringofenanlage herkömmlicher Bauart, beispielsweise zum Brennen keramischer Formkörper wird lediglich um Wärmetauscher ergänzt, die jeder Ofenkammer zugeordnet sind und die erfindungsgemäß vorteilhaft in dem jeder Ofenkammer zugehörigen Ofendeckel ausgebildet sind.
Es ist auch möglich, anstelle des Einbaus des Wärmetauschers in den Ofendeckel jeder Ofenkammer den Wärmetauscher für die Durchleitung der mit Schadstoff belasteten Abluft im Bereich der Ofensohle und/oder im Bereich der Ofenkammerwände vorzusehen. Diese erfindungsgemäße Ausbildung ist dann möglich, wenn eine Ringofenanlage neu erstellt wird. Bei bereits vorhandenen Ringofenanlagen können jedoch vorhandene Ofendeckel gegen neue mit Wärmetauscher ausgebildete Ofendeckel ausgetauscht werden und nur die Ofendeckel als Wärmetauscher zur Anwendung des neuen Verfahrens zur Energieeinsparung und Reinigung der mit Schadstoff beladenen Abluft eingesetzt werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Ringofenanlage sind den kennzeichnenden Merkmalen der Unteransprüche 2 bis 6 entnehmbar.
Durch Ausbildung der Ofendeckel als Wärmetauscher dienen sie nicht nur dem Wärmetausch für die Abluft, d. h. der Wiedergewinnung von Wärmeenergie aus der Abluft für den Brennprozeß, sondern gleichzeitig auch als Nachbrennkammer für die Schadstoffe der Abluft.
Für einen kontinuierlichen Betrieb wird vorgeschlagen, die Strömungskanäle der Wärmetauscher in den Ofenkammern, z. B. Ofendeckeln, fortlaufend miteinander zu verbinden, so daß sie mit Schadstoff beladener Abluft aus der Ringofenanlage beaufschlagt werden können, die in Feuerwanderrichtung durch die Wärmetauscher der Ofenkammern fortlaufend geführt wird.
Die Ringofenanlage ist mit einer Ringleitung ausgestattet, die mit jeder Ofenkammer über eine Anschlußstelle verbindbar ist, so daß die Abluft aus den Ofenkammern in die Ringleitung überführbar ist, wozu erfindungsgemäß ein Überleitstück mit Stützventilator vorgesehen ist, das in Feuerwanderrichtung entsprechend dem Fortschritt des Feuers von Ofenkammer zu Ofenkammer zwecks Verbindung der Ofenkammer mit der Ringleitung versetzbar ist, wobei der Anschluß jeweils an die erste der im Brennprozeß befindlichen Ofenkammer erfolgt. Hierfür ist also ein einziges Überleitstück mit Stützventilator erforderlich, um die Abluft aus dem Brennprozeß aus der Ofenkammer herauszuführen und zwecks Wärmeaustausch in die Wärmetauscher der Ofenkammern einzuführen. Bevorzugt wird die gesamte Abluft, die aus der Prozeßluft entsteht, aus der ersten im Brennprozeß befindlichen Ofenkammer umgeleitet und der Wärmewiedergewinnung und Nachverbrennung innerhalb der Ringofenanlage zugeführt.
Um die mit Schadstoff beladene Abluft aus der Ringleitung nun der jeweilig letzten im Brennprozeß befindlichen Ofenkammer, d. h. deren Wärmetauscher zuzuführen, ist wiederum ein Überleitstück vorgesehen, das die Ringleitung mit dem entsprechenden Wärmetauscher verbindet, wobei dieses ebenfalls einzige Überleitstück in Feuerwanderrichtung entsprechend dem Fortschritt des Feuers jeweils der letzten im Brennprozeß befindlichen Ofenkammer, d. h. deren Wärmetauscher zugeordnet und an diesen angeschlossen wird.
Auch zur Abführung der gereinigten Abluft aus den Wärmetauschern der Ofendeckel ist ein einziges Ableitstück zur Verbindung des jeweiligen Wärmetauschers mit der Reingasleitung vorgesehen, das wiederum in Feuerwanderrichtung entsprechend dem Fortschritt des Feuers von der jeweiligen Ofenkammer zur nächstfolgenden Ofenkammer versetzbar ist, und bevorzugt dem Wärmetauscher der ersten in Betrieb befindlichen Ofenkammer zugeordnet wird. Die Reingasleitung ist der Ringofenanlage zugeordnet und mit Anschlußstellen für den Wärmetauscher einer jeden Ofenkammer ausgerüstet. Darüber hinaus wird die Reingasleitung bevorzugt mit einem Reingasventilator für einen geordneten Abzug ausgestattet. Der Reingasleitung können Reinigungsvorrichtungen für die Abluft nachgeschaltet werden oder aber auch direkt ein Schornstein. Die Ofenkammern der Ringofenanlage sind über Rauchgaskanäle für die Durchleitung der Prozeßluft in Feuerwanderrichtung miteinander verbunden. Darüber hinaus ist jede Ofenkammer mit einem Anschluß zum Anschluß an das Überleitstück zur Ringleitung hin ausgestattet.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die als Wärmetauscher ausgebildeten Ofendeckel für die Ofenkammern aus mindestens einem Deckenmodul und zwei die Deckenmodule an einander gegenüberliegenden Seiten begrenzenden Seitenmodulen zusammengesetzt sind, wobei die Strömungskanäle für die Abluft in den Deckenmodulen ausgebildet sind. Insbesondere wird vorgeschlagen, die Strömungskanäle in den Deckenmodulen von einer Seite zur anderen Seite durchgängig auszubilden und parallel zu den Seitenmodulen verlaufend anzuordnen. Damit wird es möglich, sowohl das Überleitstück zum Einleiten der mit Schadstoff beladenen Abluft in den Wärmetauscher an den Ofendeckel im Bereich der Eingänge der Strömungskanäle anzuschließen und andererseits das Ableitstück zum Abführen der gereinigten Abluft aus dem Wärmetauscher an den Ausgängen der Strömungskanäle am Ofendeckel im Bereich der Deckenmodule anzuschließen.
Von Vorteil ist es, beispielsweise den Ofendeckel im Längsschnitt durch die Strömungskanäle betrachtet mit einer äußeren trapezähnlichen Form auszubilden, wobei die kürzere Seite des Trapezes die Oberseite bildet, so daß zwischen aneinandergrenzenden Ofendeckeln im Bereich der Deckenmodule jeweils eine im Querschnitt betrachtet keilförmige Lücke entsteht. Damit ist es auf einfache Weise möglich, zwischen zwei benachbarten Ofendeckeln je ein keilförmiges Verbindungsstück mit quer zur Keilfläche verlaufenden Strömungskanälen zum Verbinden der Strömungskanäle benachbarter Ofendeckel einzusetzen und die Lücke zu schließen.
Insbesondere wird vorgeschlagen, die mit Schadstoff beladene Abluft durch alle Wärmetauscher aller Ofenkammern, die sich im Brennprozeß befinden, bis zu der ersten in Betrieb befindlichen Ofenkammer hindurchzuleiten und erst aus diesem letzten Wärmetauscher der ersten in Betrieb befindlichen Ofenkammer in die Reingasleitung überzuführen. Die wirtschaftliche Zuführung der Wärmeenergie aus der mit Schadstoff belasteten Abluft wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die mit Schadstoff beladene Abluft beim Durchströmen der Wärmetauscher der Ofenkammern, ausgehend vom Kühlbereich bis zur heißesten der befeuerten Ofenkammern durch letztere vorgewärmt wird bis die zur Verbrennung der Schadstoffe in der Abluft erforderliche Temperatur innerhalb der Wärmetauscher erreicht wird und nachfolgend die Schadstoffe in der Abluft beim Durchströmen der Wärmetauscher verbrennen und die so durch Verbrennung gereinigte und erhitzte Abluft beim Durchströmen der nachfolgenden Wärmetauscher der Ofenkammern im Aufheizbereich der Ofenkammern Wärmeenergie an die Ofenkammern zwecks Aufheizung derselben abgeben und am Ende die so abgekühlte gereinigte Abluft aus dem Wärmetauscher insbesondere der ersten in Betrieb befindlichen Ofenkammer in die Reingasleitung abgeführt wird.
Erfindungsgemäß wird die zur vollständigen Verbrennung der Schadstoffe in der Abluft beim Durchströmen der Wärmetauscher erforderliche Dauer der Verweilzeit der Abluft in den Wärmetauschern zum Erreichen auch der notwendigen Verbrennungstemperatur durch Verändern des freien luftführenden Querschnittes der Strömungskanäle in den Wärmetauschern der Ofendeckel eingestellt. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, das Verfahren so zu führen, daß die Absaugung der mit Schadstoff beladenen Abluft und Einleitung derselben in die Ringleitung, und des weiteren die Einleitung der mit Schadstoff beladenen Abluft von der Ringleitung in den Wärmetauscher der letzten im Brennprozeß befindlichen Ofenkammer und des weiteren die Abfuhr der gereinigten Abluft aus dem Wärmetauscher der Ofenkammer im Bereich des Aufheizbereiches insbesondere der ersten in Betrieb befindlichen Ofenkammer in die Reingasleitung mit dem Wandern des Feuers von Ofenkammer zu Ofenkammer ebenfalls mitwandert. Das bedeutet, daß die Absaugung der mit Schadstoff beladenen Abluft aus der ersten im Brennprozeß befindlichen Ofenkammer bei Feuerfortschritt zu der sich dann anschließenden ersten im Brennprozeß befindlichen Ofenkammer verlegt wird, ebenso die Einleitung der mit Schadstoff beladenen Abluft von der Ringleitung in den Wärmetauscher der letzten im Brennprozeß befindlichen Ofenkammer wiederum um eine Ofenkammer weiterrückt und die Abfuhr der gereinigten Abluft bevorzugt aus dem Wärmetauscher der ersten im Brennprozeß befindlichen Ofenkammer wiederum um eine Ofenkammer versetzt wird.
Für die Steuerung und Regelung des Brennprozesses wird die Temperatur in den Strömungskanälen der Wärmetauscher der Ofendeckel erfaßt und überwacht und für die Einhaltung der Temperaturen in den Ofenkammern berücksichtigt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand . der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigen:
1 Schema einer Ringofenanlage mit 18 Ofenkammern und integrierter Abluftreinigung,
2 Ausbildung der Ofenkammern 1 bis 9 im auszugsweisen Querschnitt AA gemäß Schema 1,
3a, 3b, 3c Ausbildung der Ofenkammern gem. Querschnitt BB auszugsweise gemäß 1,
4 Ausbildung der Ofenkammern 9 und 10 gemäß 1 im Querschnitt EE bzw. Querschnitt EE gemäß 2,
5a, 5b, 5c, 5d Ausbildung des Ofendeckels gemäß 2 bis 4 in Aufsicht, Seitenansicht und zwei Querschnitten,
6 Querschnitt durch zwei benachbarte Ofendeckel gemäß 3a in vergrößerter Darstellung.
7 Querschnitt CC gemäß 3b.
In der 1 ist das Schema einer erfindungsgemäß ausgebildeten Ringofenanlage 100 mit 18 Ofenkammern 1 bis 18 dargestellt. Die Feuerwanderrichtung FW, der Feuerfortschritt, ist durch den umlaufenden Pfeil angegeben. Bei dem eingezeichneten Stand des Brennprozesses werden die Ofenkammern 9 bis 1 und 18, 17 aufgeheizt, die Ofenkammer 16 wird befeuert, die Ofenkammern 15 und 14 werden abgekühlt, die Ofenkammern 13 bis 10 sind ohne Ofendeckel und dienen dem Umschlag, d. h. nach dem Abkühlen dem Entladen des gebrannten Brenngutes und Beladen mit neu zu brennendem Brenngut. Von den 18 Ofenkammern können 4 Kammern, die dem Umschlagbereich zugeordnet sind, stets ohne Ofendeckel sein, so daß die Ringofenanlage insgesamt bei 18 Ofenkammern nur mit 14 Ofendeckeln bestückt ist. Zwei Kammern gehören dem Kühlbereich an, das sind die Kammern 14 und 15, eine Kammer dem Feuerbereich, das ist die Ofenkammer 16 und elf Kammern dem Aufheizbereich, das sind die Kammern 9 bis 1 und 17 und 18. Die Prozeßluft wird im Kühlbereich der Ofenkammer 14 über einen Schiebeluftdeckel 13a auf der Ofenkammer 13, z. B. einem Axialventilator, zugeführt und von hier über Rauchgaskanäle 80, 81, 82, 84 in Feuerwanderrichtung den nachfolgenden Ofenkammern zugeleitet, d. h. sie durchläuft die Ringofenanlage von der Ofenkammer 14 über 15, 16, 17, 18, 1 bis 9. Die Ofenkammern sind zur Führung der Prozeßluft mit Rauchgaskanälen 82 untereinander sowie an den Stirnseiten über die Rauchgaskanäle 80 und 81 miteinander verbunden. Die Prozeßluft wird in der befeuerten Ofenkammer 16 hoch erhitzt, je nach Brennprozeß bis beispielsweise über 1000°C und wird von hier in die nachfolgenden Ofenkammern 17, 18 und 1 bis 9 unter Abgabe der Wärmeenergie und Aufheizung des sich in den Ofenkammern befindenden zu brennenden Gutes hindurch geleitet bis zur ersten in dem vorliegenden Brennprozeß zugehörigen Ofenkammer 9. Bei Fortschreiten des Feuers von der Ofenkammer 16 zur Ofenkammer 17 wird die inzwischen abgekühlte Ofenkammer 13 in den Umschlagbereich übergeführt, des weiteren die Ofenkammer 12 mit dem Schiebeluftdeckel 13a ausgestattet, um die Entladung des Brenngutes zu ermöglichen. Gleichzeitig wird die vorher befeuerte Ofenkammer 16 nunmehr gekühlt und die Ofenkammer 17 befeuert. Die in der Zwischenzeit mit neuem Brenngut beladene Ofenkammer 10 wird mittels eines Ofendeckels abgedeckt und bildet nunmehr die erste im Brennprozeß sich befindende Ofenkammer im Aufheizbereich, während die vorherige erste Ofenkammer 9 nunmehr die zweite Ofenkammer im Brennprozeß bildet.
Jede Ofenkammer 1 bis 18 ist mit einem Anschluß F (F1 bis F18) versehen, als Anschluß für die Abfuhr der Prozeßluft aus der Ofenkammer. Die als frische Prozeßluft mit Raumtemperatur in den Brennprozeß, d. h. in die Ringofenanlage gemäß 1 in die Ofenkammer 14 eingebrachte Prozeßluft nimmt beim Durchlaufen der Ofenkammer bis hin zur ersten im Brennprozeß befindlichen Ofenkammer 9 die beim Verbrennen und Aufheizen des Brenngutes entweichenden Schadstoffe und Gase auf und wird als mit Schadstoff beladene Abluft aus dem Anschluß F9 abgesaugt. Hierfür ist das Überleitstück 30 mit Stützventilator an den Anschluß F9 angeschlossen, das in eine Ringleitung 20 mündet. Die Ringleitung 20 umgibt die Ringofenanlage und weist jeder Ofenkammer zugeordnet einen Ringleitungsanschluß R1 bis R18 auf. Das mit dem Anschluß F9 der Ofenkammer 9 verbundene Überleitungsstück 30 mündet somit in dem Anschluß R9 der Ringleitung 20.
Die aus der ersten im Brennprozeß befindlichen Ofenkammer 9 abgeführte mit Schadstoff beladene Abluft wird über das Überleitungsstück 30 und die Ringleitung 20 der letzten im Brennprozeß befindlichen Ofenkammer 14 zugeführt. Hierbei wird jedoch die mit Schadstoff beladene Abluft nicht der Ofenkammer selbst, wie die Prozeßluft, zugeführt, sondern einem im Ofendeckel der Ofenkammer 14 befindlichen und dort ausgebildeten Wärmetauscher WT. Die Ofenkammern 14 bis 18 und 1 bis 9, die sich im Brennprozeß gemäß 1 befinden, sind jeweils mit einem Ofendeckel ausgerüstet, der als Wärmetauscher ausgebildet ist. Diese Wärmetauscher der Ofendeckel sind untereinander über Verbindungkanäle 900 verbunden, im Bereich der Ofenkammern 18 und 1 über den Verbindungskanal 91. Von der Ringleitung, und zwar dem der Ofenkammer 14 zugeordneten Anschluß R14 führt ein Überleitungsstück 40 zu dem Wärmetauscher in dem Ofendeckel der Ofenkammer 14, d. h. zu der letzten im Brennprozeß befindlichen Ofenkammer. Die von der Ofenkammer 9 kommende mit Schadstoff beladene Abluft wird nunmehr dem Wärmetauscher der Ofenkammer 14, der sich im Ofendeckel befindet, zugeführt und wird in Feuerwanderrichtung durch alle nachfolgenden Wärmetauscher in den Ofendeckeln der Ofenkammern 15 bis 18 und 1 bis 9 geführt und aus dem Wärmetauscher der ersten im Brennprozeß befindlichen Ofenkammer über die Verbindungsleitung 92 herausgeführt und über ein Ableitstück 50 einer Reingasleitung 60 mit Anschlußstelle 601 zugeführt.
Beim Durchströmen der Wärmetauscher der Ofenkammern 14 und 15 wird die schadstoffbeladene Abluft wieder aufgewärmt bis hin zur heißesten der befeuerten Ofenkammer 16 in dem Beispiel gemäß 1, wobei die zur Verbrennung der Schadstoffe in der Abluft erforderliche Temperatur erreicht wird. Die zur vollständigen Verbrennung der Schadstoffe in der Abluft in dem Wärmetauscher erforderliche Verweilzeit kann beispielsweise über den freien luftführenden Querschnitt des Wärmetauschers eingestellt werden, in dem die Verbrennung der Schadstoffe stattfindet. Die durch Verbrennen gereinigte Abluft, die zugleich hoch erhitzt ist, strömt nun weiter in den Aufheizbereich der Ringofenanlage und gibt ihre Wärmeenergie über die Wärmetauscher an die Ofenkammern ab. Wenn die Abluft in dem Wärmetauscher und Ofendeckel der ersten im Brennprozeß befindlichen Ofenkammer 9 angekommen ist, hat sie im wesentlichen ihre Wärmeenergie abgegeben und wird nun als „kalte" und gereinigte Abluft über das Ableitstück 50 abgezogen und der Reingasleitung 60 zugeführt. Die Reingasleitung 60 ist bevorzugt mit einem Reingasventilator ausgestattet und von hier wird die Abluft der Umwelt oder weiteren nachgeschalteten Reinigungsstufen zugeführt. Die Reingasleitung 60 ist so zwischen den Kammern der Ringofenanlage angeordnet, daß sie mit einer entsprechenden Anzahl von Anschlüssen 601 ausgebildet ist, um die aus dem jeweiligen Wärmetauscher einer Ofenkammer abgeführte gereinigte Abluft aufnehmen zu können. Das Überleitstück 30 für die mit Schadstoff beladene Abluft aus der Ofenkammer in die Ringleitung ist je nach Feuerfortschritt an die dann jeweils zuständige erste sich im Brennprozeß befindende Ofenkammer umsetzbar und anschließbar, d. h. im vorliegenden Beispiel beim nächsten Feuerfortschritt an die Ofenkammer 10. Gleichzeitig ist auch mit dem Umsetzen des Überleitstückes 30 bei Feuerfortschritt das Überleitstück 40 zum Einführen der mit Schadstoff beladenen Abluft aus der Ringleitung 20 in den Wärmetauscher der letzten sich im Brennprozeß befindenden Ofenkammer zur nächsten letzten Ofenkammer die sich im Brennprozeß befindet, nämlich der Ofenkammer 15 umsetzbar. Des weiteren ist auch bei Feuerfortschritt das Ableitstück 50 zum Abführen der gereinigten Abluft aus dem Wärmetauscher der ersten sich im Brennprozeß befindenden Ofenkammer 9 in die Reingasleitung an den nächsten Wärmetauscher der dann ersten Ofenkammer, die sich im Brennprozeß befindet, nämlich die Ofenkammer 10 umzusetzen.
In der 2 ist beispielhaft die Ausbildung einer Ringofenanlage gemäß Schema 1 im Schnitt AA auszugsweise dargestellt. Die Ofenkammer 1 weist den Feuerschacht 82 auf, der mit dem Rauchgaskanal 80, der von der Ofenkammer 18 kommt, in Verbindung steht und durch den die zur Führung des Brennprozesses erforderliche Prozeßluft PL in Pfeilrichtung in die Ofenkammer 1 geführt wird. Die Ofenkammer 1 ist oberseitig mit dem Ofendeckel D abgedeckt, durch den Strömungskanäle 710 für die mit Schadstoff beladene Abluft AL führen, wobei die mit Schadstoff beladene Abluft AL in der gleichen Richtung die Ofendeckel der sich anschließenden Ofenkammern 2 bis 9 durchläuft, wie die Prozeßluft PL ebenfalls geführt ist. In den Ofenkammern sind des weiteren Kassettenwände 83 aus Formsteinen zur Führung der Prozeßluft und zur Wärmeübertragung auf das Brenngut angeordnet. Zwischen den Ofendeckeln D benachbarter Ofenkammern 1 und 2 sind Verbindungsstücke 90, die keilförmig ausgebildet sind, eingesetzt, die ebenfalls Strömungskanäle 900 aufweisen, und die an die Strömungskanäle 710 der Ofendeckel dicht anschließen.
An die erste im Brennprozeß befindliche Ofenkammer 9 ist das Überleitstück 30 angeschlossen, das mit der Ofenkammer 9 bzw. dem Rauchgaskanal 84 kommuniziert und durch welches die mit Schadstoff beladene Prozeßluft aus der Ofenkammer 9 abgesaugt wird. An den Ofendeckel D, der die erste Ofenkammer 9 abdeckt, ist ausgangsseitig an die die Abluft führenden Verbindungskanäle 710 ein Ableitstück 50 angeschlossen, durch das die Abluft aus dem Wärmetauscher des Ofendeckels abgeführt und der Reingasleitung 60 zugeführt wird.
Die aus der Ofenkammer 9 abgeführte mit Schadstoff beladene Prozeßluft AL wird der Ringleitung 20 zugeführt, wie aus 4 ebenfalls ersichtlich. Die aus dem Wärmetauscher WT der Ofenkammer 9 abgeführte gereinigte und abgekühlte Abluft AL-R wird, wie ebenfalls aus 4 ersichtlich der Reingasleitung 60 zugeführt. Die Reingasleitung 60 ist zwischen den beiden Reihen von Ofenkammern angeordnet, so daß jeweils von beiden Seiten der entsprechende Wärmetauscher einer Ofenkammer anschließbar ist. Die Ofenkammer 10, die sich derzeit im Umschlagbereich befindet, ist ohne Ofendeckel.
3a zeigt die Ofenkammern 18 und 17 gemäß Schnitt BB nach 1, wobei die Ofenkammern wiederum für die Führung der Prozeßluft PL mit Rauchgaskanälen 80, Feuerschacht 82 und Kassettenwänden 83 ausgestattet sind. Im Sohlenbereich sind ebenfalls Rauchgaskanäle 84 ausgebildet. Die Ofenkammern sind wiederum mit Deckeln D, die als Wärmetauscher mit Strömungskanälen 710 ausgebildet sind, für die Durchleitung der mit Schadstoff belasteten Abluft AL ausgestattet.
In der 3b ist der ausschnittsweise Querschnitt gemäß Schnitt BB für die Ofenkammern 15 und 14 dargestellt, wobei die Zuführung der Abluft AL, die von der Ofenkammer 9 über die Ringleitung 20 ankommt, über das Überleitstück 40 in den Wärmetauscher des Ofendeckels D der Ofenkammer 14 dargestellt ist. In der 7 ist der Querschnitt CC gemäß 3b dargestellt, der die Ausbildung des Überleitstückes 40 mit Anschluß an die Strömungskanäle 710 des als Wärmetauscher ausgebildeten Ofendeckels D der Ofenkammer 14 darstellt, sowie den Anschluß des Überleitstückes 40 an die Ringleitung 20 im Bereich der Anschlußstelle R14 für die Zuführung der Abluft AL, die aus der Ofenkammer 9 kommt.
In der 3c, die den Schnitt BB durch die Ofenkammer 10 zeigt, ist sowohl der Anschluß R10 als auch R11 für das Überleitsstück 40 an die Ringleitung 20 ersichtlich. Im übrigen ist die Ofenkammer 10 leer und ohne Deckel und für die erneute Beladung mit Brenngut bereit.
In der 5a ist die Aufsicht auf einen Ofendeckel D dargestellt, die 5b zeigt die Seitenansicht K, die 5e zeigt den Querschnitt GG und die 5d zeigt den Querschnitt HH durch den Ofendeckel gemäß 5a. Der Ofendeckel D ist bevorzugt in Modulbauweise erstellt und besteht aus mindestens einem Deckenmodul 71 und zwei Seitenwandmodulen 72. In dem gezeigten Beispiel ist der Ofendeckel aus drei Deckenmodulen 71 aufgebaut, wobei jedes Deckenmodul 71 zwei zueinander parallele Strömungskanäle 710 aufweist, die von einer Seite zur anderen Seite durchgängig sind. Im Längsschnitt der Strömungskanäle weist das Deckenmodul einem im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt auf, wobei die kürzere Trapezseite die Oberseite bildet. Innenseitig unterhalb der Strömungskanäle 710 schließt sich die Feuerkammer 711 zur Ofenkammer an. Die Deckenmodule 71 werden seitlich parallel zu den Strömungskanälen von Seitenmodulen 72 begrenzt, die Module werden mittels Zuganker 73 als Spannelemente miteinander zu dem Ofendeckel verbunden. Jedes Modul besteht aus einer Tragschale 713, die aus einem stahlfaserarmierten Feuerfestbeton hergestellt ist und in diese Tragschale sind die Strömungskanäle 710 als Wärmetauschkanäle eingearbeitet. Das äußere Gerippe der Tragschalen der einzelnen Module ist zur besseren Wärmeisolierung mit einem Feuerleichtbeton 712 vergossen. An den Eingängen 715 und Ausgängen 716 der Strömungskanäle sind umlaufende Nuten 717 ausgebildet zur Aufnahme einer Dichtschnur.
Im Querschnitt HH betrachtet, weist der Ofendeckel eine im wesentlichen rechteckige äußere Form auf.
In der 6 ist nochmals im einzelnen der Anschluß zweier benachbarter Ofendeckel D dargestellt, die im benachbarten Bereich durch Einsetzen eines keilförmigen Verbindungsstückes 9 in die durch die Trapezform der Ofendeckel gebildete Lücke miteinander verbunden werden, wobei das Verbindungsstück 90 mit entsprechenden quer dasselbe durchsetzenden Verbindungskanälen 900 ausgebildet ist, die direkt an die Strömungskanäle 710 der Ofendeckel anschließen. Somit werden die als Wärmetauscher für die Durchleitung der Abluft AL ausgebildeten Ofendeckel durch die Verbindungsstücke 90 miteinander verbunden und eine durchgängige Abluftführung in Feuerwandungsrichtung in der Ringofenanlage durch die als Wärmetauscher ausgebildeten Ofendeckel der einzelnen Kammern wird ermöglicht. Damit ist eine thermische regenerative Abluftreinigung der mit Schadstoff beladenen Prozeßluft möglich unter gleichzeitiger Rückgewinnung der Wärmeenergie und Zuführung derselben in den Brennprozeß.

Claims

Ringofenanlage mit mehreren Ofenkammern zur Aufnahme von Brenngut, wobei die Ofenkammern einem Aufheizbereich, einem Feuerbereich, einem Kühlbereich und einem Umschlagbereich zugeordnet sind und das Feuer von einer Ofenkammer zur nächstfolgenden Ofenkammer in einer Feuerwanderrichtung fortschreitet, wobei Prozeßluft ausgehend von dem Kühlbereich den Ofenkammern zuführbar ist und durch die Ofenkammern in Feuerwanderrichtung führbar ist und die durch den Brennprozeß mit Schadstoff beladene Prozeßluft als Abluft abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest jede sich im Brennprozeß befindende Ofenkammer mit einem Strömungskanäle aufweisenden Wärmetauscher ausgebildet ist und die Wärmetauscher mit mit Schadstoff beladener Abluft beaufschlagbar sind.
Ringofenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle der Wärmetauscher der Ofenkammern im Bereich der Ofensohle und/oder Ofenwände und/oder Ofendeckel der Ofenkammern ausgebildet sind.
Ringofenanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle der Ofenkammern fortlaufend miteinander verbindbar sind und mit Schadstoff beladene Abluft aus der Ringofenanlage beaufschlagbar sind, die in Feuerwanderrichtung durch die Wärmetauscher der Ofenkammern strömt.
Ringofenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ringleitung vorgesehen ist, die mit jeder Ofenkammer über eine Anschlußstelle verbindbar ist und ein Überleitstück mit Stützventilator vorgesehen ist, das in Feuerwanderrichtung entsprechend dem Fortschritt des Feuers von Ofenkammer zu Ofenkammer zwecks Verbindung der Ofenkammer mit der Ringleitung versetzbar ist.
Ringofenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der Ringleitung (20) mit dem Wärmetauscher jeder Ofenkammer ein Überleitstück (40) vorgesehen ist, das in Feuerwanderrichtung entsprechend dem Fortschritt des Feuers von Ofenkammer zu Ofenkammer versetzbar ist.
Ringofenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abführung der gereinigten Abluft aus den Wärmetauschern der Ofenkammern ein Ableitstück (50) zur Verbindung des Wärmetauschers einer Ofenkammer mit der Reingasleitung (60) vorgesehen ist, das in Feuerwanderrichtung entsprechend dem Fortschritt des Feuers von Ofenkammer zu Ofenkammer versetzbar ist.
Ringofenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reingasleitung (60) mit Anschlußstellen (601) für jeden Wärmetauscher einer Ofenkammer ausgerüstet ist.
Ringofenlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reingasleitung mit einem Reingasventilator ausgestattet ist.
Ringofenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Reingasleitung Reinigungsvorrichtungen für die Abluft nachgeschaltet sind.
Ringofenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenkammern über Rauchgaskanäle (80, 81, 82) für die Durchleitung der Prozeßluft in Feuerwanderrichtung miteinander verbunden sind.
Ringofenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ofenkammer einen Anschluß (F1 bis 18) zum Anschluß des Überleitstückes (30) an die Ringleitung (20) aufweist.
Ringofenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder sich im Brennprozeß befindenden Ofenkammer ein Ofendeckel eingesetzt ist, der als Wärmetauscher mit Strömungskanälen für die Durchleitung der mit Schadstoff beladenen Abluft aus der ersten im Aufheizbereich des Brennprozesses sich befindenden Ofenkammer ausgebildet ist.
Ringofenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofendeckel für die Ofenkammern aus mindestens einem Deckenmodul (71) und zwei die Deckenmodule an einander gegenüberliegenden Seiten begrenzenden Seitenmodule (72) zusammengesetzt sind, wobei die Strömungskanäle (710) für die Abluft in den Deckenmodulen (71) ausgebildet sind.
Ringofenanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle (710) in den Deckenmodulen (71) von einer Seite zur anderen Seite durchgängig ausgebildet sind und parallel zu den Seitenmodulen verlaufen.
Ringofenanlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofendeckel im Längsschnitt durch die Strömungskanäle (710) betrachtet eine äußere trapezähnliche Form aufweist.
Ringofenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei benachbarten Ofendeckeln je ein keilförmiges Verbindungsstück (90) mit quer zur Keilfläche verlaufenden Strömungskanälen (900) zum Verbinden der Strömungskanäle (710) benachbarter Ofendeckel eingesetzt ist.