DE2719368A1

DE2719368A1 - Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines ringofens

Info

Publication number: DE2719368A1
Application number: DE19772719368
Authority: DE
Inventors: Jean Louis Genevois; Antonio Lucia; Renato Piva
Original assignee: Elettrocarbonium SpA
Current assignee: Elettrocarbonium SpA
Priority date: 1976-05-05
Filing date: 1977-04-30
Publication date: 1977-11-17
Also published as: FR2350565A1; FR2350565B1; IT1073727B; CA1117745A; US4215982A

Description

PATENTANMELDUNG

ELETTROCARBONIUM S.p.A.

18, Viale della Liberazione, Milano, Italien

Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Ringofens

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Ringofens für das Brennen und Glühen von kohlenstoffhaltigen Materialien, der mehrere, mit einem unteren Zwischenraum versehene Kammern aufweist, die jeweils in mehrere Segmente und in mindestens einen mit den nachfolgenden Kammern in Verbindung stehenden Feuerschacht aufgeteilt sind und denen ein gemeinsamer Rauchgaskanal mit ver-

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schließbaren Öffnungen zu jeder Kammer zugeordnet ist, wobei mindestens zwei mit einem Deckel geschlossene Abkühlungskammern, mindestens zwei ebenfalls mit einem Deckel geschlossene Brennkammern und geschlossene Vorheizkammern vorgesehen sind.

Kohlenstoffhaltige Materialien setzen sich im allgemeinen aus einem trägen Material in Pulverform, wie z.B. Petrolkoks, Glanzkohle, Ruß und dergl. zusammen, und sind mit einem Bindemittel, wie z.B. Pech, Teer, Harze und dergl., gesintert. Derartige Materialien sind in der Regel mit Hilfe einer bestimmten Technologie zum Fließpressen, Stanzen, Schwingen, Flattern und dergl. vorgeformt. An diesen Arbeitsgang schließt sich zur Verkokung des Bindemittels das Brennen der Materialien an, um die gewünschten Eigenschaften, wie mechanische Festigkeit, Leitfähigkeit usw., zu erzielen. Das durch dieses Brennverfahren erzielte Material wird als "amorphisch" bezeichnet und kann in diesem Zustand beispielsweise bei Anoden und Kathoden für die Elektrolyse von Aluminium, amorphischen Elektroden, Ofenverkleidungen und dergl. verwendet werden. Darüber hinaus kann es sowohl unmittelbar zur Graphitierung als auch nach Tränkung und nach anschließendem Glühen für die Erzeugung von Stahl benutzt werden.

Die bekannten Ringöfen bestehen in der Regel aus einer bestimmten Anzahl von Kammern, die nebeneinanderliegend einen geschlossenen Ring bilden. Die nötige Wärmeenergie wird aus flüssigem oder gasförmigem Brennstoff gewonnen, der in einer oder mehreren Kammern unter Höchsttemperatur verbrennt und zwar im Gegenstrom

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zu der unmittelbar vor den Kammern sich abkühlenden Luft, welche mit diesen Kammern Wärme austauscht. Nach dem Verbrennungsprozeß werden die heißen Rauchgase durch einen Ventilator einem Schornstein zugeführt, nach-dem die Rauchgase zuvor einem Wärmeaustausch mit den Kammern unterzogen wurden, die gerade vorgeheizt werden und entgegengesetzt den Kuhlungskammern angeordnet sind. Die Beschickung und das Entladen erfolgen in den übrigen Kammern, welche von den Rauchgasen nicht durchströmt werden.

Der kontinuierliche Ablauf des thermischen Kreisprozesses wird durch Verstellung des Feuers in die jeweils nächst vorgeheizte Kammer gewährleistet, d.h. durch Verschiebung der vorstehend beschriebenen Anordnung um je eine Kammer in Richtung des Rauchgasweges. Die Zeit, die zwischen zwei Verschiebungen vergeht, welche als "Ofenteilung" bezeichnet wird, ist von verschiedenen Ursachen abhängig und zwar von der Anzahl der Kammern, dem durchzuführenden thermischen Kreisprozeß und der erforderlichen Zeit zum Beschicken und Ausladen.

Während der Arbeitsgänge, denen die kohlenstoffhaltigen Materialien in dem Ringofen unterzogen werden, werden von dem sinternden Bindemittel während dem Brennen und vom Tränkmittel während dem Glühen flüchtige Stoffe freigegeben, die unmittelbar dem Schornstein zugeführt werden. Ist dem Schornstein kein Filter zur Vernichtung dieser flüchtigen Stoffe zugeordnet, so ergibt sich eine starke Rauchbildung, die die Umgebung stark verschmutzt.

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Ist dagegen der Schornstein mit einem Filter versehen, wobei im allgemeinen elektrostatische Filter verwendet werden, so ergibt sich daraus die Vernichtung von ca. 95 - 98% der teerhaltigen, niederschlagbaren Dämpfe in Form von Nebel. Ein solcher Filter bewährt sich allerdings lediglich bei niederschlagbaren Stoffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangsgenannten Art zu schaffen, bei dem die durch den Schornstein ausströmende Rauchgasmenge vermindert, die thermische Leistung des Ringofens erhöht und der Brennstoffverbrauch sowie der Unterdruck in allen Kammern verringert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Teil der einem Schornstein zugeführten Rauchgase nach erfolgtem Wärmeaustausch in den Vorheizkammern und Anreicherung mit flüchtigen Stoffen, die sich während des Prozesses im Ringofen entwickeln, sowie mit Falschluft, die trotz Abdichtung in die Vorheizkammern eindringt, über ein bewegliches Verbindungsorgan mit eingebautem Ventilator in die letzte geschlossene Abkühlungskammer zur Erzielung eines Rückstromes eingeführt wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Ringofen, bei dem der untere Zwischenraum einer jeden Kammer eine seitliche Leitung mit einer in der Nähe der entsprechenden Rauchgaskanalöffnung liegenden Eintrittsöffnung aufweist, dadurch aus, daß das bewegliche Verbindungsorgan aus einem U-förmigen Rohrteil besteht, das aus einem

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ersten Vertikalrohr, einem Horizontalrohr und einem zweiten Vertikalrohr zusammengesetzt ist, und daß in das Horizontal rohr der zur Erzeugung eines Rauchgasteilstromes aus dem Rauchgaskanal zu der geschlossenen Abkuhlungskammer dienende Ventilator eingebaut ist.

Eine andere Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß das bewegliche Verbindungsorgan aus einem die einzelnen Segmente einer jeden Kammer abdekkenden und den zugehörigen Feuerschacht freilassenden Deckel mit einer mittigen Öffnung besteht, in die das eine Ende eines Rohres einmündet, während das andere Ende in die zu der Abkühlungskammer zugehörige öffnung des Rauchgaskanales eingeführt ist, und daß in das Rohr der zur Erzeugung eines Rauchgasteilstromes aus dem Rauchgaskanal zu der Abkuhlungskammer dienende Ventilator eingebaut ist.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erzielt:

1 . Die durch den Filter strömende Rauchgasmenge wird vermindert, so daß ebenfalls die Dampfmenge, z.B. die feerhaltigen Dämpfe, die der Filter nicht zu vernichten vermag, in absolutem Wert vermindert wird. Anderenfalls würden diese Dämpfe an die Atmospäre abgegeben.

2. Die thermische Leistung des Ringofens wird erhöht, indem ein Teil der Wärme der in Rückstrom gesetzten Rauchgase zurückgewonnen wird, wobei diese Gase, wenn sie in die Kammer eingeführt werden, in der der Abkühlungsprozeß gerade beginnt, kalt genug sind, um das noch an höhere Temperatur aufweisende Material abzukühlen.

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3. Der Brennstoffverbrauch wird verringert, da eine gewisse Kalorienmenge durch die Verbrennung der noch brennbaren Stoffe, der in den Rückstrom eingeführten Rauchgase in den Brennkammern zurückgewonnen wird, wobei auf jeden Fall der Teil dieser Stoffe, der im Filter nicht niederschlägt, vernichtet werden kann.

4. In allen Kammern verringert sich der Unterdruck, was die Gefahr des Eindringens von Falschluft in die verschiedenen Kammern aufgrund der unvermeidlichen Mangel der feuerfesten Verkleidung des Ringofens vermindert.

5. Stoffe oxidieren, welche anderenfalls in der Atmosphäre eine zusätzliche Verunreinigung bewirken würden.

Zwei Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf einen

Ringofen mit einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Teilschnitt gemäß der Linie H-II der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 einen Teilschnitt in noch größerem Maßstab gemäß der Linie III—III der Fig. 1 ,

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Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf einen Alter-

nativ-Ringofen mit einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung,

Fig. 5 einen Teilschnitt in größerem Maßstab gemäß der Linie IV - IV der Fig. 1,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 4 und

Fig. 7 einen Teilschnitt in vergrößertem Maßstab gemäß der Linie VII-VII der Fig. 1 und 4.

Die in den Fig. 1 und 4 dargestellten Ringöfen weisen zwanzig Kammern auf und sind in derselben Lage dargestellt, d.h.,

die Kammern F und G sind Brennkammern, in denen die Höchsttemperatur besteht;

die Kammern H bis R sind durch Rauchgase beaufschlagte Vorheizkammern}

die Kammer S ist die Beschickungskammer;

die Kammer T ist die Wartungskammer;

die Kammer A ist die Entladungskammer;

die Kammern B und C sind zwangsgekühlte offene Abkühlungskammern;

die Kammern D und E sind geschlossene Abkühlungskammern.

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Unter diesen Bedingungen strömt ein Teil der Rauchgase in die Abkühlkammer D. Für den Fall, daß die in den Rauchgasen enthaltene Luft zur Verbrennung nicht ausreicht oder daß ein Luftüberschuß in der Rücklauf-Rauchgasmenge besteht, ist ein einstellbarer Einlaß für kalte Luft in der Abkühlkammer B vorgesehen.

Die Brenner der Brennkammern F und G sind in Betrieb und stehen mit einer nicht dargestellten Zufuhrleitung für flüssigen oder gasförmigen Brennstoff in Verbindung. Die Rauchgase strömen aufgrund des Kreisprozesses von den Brennkammern F und G in die nachfolgenden Kammern, da alle Kammern durch untere Leitungen 53 miteinander verbunden sind, wobei die Endkammern J und K durch eine Querleitung 54 miteinander in Verbindung stehen.

Die Rauchgase werden in Richtung eines Rauchgaskanales 19, dessen Austritt 46 über einen Filter in einen Schornstein einmündet, durch die letzte Vorheizkammer R gleitet, die mit dem Rauchgaskanal 19 durch eine an sich bekannte, bewegliche Haube 47 in Verbindung steht.

Bei solchen Ringöfen ergibt sich ein Unterdruck, der in den Brennkammern beginnt, ansteigt und seinen Höchstwert in der Vorheizkammer R, die mit dem Rauchgaskanal unmittelbar verbunden ist, und seinen Tiefstwert in der Abkühlkammer D erreicht.

Der Ringofen arbeitet im Uhrzeigersinn, wodurch der Arbeitsgang von einer Kammer auf die nachfolgende übertragen wird.

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Bei dem Ringofen nach den Fig. 1 , 2 und 3 ist der untere Zwischenraum 52, der mit dem Kammergewölbe 55 durch die Leitungen 53 der hohlen Zwischenrände in Verbindung steht, mit einer seitlichen Leitung 13 versehen, welche eine mit einer doppelten Stufe ausgebildete Eintrittsöffnung 15 besitzt, die mit einem Stopfen 18 verschlossen werden kann.

Der Rauchgaskanal 19 verläuft an der Außenseite der seitlichen Leitungen 13 der verschiedenen Kammern entlang und ist in Übereinstimmung mit jeder Kammer mit einer Steigleitung 20 versehen, deren Austrittsöffnung 21 ebenfalls mit zwei Stufen 22, 23 ausgebildet ist. Die Austrittsöffnung 21 kann mit einem Stopfen 24 verschlossen werden, und sie befindet sich in der Nähe der Eintrittsöffnung 14 der zugehörigen seitlichen Leitung 13.

Aufgrund dieser Ausbildung des Ringofens ist ein bewegliches Verbindungsorgan 30 vorgesehen, das besteht aus einem ersten Vertikalrohr 31, dessen Einmündung eine mit zwei einspringenden Stufen 33 und 34 ausgebildete Abdichtung 32 besitzt, um die Eintrittsöffnung 14 der seitlichen Leitung 13 abdichtend abzuschließen, einem Horizontalrohr 35, in das ein Ventilator 36 eingebaut ist, und einem zweiten Vertikalrohr 37, dessen Einmündung eine mit zwei einspringenden Stufen 41 und 42 ausgebildete Abdichtung 38 besitzt, um die Austrittsöffnung 21 der Steigleitung 20 abdichtend abzuschließen. Zur Benutzung der In Fig. 1 dargestellten Vorrichtung werden der Stopfen 18 der seitlichen Leitung 13 der Abkühlkammer D sowie der Stopfen 24 der entsprechenden mit dem Rauchgaskanal 19 in Verbindung stehenden Steigleitung 20 entfernt. Das erste Vertikalrohr 31 des beweglichen Verbindungsorgans 30 wird auf die Eintrittsöffnung 14 und das zweite Vertikalrohr 37 wird auf die Austrittsöffnung 21 der entsprechenden Steig-

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leitung 20 des Rauchgaskanals 19 aufgesetzt. Anschließend werd der Ventilator 36 in Betrieb gesetzt, der dem Rauchgaskanal 19 einen Teil der Rauchgase entnimmt und diese in die seitliche Leitung 13, den Zwischenraum 52 und die Leitungen 53 der Hohlräume der Zwischenwände 53 leitet.

Aus der Abkühlkammer D werden die aus dem Rauchgaskanal 19 entnommenen Rauchgase in die A.bkühlkammer E und anschließend in die Brennkammer F und G geleitet. Hierbei wird es diesen Rauchgasen durch den oberhalb des Feuerschachtes 44 angeordneten Verschluß 45 unmöglich gemacht, in die unabgedeckte Kammer zu gelangen.

Bei dem Alternativ-Ringofen nach den Fig. 4 und 5 und 6 fehlt die seitliche Leitung 13 des unteren Zwischenraumes 52j der Kammern so daß es nicht möglich ist, die Kammern mit dem Rauchgaskanal 19' durch diese seitliche Leitung in Verbindung zu setzen. Daher ist der obere Teil der Kammer mit dem Rauchgaskanal 19*verbunden, wobei diese Kammer jeweils die letzte geschlossene Abkühlungskammer ist.

Zu diesem Zweck ist daher ein besonderes, bewegliches Verbindungsorgan 60 vorgesehen, das aus einem Decket 61 besteht, welcher lediglich die Segmente einer jeden Kammer und nicht den Feurschacht 44* dichtend abschließt, wobei dieser Deckel eine mittige Öffnung aufweist, in die das Ende einer mit einem Ventilator 63 versehenen Leitung 62 eingeführt ist.

Das Ende 64 des Abschnitts 65 der Leitung 62 weist eine Abdichtung auf, die dazu geeignet ist, in die Einmündung der Sfc-eigleitung des Rauchgaskanals 19' abdichtend eingeschoben zu werden und zwar ahn-

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lieh wie bei dem zweiten Vertikalrohr 37 des beweglichen Verbindungsorgans 30.

Das bewegliche Verbindungsorgan 60 ersetzt den normalen Decke 10' der Kammer, welche mit dem Rauchgaskanal 19* in Verbindung gesetzt werden soll, so daß dieses Verbindungsorgan 60 bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung den Deckel der Kammer D ersetzt. Selbstverständlich ergibt sich auch bei einem derartigen Ringofen die gleiche Kammeranordnung wie bei dem zuerst beschriebenen Ringo-fen.

Im übrigen ist bei beiden Ausführungen der Ringöfen die Vorheizkammer R mit dem Rauchgaskanal 19 für das Ablassen der Rauchgase durch die bewegliche Haube 47 verbunden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

. Verfahren zum Betreiben eines Ringofens für das Brennen und Glühen von kohlenstoffhaltigen Materialien, der mehrere, mit einem unteren Zwischenraum versehene Kammern aufweist, die jeweils in mehrere Segmente und in mindestens einen mit den nachfolgenden Kammern in Verbindung stehenden Feuerschacht aufgeteilt sind und denen ein gemeinsamer Rauchgaskanal mit verschließbaren Öffnungen zu jeder Kammer zugeordnet ist, wobei mindestens zwei mit einem Deckel geschlossene Abkühlungskammern, mindestens zwei ebenfalls mit einem Deckel geschlossene Brennkammern und geschlossene Vorheizkammern vorgesehen sind, dadurch ge kenn zeichnet ,daß

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ein Teil der einem Schornstein zugeführten Rauchgase nach erfolgtem Wärmeaustausch in den Vorheizkammern (H - R) und Anreicherung mit flüchtigen Stoffen, die sich während des Prozesses im Ringofen entwickeln, sowie mit Falschluft, die trotz Abdichtung in die Vorheizkammern (H - R) eindringt, über ein bewegliches Verbindungsorgan (30, 60) mit eingebautem Ventilator (36, 63) in die letzte geschlossene Abkühlungskammer (D) zur Erzielung eines Rückstromes eingeführt wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Ringofen, bei dem der untere Zwischenraum einer jeden Kammer eine seitliche Leitung mit einer in der Nähe der entsprechenden Rauchgaskanalöffnung liegenden Eintrittsöffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Verbindungsorgan (30) aus einem U-förmigen Rohrteil besteht, das aus einem ersten Vertikalrohr (31), einem Horizontalrohr (35) und einem zweiten Vertikalrohr (37) zusammengesetzt ist, und daß in das Horizontalrohr (35) der zur Erzeugung eines Rauchgasteilstromes aus dem Rauchgaskanal (19) zu der geschlossenen Abkühlungskammer (D) dienende Ventilator (36) eingebaut ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das erste Vertikalrohr (31) zur dichten Verbindung mit der Eintrittsöffnung (14) der seitlichen Leitung (13) des Zwischenraumes (52) als auch das zweite Vertikalrohr (37) zur dichten Verbindung mit der Öffnung (21) des Rauchgaskanales (19) mit einer entsprechenden Abdichtung (32, 38) versehen ist.

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4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Verbindungsorgan (60) aus einem die einzelnen Segmente einer jeden Kammer abdeckenden und den zugehörigen Feuerschacht freilassenden Deckel (61) mit einer mittigen Öffnung besteht, in die das eine Ende eines Rohres (62, 65) einmündet, während das andere Ende (64) in die zu der Abkühlungskammer (D') zugehörige Öffnung (21) des Rauchgaskanales (19') eingeführt ist, und daß in das Rohr (62, 65) der zur Erzeugung eines Rauchgasteilstromes aus dem Rauchgaskanal zu der A bkühlungskammer (D') dienende Ventilator (63) eingebaut ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (64) des Rohres (62, 65) mit einer Abdichtung zur Herstellung einer dichten Verbindung mit der Öffnung (21') des Rauchgaskanales (19*) verbunden ist.

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