DE3104280C2 - Verfahren zur Erzeugung von Schutzgas aus dem Abgas von strahlrohrbeheizten Öfen - Google Patents

Description

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Zum Blankglühen von Metallen sind öfen mit. Schutzgasatmosphäre erforderlich. Die Erzeugung des erforderlichen Schutzgases erfolgt üblicherweise in gesonderten Anlagen durch Verbrennen von Kohlen-Wasserstoffen mit Luft und Entfernen schädlicher Bestandteile aus den Verbrennungsgasen. Die bei der Verbrennung frei werdende Energie wird durch Kühlung abgeführt oder in Abhitzekesseln nutzbar gemacht. Auch ist es aus der DE-OS 21 10 935 bereits bekannt, eine Anlage zur Erzeugung von Schutzgasen zu betreiben, in der gleichzeitig zwei Schutzgasatmosphären erzeugt werden. Mit der bei der Erzeugung von Exogas über eine Mengenregelung gesteuert freiwerdenden Wärmemenge wird die Temperatur der mit dem Katalysator für die Endogaserzeugung versehenen Retorte auf den vorgegebenen Wert geregelt.

Da diese Verfahrensweisen unwirtschaftlich bzw. technisch sehr aufwendig sind und die Glühofen häufig ohnehin durch Verbrennung von Kohlenwasserstoffen beheizt werden, ist bereits vorgeschlagen worden, Schutzgas unter Verwendung von Ofenabgasen herzustellen. In GWF »Das Gas- und Wasserfach« 92 (1951), Heft 15 (Gas) ist ein Verfahren zur Schutzgaserzeugung aus dem Abgas von Strahlrohr- und Muffelofen beschrieben, bei dem das Heizgas zunächst wie üblich mit einem etwa l,2fachen Luftüberschuß verbrannt wird und ein Teil des entstehenden Abgases in eine besondere Reaktionskammer geleitet wird, in der unter Zusatz von Heizgas der noch in den Abgasen vorhandene Luftsauerstoff verbrannt wird. Das so erzeugte sauerstofffreie Gas wird dann in einer üblichen Gas-Aufbereitungsanlage zu Schutzgas aufgearbeitet. Nachteilig bei diesem Verfahren ist vor allem, daß zur Erzeugung des Schutzgases aus dem Abgas immer noch eine zusätzliche Kohlenwasserstoffmenge verbraucht wird und daß der Zusatz der Kohlenwasserstoffe, bedingt durch eine schwankende Abgaszusammensetzung entsprechend den Anforderungen an die Ofenheizleistung, einer aufwendigen Regelung bedarf.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren zur Erzeugung von Schutzgas aus dem Abgas von strahlrohrbeheizten öfen zu finden, bei dem keine zusätzliche Kohlenwasserstoffmenge verbraucht wird.

Diese Aufgabe wird durch das in den Patentansprüchen beschriebene Verfahren gelöst.

Das Verfahren besteht im wesentlichen darin, daß in einer Teilmenge der im Ofen vorhandenen Strahlrohre Heizgas in konstanter Menge mit einem geringen Luftunterschuß verbrannt wird. Diese Strahlrohre werden also nicht einer Mengenregelung zur Tempera-Umsteuerung unterworfen. Die Verbrennung einer konstanten Menge an Heizgas in den zur Schutzgaserzeugung herangezogenen Strahlrohren ist erforderlich, um eine konstante Abgaszusammensetzung zu erreichen. Es wird in diesen Rohren also eine konstante Wärmemenge erzeugt Die Anzahl der Rohre bzw. die zu verbrennende konstante Gasmenge wird zweckmä-Big so bemessen, daß mit der erzeugten Wärmemenge die Wärmeleerverluste der Ofenanlage gedeckt werden, d. h_n daß die Strahlrohre den Ofen bei Leerbetrieb (z. B. an Wochenenden) auf der gewünschten Temperatur halten können.

In den übrigen, nicht zur Schutzgaserzeugung herangezogenen Strahlrohren wird wie üblich Heizgas mit einem Luftüberschuß verbrannt und die Ofentemperatur wird durch Änderung der Heizgasmenge in diesen Strahlrohren geregelt

Die zur Erzeugung von Schutzgas erforderlichen Brennrohre werden zweckmäßigerweise gleichmäßig im Ofen verteilt, um eine gleichmäßige Temperaturverteilung im Ofen zu gewährleisten. Der Luftunterschuß bei der Erzeugung von Schutzgas wird im allgemeinen so gewählt, daß nach der Verbrannung ca. je 2 bis 3 Vol.-% CO und H2 im Abgas vorhanden sind. Falls mit größerem Luftunterschuß gearbeitet wird, so wird üblicherweise der erhöhte CO-Anteil in einem CO-Konverter gemäß der Reaktion

CO + H O -♦ CO +H

entfernt. Das Abgas wird vor seiner Verwendung als Schutzgas auf bekannte Weise von seinen störenden Bestandteilen CO2 und H2O befreit. Dazu können die üblichen, bei der Schutzgaserzeugung verwendeten Gas-Aufbereitungsanlagen benutzt werden. Von diesen wird dann das fertige Schutzgas wieder zum Ofen geleitet.

Mit besonderem Vorteil lassen sich bereits bestehende strahlrohrbeheizte öfen auf das neue Schutzgaserzeugungsverfahren umstellen. Zu diesem Zweck werden von den vorhandenen Strahlrohren eine entsprechende Anzahl, verteilt über den ganzen Ofen, aus dem Temperaturregelsystem des Ofens »herausgelöst«. Diese Strahlrohre werden dann über ein eigenes Rohrleitungssystem erfindungsgemäß mit einer konstanten Gas- und Luftmenge versorgt. Die Abgase dieser Strahlrohre werden durch eine Rohrleitung ggf. durch die kalte Brennkammer einer bereits vorhandenen Schutzgaserzeugungsanlage in den Aufbereitungsteil dieser Anlage geleitet, d. h., der Aufbereitungsteil der vorhandenen Anlage wird weiterbenutzt. An der bereits vorhandenen Schutzgaserzeugungsanlage brauchen praktisch keine Änderungen vorgenommen zu werden. Bei Ausfall der für die Schutzgaserzeugung eingesetzten Strahlrohre kann die Verbrennung in der Brennkammer der vorhandenen Anlage sofort wieder aufgenommen werden, so daß keine Unterbrechung der Schutzgaserzeugung eintritt.

Die Erfindung kann auch an bestehenden Ofenanlagen Verwendung finden, bei denen noch keine Gasreinigungsanlage vorhanden ist. Durch die nach-

trägliche Installation einer Oasreinigungsanlage ist es auch hier möglich. Schutz- und Reaktionsgas für verschiedene Wärmebehandlungsverfahren herzustellen. Bei der Erreichung neuer Ofenanlagen wird die Erfindung in die Anlagenkonzeption eingeplant werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung von Schutzgas aus dem Abgas von strahlrohrbeheizten öfen durch Verbrennung von Hvizgasen unter anschließender Aufbereitung der erhaltenen Verbrennungsgase, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Teilmenge der Strahlrohre Heizgas in konstanter Menge mit geringem Luftunterschuß verbrannt wird und das erhaltene Abgas zu Schutzgas aufgearbeitet wird, während in den übrigen Strahlrohren des Ofens Heizgase mit einem Luftüberschuß verbrannt werden und die Ofentemperatur durch die Änderung der Heizgasmenge in diesen Strahlrohren geregelt is wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erzeugung von Schutzgas verbrannte Menge an Heizgas so bemessen wird, daß mit der erzeugten Wärmemenge die Wärme-Leerverluste des Ofens gedeckt werden.