DE3117828A1 - Tunnelofen mit gegenlaeufig betriebenen brennkanaelen und verfahren zum betreiben desselben - Google Patents

Description

• 1. Titel der Erfindung
• Tunnelofen mit gegenlaeufig betriebenen Brennkanaelen und Verfahren zum Betreiben desselben 2. Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft DurchlaufoeSen zur thermischen Behandlung von, insbesondere keramischen, Materialien.
• 3. Charakteristik der bekannten technischen Loesungen Es sind Tunneloefen bekannt, in denen im Gegenstromverfahren die Waerme aus der Kuehlzone mittels eines Waermetraegermediums, z. B. Luft ueber die Feuerzone in die Vorwaermzone trsnsportiert wird, das anschliessend aus der Vorwaermzone mit noch erheblichen Waermeinhalt aus dem Ofen abgefuehrt wird. Da bei der Beheizung des Ofens mit fossilen Energietraegern, die fuer den Waermetransport erforderlichen Luftmengen um ein Vielfaches groesser sind, als zu deren Verbrennung erforderlich ist, kann die Ofenatmosphaere in der Beuerzone nicht gesteuert werden, was in vielen Faellen bei der thermischen Behandlung der Erzeugnisse Einfluss auf deren Qualitaet ausuebt oder diesen Prozess nicht moeglich macht.
• Deshalb stehen Gegenlauftunneloefen zur Diskussion -siehe "Die Ziegelindustrie" Heft 1/1965, S. 13 und "Ziegeltechnisches Jahrbuch" 1976, Bauverlag Wiesbaden -, in denen in zwei oder mehreren Brennkanaelen durch Querumwaelzung des Waermetraegermediums, von den Kuehl- zu den daneben befindlichen Vorwaermzonen ein Waermeaustausch stattfinden soll. Dadurch entsteht ein Kreislauf- Waermetransportprozess von den abzukuehlenden zu den aufzuwaermenden Erzeugnissen, der theoretisch betrachtet die Waermeverluste, die mit der Abfuehrung des Waermetraegermediums aus den ueblichen Tunneloefen verbunden sind, wenn die mit den bei fossilen Energietraegern entstehenden notwendigen Abgasmengen unberuecksichtigt bleiben, um diesen Wert vermindert.
• Pr@ktisch ist ein solches Prennaggregat schwer zu realisieren und im Betrieb nicht korrekt zu steuern.
• Der Waermeaustausch durch Querumwaelzung zwischen den Kanaelen muss auch mit technischen Hilfsmitteln in Bereichen mit hohen Temperaturen erfolgen, was deren Betriebssicherheit und den dadurch entstehenden technischen und oekonomischen Aufwand fraglich erscheinen laesst. Die raeumlich grosse Ausdehnung von Tunneloefen, sowie die erheblichen Temperaturunterschiede von den Feuerzonen zu den Ofenenden beguenstigen die Ausbildung der thermischen Zirkularstroemungen, die in Laengsrichtung des Ofenkanals die Querumwaelzung ueberlagern, so da die Steuerung einer weitgehenden Abkuehlung der gebrannten Erzeugnisse nicht gewaehrlei steht werden kann.
• Die Beeinflussung der Atmosphaere in der Feuerzone kann nicht konkret vorgenommen werden, weil die Brennkanaele offen von der Feuerzone in die Vorwsermzone bew. Kuehlzone uebergehen und slle ueber die gesamte Brennkanallaenge auftretenden Undichtigkeiten und durch physikalische und chemische Prozesse aus dem zu behandelnden Material austretende Gase, den programmierten Zustand der Atmosphaere in der Feuerzone beeinflussen. Die Durchleitung der Abgase aus der Peuerzone durch die Vorwaermzone und damit auch durch die Kuehlzone, verhindert die moegliche Nutzung der Vorwaermzone als Trockner, weil Schadstoffe aus den Abgasen, insbesondere an den frisch eingefuehrten Material in den Vorwaermzonen, aber auch an den bereits thermisch behandelten Material in den Kuehlzonen, deren Qualitaet nachteilig beeinflussen.
• 4. Ziel der Erfindung Es ist Ziel der Erfindung, dass die im Gegenlauftunnelofen moeglichen Effekte wie Energieeinsparung, Trocknung in den Vorwaermzonen, gleichmaessige Tempe raturgefaelle in den Vorwaerm- und Kuehlzonen, sowie die Rueckfuehrung des Waermeinhaltes der heissen Abgase aus den Feuerzonen ueber Rekuperatorflaechen in die Vorwaermzonen und die Beeinflussung der Ofenatmosphaere, insbesondere in den Feuerzonen, sicher erreicht und auch im reduzierenden Bereich gesteuert werden koennen.
• Darueber hinaus kann ein Gegenlauftunnelofen durch die nebeneinander befindlichen Brennkanaele, entsprechend kuerzer gehalten werden, so dass weitere Energieeinparungen durch das guenstigere Verhaeltnis Ofenraumvolumen zu Ofenaussenoberflaeche eintretenn, Baumaterial eingespart wird und die erforderliche Umhaubung ebenfalls kuerzer ausgefuehrt werden braucht. Es ist weiterhin moeglich, die Gas-bzw. Luftfuehrung im Ofen so zu steuern, dass der Herdraumiruck relativ gering ist bzw. gegen 0 geht und somit Falschlufteinbrueche in die Brennkanaele vermieden werden.
• 5. Darlegung des Webens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in den jeweils von den Dienenden bis zur Feuerzone reichenden, nebeneinanderliegenden Kuehl- und Vorwaermzonen einen Waermetransportkreislauf zu schaffen, der imstande ist, die in den Kuehlzonen anfallenden Waermemengen in die Vorwaermzonen zu ueberfuehren und gleichzeitig das notwendige Temperaturgefaelle von den Feuerzonen bis an die Ofenenden zu gewaehrleisten.
• Ferner darf das Antriebsmittel (z.B. Ventilator) fuer das Waermetraegermedium (z.B. Luft, Rauchgas o. a.) nicht durch zu hohe Temperaturen belastet werden.
• Ausserdem ist anzustreben, da die insbesondere in der Feuerzone entsprechend eingestellt Ofenatmosphaere weitgehend erhalten bleibt. Darueber hinaus sind an den Vorwaermzonen Rekuperatorflaechen so anzuordnen-, da eine Ueberfuehrung der in den Abgasen aus den Feuerzonen enthaltenen Waermemengen in die Anwaermzonen erfolgen kann. Erfindungsgemaess werden diese Aufgaben dadurch geloest, dass die Vorwaerm- und Kuehlzonen durch technische Hilfsmittel (z.B. Schieber) von den Feuerzonen getrennt werden und jeweils die nebeneinander befindlichen Kuehl- und Vorwaermzonen durch Ueberfuehrungen oder Durchlassoeffnungen an ihren Enden miteinander so verbunden sind, dass ein Kreislauf fuer das Waermetraegermedium geschaffen wird.
• Das Antriebsmittel fuer den Kreislauf des Waermetraegermediums (z.B. Ventilator) wird vorzugsweise jeweils an den kalten Uebergang an den Enden des Ofens installiest, Durch Zufuehrung von Frischgasen (wie Frischluft) in den Waermetraegermediumkreislauf und Abfuehrung von Teilen der im Kreislauf befindlichen Medien ist ein Trocknen in den Vorwaermzonen moeglich und das Aufschaukeln dieser Atmosphaere mit Schadstoffen wird vermieden.
• Dem Kreislauf kann an geeigneter Stelle eine bestimmte Menge unbelastetes Medium (z.B. Luft) zugefuehrt werden, wobei gleichzeitig vorzugsweise an der Druckseite des AtL triebsmittels (z.3. Geblaese), mit Feuchtigkeit und oder Schadstoffen belastetes Medium wieder entnommen bzw. abgefuehrt werden muss.
• Bei dieser Betriebsweise wirkt die Vorwaermzone gleichtig als Trockner.
• Wird die Waermeenergiezufuehrung durch Verbrennung fossiler Brennstoffe in der Feuerzone aufrechterhalten, so werden jeweils am Anf@ang in den Feuerzonen die anfallenden Abgase abgefuehrt.
• Zwischen Abgaskanaelen und Vorwaermzonen sind Rekuperatorflaechen angeordnet. Die in den Abgasen noch enthaltenen Waermemengen koennen durch die Gestaltung von Umhausungsflaechen der Vorwaermzonen als Rekuperator in diese ueberfuehrt werden, indem die Abgase entlang geleitet werden.
• 6. Ausfuehrungsbeispiel Die Figur stellt ein Ausfuehrungsbeispiel eines Gegenlauftunnelofens mit zwei Brennkanaelen nach der Erfindung dar. Die Schieber 1 unterteilen die Brennkanaele in die Vorwaermzonen 2 Feuerzonen 3 und Kuehlzonen 4 Durch diese werden die Transportmittel 5 mit dem thermisch zu behandelnden Material jeweils gegenlaeufig von den Vorwaermzonen 2 zu den Kuehlzonen 4 bewegt. Die Kreislaeufe des Waermetraegermediums 6 werden durch das Geblaese 7 durch die Durchlassoeffnungen 13 aufrechterhalten.
• Die Waermeenergie 8 wird den Feuerzonen zugefuehrt.
• Die bei der Verwendung von fossilen Brennetoffen entstandenen Abgase 9 koennen durch die Kanaele 10 nach dem Vorbeistreichen an den Rekuperatorflaechen 11 aus dem Ofen abgefuehrt werden.
• Beim Weitertransport der Transportmittel 5 , die das zu behandelnde Material 12 aufnehmen, werden die Schieber 1 kurzfristig ausgefahren und anschliessend in vorzusehende Bbsatzluecken zwischen dem zu behandelnden Material wieder eingefahren.
• Zum Betreiben des Ofens wird an geeigneter Stelle eine bestimmte Menge unbelastetes Medium (z.B. Luft) zugefuehrt, wobei gleichzeitig vorzugsweise an der Druckseite des Antriebsmittels 7 mit Feuchtigkeit und oder Schadstoffen belastetes Medium wieder entnommen bzw. abgefuehrt werden muss.
• Bezugszeichenzusammenstellung 1 Schieber 2 Vorwaermzonen 3 Feuerzonen 4 Kuehlzonen 5 Transportmittel 6 Waermetraegermedium 7 Geblaese 8 Waermeenergie 9 Abgase 10 Kanaele 11 Rekuperatorflaeche 12 behandelndes Material 13 Durchlassoeffnungen Leerseite

Claims (3)

1. Patentansprueche 1. Tunnelofen mit gegenlaeufig betriebenen Brennkanaelen, gekennzeichnet dadurch, dass in diesen durch technische Hilfsmittel, insbesondere Schieber 1 getrennte Zonen ao angeordnet sind, dass jeweils Kuehlzonen 4 und Vorwaermzonen 2 nebeneinander liegen und diese an ihren Enden Durch lassoeffnungen 13 oder Ueberfuehrungen besitzen, wobei in jedem Verbundsystem ein oder mehrere Waermetraegermedienantriebe 7 vorzugsweise an den Enden des Ofens installiert sind.
2. 2. Tunnelofen nach Pkt. 1 gekennzeichnet dadurch, dass sich zwischen Abgaskanaelen 9 und den Vorwaermzonen 2 Rekuperatorflaechen 11 befinden.
3. 3. Verfähren zum Betreiben des Tunnelofens nach Pkt. 1 und oder 2 gekennzeichnet dadurch, dass dem Ereislauf an geeigneter Stelle eine bestimmte Menge unbelastetes Medium (z.3. Luft) zugefuehrt wird, wobei gleichzeitig, vorzugsweise an der Druckseite des Antriebsmittels (z.3. Geblaese), mit Feuchtigkeit und oder Schadstoffen belastetes Medium wieder entnommen bzw. abgefuehrt werden muss.