DE3826957A1

DE3826957A1 - MULTI-CURRENT - LOW PRESSURE - TUNNEL STOVE WITH INTEGRATED THERMAL EXHAUST GAS CLEANING

Info

Publication number: DE3826957A1
Application number: DE3826957A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl Ing Haessler
Original assignee: HAESSLER ANDREAS DIPL ING FH
Current assignee: HAESSLER ANDREAS DIPL ING FH
Priority date: 1988-08-09
Filing date: 1988-08-09
Publication date: 1990-02-15
Also published as: EP0355569A3; EP0355569B1; DE58906149D1; EP0355569A2; ATE97226T1

Abstract

A tunnel furnace for burning materials containing flammable materials has, in the furnace channel in the region of the burning zone and cooling zone, the usual small free internal cross-sectional area between charge and furnace inner walls. In the region of the heating-up zone and possibly in a part of the burning zone, this free internal cross-sectional area is, in relation to the remaining free internal cross-sectional area, greatly enlarged. In these regions, the separation between charge and furnace wall or furnace roof and charge is thus considerably greater than in the remaining furnace. In the regions with enlarged free internal cross-sectional area, the furnace gas is guided along a longitudinal surface of the charge in counterflow and along another longitudinal surface in co-flow. The furnace gas flows transversely through the charge upon transition from the counterflow to the co-flow. The removal of the furnace gas is carried out at the rear end, seen in the forwarding direction of the materials, of the heating-up zone and/or at the front end of the burning zone. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Tunnelofen zum Brennen von brennstoffhaltigen Formlingen, z. B. poro sierten Ziegeln, kohlehaltigen oder bituminösen Formlingen, Kohleelektroden, brennstoffhaltigen Besätzen und dergleichen.The invention relates to a method and a tunnel kiln for burning fuel-containing moldings, e.g. B. poro cured bricks, carbonaceous or bituminous moldings, Carbon electrodes, fuel-containing trimmings and the like.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besondere gute Abgasqualität bezüglich organischer Substanzen zu er zielen, den im Besatz enthaltenen Brennstoff wärmewirtschaft lich im Ofenraum gut zu nutzen und einen Ofen anzugeben, der sich unter obigen Umständen vorgefertigt und kostengünstig herstellen läßt.The invention has for its object a special good exhaust gas quality with regard to organic substances aim to heat the fuel contained in the stock Lich to use well in the oven room and specify an oven that prefabricated under the above circumstances and inexpensive can be made.

Aufgabe der Erfindung ist es ferner, Formlinge zu brennen, die aus kohlenwasserstoffhaltigen oder ölhaltigen Böden und Bindeton oder Plastifizierungsmitteln hergestellt und ge formt wurden, so zu brennen, daß ein in lufthygienischer Hinsicht unbedenkliches Abgas entsteht. Another object of the invention is to burn moldings, from hydrocarbon or oily soils and Bindeton or plasticizers manufactured and ge were shaped to burn so that one in air hygiene Exhaust gas is harmless.

Das neue Verfahren mit dem zugehörigen Ofen soll auch geeignet sein, Formlinge mit besonders hohem Anteil an verbrennlichen Substanzen zu brennen, auch dann, wenn mehr Brennstoff im Be satz vorhanden ist als zur Führung des Brennprozesses erforder lich ist. Die Neuerung soll auch weitgehend die seitherigen umfangreichen Außeninstallationen, wie Rohr- und Gasüberfüh rungsleitungen am Ofen, wie es die seitherigen Verfahren vor sehen, vermeiden. Die Brennprozeßführung soll gleichfalls einfacher als seither zu gestalten sein, ohne in das Gegenstrom- Wärmeaustausch-Verhältnis zwischen Kühl- und Brennzone einzu greifen. Mit dem neuen Verfahren soll der Ofendruck wesentlich herabgesetzt werden, damit auch lange Brennkanäle ausgeführt werden können, ohne daß zu aufwendigen Mitteln wie Druck kompensation, zu Unterragenbereich oder Wasserrinnenabdichtung gegriffen werden muß.The new process with the associated furnace should also be suitable be moldings with a particularly high proportion of combustible Burn substances, even if there is more fuel in the load set is available as required to guide the burning process is. The innovation is said to be largely the same since then extensive outdoor installations, such as pipe and gas transfer lines on the furnace, as described in the previous procedures see, avoid. The firing process management should also easier to design than since then, without having to Heat exchange ratio between the cooling and firing zones to grab. With the new process, the furnace pressure should be essential be reduced so that long combustion channels are also executed can be without expensive resources such as pressure compensation, to undercarriage area or water channel sealing must be gripped.

State of the art: DBP 26 41 674.0

Dieses Verfahren geht von einer abgeschlossenen (zwischen 2 Schiebern) Schwelkammer im Anwärmbereich eines Tunnelofens zwischen ca. 200-500°C aus. Das aus der Schwelkammer ent weichende Schwelgas wird in der Brennzone des Ofens oder ofen extern genutzt. Das Verfahren eignet sich aber z. B. nicht für kohlehaltige Formlinge oder Besätze, da deren Entgasung bis 500°C nicht abgeschlossen ist. Ferner stellen die Absperr schieber eine gewisse Gefahrenquelle dar.This procedure is based on a completed (between 2nd Sliding) Smoldering chamber in the heating area of a tunnel oven between approx. 200-500 ° C. That ent from the smoldering chamber Softening smoldering gas is in the burning zone of the furnace or furnace used externally. The method is suitable for. B. not for carbon-containing moldings or trimmings, since their degassing up to 500 ° C is not completed. Furthermore, the barriers push a certain source of danger.

DBP 26 43 406

Dieses Verfahren hat sich in der Praxis bewährt, erfordert aber umfängliche Leitungen und kann unter Umständen die Sauerstoffverhältnisse der Brennzone empfindlich stören. This method has proven itself in practice and requires but extensive lines and can possibly Disturbing oxygen conditions in the firing zone.

DBP 26 53 118.0

Das hier gezeigte Gleichstromverfahren entnimmt das Abgas dem Ofen im höchsten Temperaturbereich und erzeugt dadurch einen zu großen Abwärmeanteil. Der ofenexterne Leitungsaufwand ist beträchtlich mit den zugehörigen Umwälzungen in der Anwärmzone.The DC process shown here takes the exhaust gas from the Oven in the highest temperature range and thereby creates one too much waste heat. The out-of-line management effort is considerable with the associated upheavals in the heating zone.

DE 35 25 771 A1

Dieses Verfahren zeigte gute Ergebnisse, jedoch ist der für hohe Temperaturen erforderliche ofenexterne Leitungsaufwand mit seinen Energieverlusten beträchtlich. Immerhin zeigte sich das Verfahren auch höheren Brennstoffeinsätzen gewachsen.This method has given good results, but is for high temperatures require external wiring with its energy losses considerable. At least showed up the process can also cope with higher fuel consumption.

DE-PS 36 05 780

Auch dieses Verfahren, das in seinen Grundzügen dem DBP 26 43 406 entspricht, erfordert sehr viel externen Leitungsaufwand mit entsprechenden Verlusten und Kosten.This procedure, too, which is basically the DBP 26 43 406 corresponds, requires a lot of external management effort corresponding losses and costs.

DE-PS 35 17 866 C2

Hier handelt es sich um eine an sich bekannte Umwälzeinrich tung zum Verfahren nach DBP 26 43 406, was an diesem und sei nem Aufwand nichts ändert.This is a circulation device known per se guidance on the procedure according to DBP 26 43 406, what about this and what nothing changes.

DE 35 24 568 C2

Dieses Verfahren erfordert zwei gegenläufige Brennkanäle und obwohl damit sehr gute Abgaswerte erzielt wurden, konnte es sich wegen des Doppel-Aufwandes zweier Brennkanäle offenbar nicht durchsetzen. Die Verbesserung ähnelt dem DBP 12 88 752. This process requires two opposing combustion channels and although very good exhaust gas values were achieved with it, it could because of the double effort of two combustion channels do not enforce. The improvement is similar to DBP 12 88 752.

FR 20 64 471

Dieses Verfahren sieht vor, zur Lösung des Brennens kohle haltiger Formlinge, das Hintereinanderschalten zweier Ofen unter Zwischenabkühlung zum Uberführen der Brennwagen vom ersten in den zweiten Ofen. Wenn auch das Brennen gelingt, so lassen sich mit diesem Verfahren keine sauberen Abgase erzie len. Der Bauaufwand ist mit den vielen externen Leitungen entsprechend groß.This procedure provides for coal to solve the burning containing moldings, the series connection of two furnaces with intermediate cooling to transfer the kiln from first in the second oven. If the burning succeeds, so clean exhaust gases cannot be produced with this process len. The construction effort is with the many external lines correspondingly large.

Ausgehend vom Stand der Technik, insbesondere von der Lehre nach DE 35 25 771 A1 wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, ein Verfahren und einen Tunnelofen so zu gestalten, daß die Ofengase zur thermischen Nachverbrennung nicht über Rohrlei tungen aus dem Ofen herauszuleiten sind und die Aufheizung des Brennbesatzes dennoch mit Ofengasen aus der Hochtemperaturzone des Ofens vorgenommen wird. Es werden keine ofenexternen Gas-Überführungsleitungen benötigt. An Hand eines Ausführungs beispiels wird die Funktion des Verfahrens am Grundriß eines Tunnelofens dargestellt (Fig. 1). An Fig. 2 wird eine mög liche Zoneneinteilung dargestellt, wobeiBased on the prior art, in particular on the teaching according to DE 35 25 771 A1, it is proposed according to the invention to design a method and a tunnel furnace in such a way that the furnace gases for thermal afterburning cannot be led out of the furnace via pipelines and the heating of the firing stock is nevertheless with furnace gases from the high temperature zone of the furnace. No gas transfer lines outside the furnace are required. Using an execution example, the function of the method is shown on the floor plan of a tunnel kiln ( Fig. 1). A possible zone division is shown in FIG. 2, wherein

"A" die Vorwärmzone
"B" die Aufheizzone
"C" die Brennzone "A" the preheating zone
"B" the heating zone
"C" the burning zone

"D" die Kühlzone bedeuten."D" the cooling zone mean.

Erfindungsgemäß werden in der Aufheizzone (B) des Ofens vor zugsweise seitlich des Besatzes so viel Überführungsquerschnitt für Ofengas (1) entlang dieser Zone des Ofens geschaffen, daß über diesen genügend Ofengas aus der Hochtemperaturzone des Ofens zur Aufheizzone ("B") und wieder zurück zur Brennzone ("C") transportiert werden kann, um durch konvektive Wärmeübertragung auf diese Weise den Besatz (2) in der Auf heizzone zu erwärmen. Diese Strömung wird mit Fördermitteln zwangsweise bewerkstelligt und verläuft vorzugsweise seitlich in wechselnder Richtung, sodaß sich infolge Turbulenz keine Strömungstoträume ausbilden können. Die Überführungsquer schnitte (1) vorzugsweise seitlich des Besatzraumes zwischen diesen und Ofenwand angeordnet, können auch über, unter oder zwischen dem Besatz angeordnet sein. Zum Beispiel ist dies bei Längsheizschlitzen möglich.According to the invention so much transfer cross-section for furnace gas ( 1 ) along this zone of the furnace are created in the heating zone (B) of the furnace in front of the side facing, that sufficient furnace gas from the high-temperature zone of the furnace to the heating zone ("B") and back again can be transported to the firing zone ("C") in order to heat the stocking ( 2 ) in the heating zone by convective heat transfer. This flow is forcibly brought about by means of conveying means and preferably runs laterally in an alternating direction, so that no flow dead spaces can form as a result of turbulence. The transfer cross sections ( 1 ) are preferably arranged to the side of the loading space between these and the furnace wall, and can also be arranged above, below or between the loading. For example, this is possible with longitudinal heating slots.

Es soll in der Aufheizzone mehr Ofengas (3) strömen, als üb licherweise in einem normalen Gegenstromtunnelofen dort strömt, um den Besatz dort mit der frei werdenden exothermen Energie aus Verbrennungsvorgängen der Brennzone ("C") zu versorgen.There should flow more furnace gas ( 3 ) in the heating zone than usually flows there in a normal counterflow tunnel furnace to supply the stocking there with the released exothermic energy from combustion processes of the combustion zone ("C") .

Erfindungsgemäß wird das Ofenabgas in einer Zone hoher Tem peratur, mindestens aber teilweise dort abgeführt, wo erfah rungsgemäß keine Schwelgase mehr vorhanden sind, also etwa 700-900°C. Es können mehrere Abgasentnahmestellen (4) vor handen sein, welche über die ganze Aufheizzone und auch in der Brennzone verteilt sein können, mit entsprechenden Ab sperrorganen, sodaß die gewünschte Abgastemperatur und Zu sammensetzung erreicht wird. Erforderlichenfalls kann das Ab gas auch ofenextern noch nachgeheizt werden, um es auf einen befriedigenden Temperaturzustand zu bringen. Der heiße Abgas strom wird direkt oder indirekt für Heizzwecke, z.B. zum Vor wärmen des Besatzes, zum Trocknen von Formlingen, zur Luft vorwärmung oder andere Zwecke verwendet.According to the furnace exhaust gas is in a zone of high temperature, but at least partially removed where experience has shown that there are no more smoldering gases, ie around 700-900 ° C. There may be several exhaust gas extraction points ( 4 ) before, which can be distributed over the entire heating zone and also in the combustion zone, with corresponding shut-off elements, so that the desired exhaust gas temperature and composition is reached. If necessary, the gas can also be reheated from outside the furnace to bring it to a satisfactory temperature. The hot exhaust gas stream is used directly or indirectly for heating purposes, for example for pre-heating the trimmings, for drying moldings, for air preheating or other purposes.

Bei vorzugsweiser Anordnung der Überführungsquerschnitte (1) seitlich des Brennbesatzes wird die Ofenseitenwand entgegen herrschender Lehre in großem Abstand zu demselben angeordnet. Damit wird es möglich, diese in Keramikfaserkonstruktion aus zuführen, ohne Gefahr zu laufen, daß Beschädigungen durch herabfallendes Brenngut oder überstehendes Brenngut an der Innenseite der Ofenwand entstehen kann. Somit läßt sich die Aufheizzone des Ofens gemäß Querschnitt Fig. 3 z. B. in gewölbter Stahlblechschalenkonstruktion (5) luftdicht ausfüh ren, die auf der Innenseite mit Isolierstoff verkleidet ist, z. B. mit erwähnter Keramikfaser (6).If the transfer cross-sections ( 1 ) are preferably arranged to the side of the firing stock, the furnace side wall is arranged at a great distance from it, contrary to the prevailing teaching. This makes it possible to perform this in ceramic fiber construction without running the risk that damage may occur due to falling fuel or protruding fuel on the inside of the furnace wall. Thus, the heating zone of the furnace according to cross section Fig. 3 z. B. in domed sheet steel shell construction ( 5 ) from airtight, which is lined on the inside with insulating material, for. B. with the mentioned ceramic fiber ( 6 ).

Durch den großen Überführungsquerschnitt (1) im Aufheizbereich, der auch noch Teile der Brennzone ("C") erfassen kann, ergeben sich günstige Bedingungen mit geringen Strömungsgeschwindig keiten und entsprechend geringen Förderwiderständen durch den Ofen, wodurch der erfindungsgemäße Ofen nur geringen Zug be nötigt oder auch entsprechend länger gebaut werden kann als herkömmliche Tunnelöfen. Zur Bewältigung der Gas-, Längs- und Querströme in der Aufheizzone werden Gebläse oder sonstige geeignete Fördermittel im Brennkanal eingesetzt, vorzugsweise Saugstrahldüsen. Wegen der verfahrensgemäßen reichlich vor handenen Strömungsquerschnitte ist auch der Kraftbedarf zur Ofengasförderung nicht zuletzt wegen kurzer Gaswege quer zur Brennkanalachse gering. Es ergeben sich jedoch dadurch ver größerte Konvektionsflächen.Due to the large transfer cross-section ( 1 ) in the heating area, which can also detect parts of the combustion zone ("C") , there are favorable conditions with low flow speeds and correspondingly low conveying resistances through the furnace, which means that the furnace according to the invention requires only a small amount of draft or can also be built longer than conventional tunnel kilns. To manage the gas, longitudinal and cross flows in the heating zone, fans or other suitable conveying means are used in the combustion channel, preferably suction jet nozzles. Because of the procedural abundant flow cross-sections, the power required to convey furnace gas is low, not least because of the short gas paths across the combustion channel axis. However, this results in larger convection areas.

Da hierdurch alle prozeßbedingten Wärmetransporte innerhalb des Ofenmantels ablaufen, kommt der Ofen auch mit geringerem Brennstoffbedarf als seitherige Systeme aus und darüberhinaus auch mit geringerem Abgasvolumen, das nicht mehr vom Gegenstrom verhältnis in der Anwärmzone abhängig ist. Die Abgasmenge kann nunmehr vorzugsweise nach dem Sauerstoffgehalt des Ab gasstromes der gering sein kann, geregelt werden.As a result, all process-related heat transport within of the furnace jacket, the furnace also comes with less Fuel requirements as systems from and beyond even with lower exhaust gas volume, which is no longer from counterflow ratio in the heating zone. The amount of exhaust gas can now preferably according to the oxygen content of Ab gas flow that can be low, regulated.

Welche Ausführungsform der Erfindung auch immer gewählt wird, es sind in der Aufheizzone zwei Strömungstrakte vorhanden, einer im Gleichstrom, welcher Wärme an die Aufheizzone ab gibt oder abgegeben hat und einer im Gegenstrom, welcher Wärme aus Verbrennungsvorgängen von der Brennzone der Aufheizzone zuführt.Whichever embodiment of the invention is chosen, there are two flow sections in the heating zone, one in direct current, which transfers heat to the heating zone gives or has given and one in countercurrent, which heat from combustion processes from the combustion zone of the heating zone feeds.

Das neue Verfahren läßt sich im Gegensatz zu seitherigen auch durch die mögliche Vorfertigung zur Umrüstung vorhandener Öfen anwenden, wenn solche auf thermische Abgasreinigung umge stellt werden sollen. Es muß dazu lediglich die Aufheizzone baulich ersetzt werden.In contrast to the previous method, the new method can also be used through the possible prefabrication to convert existing ones Use stoves if these are converted to thermal flue gas cleaning should be put. All that is required is the heating zone be replaced structurally.

In den Prozeßverlauf im Bereich der Kühl- und Hauptbrennzone braucht nicht eingegriffen zu werden. Da diese Zonen haupt sächlich für die farbliche und qualitative Beschaffenheit des fertigen Brennproduktes bestimmend sind, gewährleistet das neue Verfahren auch die Kontinuität der Produkte bei solchen Ofenumstellungen.In the course of the process in the area of the cooling and main combustion zone need not be intervened. Because these zones at all for the color and quality of the finished firing product are decisive, this ensures new processes also ensure the continuity of the products in such Furnace conversions.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ofens bei dem in der Aufheizzone die Gasströmung über dem Brenn wagenbesatz verläuft, hingegen die Rückströmung im Besatzraum. Fig. 4 shows a further embodiment of the furnace according to the invention in which the gas flow in the heating zone runs over the burner trimmings, whereas the backflow in the loading area.

Bei diesem Beispiel ist keine Ofenverbreiterung erforderlich, hingegen eine Erhöhung der Ofendecke im Aufheizbereich. Die Bezugsziffern entsprechen der Fig. 1. Gasfördereinrichtungen sind mit 7, Kamin mit 8 und ein Frischluftstutzen (9) zur Herabminderung der Abgastemperatur bei direkter Verwendung zur Vorwärmung der Formlinge bezeichnet.In this example, no furnace widening is required, but an increase in the furnace ceiling in the heating area. The reference numerals correspond to FIG. 1. Gas conveying devices are denoted by 7 , chimney by 8 and a fresh air connection ( 9 ) for reducing the exhaust gas temperature when used directly to preheat the moldings.

Falls eine Abschirmung des Brennbesatzes (2) von dem in den Überführungsquerschnitten (1) geförderten Gasstromes 3, 3 a ratsam ist, so können dazwischen in relevanten Bereichen der Aufheiz- und/oder Brennzone Gitterwände oder durchbrochene Wände (10) vorgesehen werden (Fig. 3).If it is advisable to shield the firing stock ( 2 ) from the gas flow 3 , 3 a conveyed in the transfer cross-sections ( 1 ), grating walls or perforated walls ( 10 ) can be provided in between in relevant areas of the heating and / or firing zone ( Fig. 3).

Die Erfindung geht somit entgegen herrschender Lehre, die Randspalte zwischen Ofeninnenfutter und Besatz im Tunnelofen möglichst gering zu halten, von sehr großen Randspalten aus, um diese zur Förderung großer Gasmengen in Ofenlängsrichtung nutzbar zu machen.The invention thus goes against the prevailing teaching that Edge gap between the inner lining of the furnace and the trimmings in the tunnel furnace to keep as small as possible from very large marginal gaps, around these to convey large amounts of gas in the longitudinal direction of the furnace make usable.

Claims

1. Process for burning fuel or porosity containing moldings, fuel-containing firing trimmings or mold succeed with hydrocarbon-containing floors in tunnel kilns, with a kiln conveying direction, characterized in that one or more gas flows within the furnace jacket or furnace channel from the high temperature zone into the heating zone and within the same is returned again.

2. The method according to claim 1, characterized in that this currents running in the longitudinal direction of the furnace direction reversible and / or intermittent, run controlled.

3. The method according to claim 1 + 2, characterized in that for Return of the gas masses between the combustion zone and Heating zone within the furnace jacket and furnace trolley Transfer cross sections are created as flow channels, preferably on the side between the kiln car trim and the inner lining of the furnace jacket.

4. The method according to claim 1-3, characterized in that the Furnace exhaust gas preferably at points of high furnace temperature from the Furnace is discharged.

5. The method according to claim 1-4, characterized in that the oven exhaust gas at least partially from the area of heating zone and / or from the area of the firing zone.

6. The method according to claim 1-5, characterized in that the Furnace exhaust gas for preheating or drying the fired material in di directly or indirectly or for other external heating is used for purposes.

7. The method according to claim 1-6, characterized in that for Longitudinal and transverse gas conveyance in the furnace chamber especially suction jet nozzles (ring jacket nozzles) used will.

8. Tunnel furnace according to claims 1-7, characterized in that the furnace jacket at least in the area of the heating zone in front manufactured metal shell construction is carried out with a fireproof and insulating inner lining.

9. Tunnel furnace according to claims 1-8, characterized in that the metal prefabricated furnace jacket with an interior clothing made of ceramic fiber.

10. Tunnel furnace according to claims 1-9, characterized in that the metallic furnace jacket with an additional outside Lichen insulating layer is provided.