DE4136477C2

DE4136477C2 - Method and device for the thermal treatment of ceramic moldings which contain combustible or gasifiable constituents

Info

Publication number: DE4136477C2
Application number: DE19914136477
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl Ing Haesler
Original assignee: HAESLER ANDREAS DIPL ING FH
Current assignee: HAESLER ANDREAS DIPL ING FH
Priority date: 1991-11-06
Filing date: 1991-11-06
Publication date: 1994-10-06
Anticipated expiration: 2011-11-07
Also published as: DE4136477A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and an apparatus for performing this Procedure.

Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung der als bekannt vorausgesetzten Art erfolgt das Trocknen und Brennen in kon tinuierlicher Folge im Durchlauftrockner und anschließenden Ofen. Das bekannte Verfahren dient zur Behandlung von feucht gepreßten Formlingen und ist unter der Bezeichnung "ITO- System" bekannt. Bei dem bekannten System ist eine Abgasrei nigung nur möglich, wenn dem Tunnelofen eine separate Abgas reinigungsanlage nachgeschaltet ist. Außerdem ist mit dem bekannten System nur ein einlagiges Brennen und Trocknen möglich. Es sind demzufolge die Gewichtsanteile an feuerfe sten Wagenplattformen gegenüber dem Behandlungsgut sehr hoch und es entstehen vergleichsweise hohe Wärmekosten für das Aufheizen der Wagenplattformen.In a method and an apparatus known as assuming the drying and firing takes place in con continuous sequence in the continuous dryer and subsequent Oven. The known method is used to treat moist pressed moldings and is called "ITO- System "is known. In the known system is an exhaust gas free only possible if the tunnel kiln has a separate flue gas cleaning system is connected downstream. Besides, with that known system only a single-layer firing and drying possible. It is therefore the weight percent of Feuerfe Most wagon platforms are very high compared to the goods to be treated and there are comparatively high heating costs for the Heating up the wagon platforms.

Es ist ferner ein Ofensystem bekannt (DE 39 18 746 A1), das von einer Kreislaufströmung der Ofengase ausgeht. Bei diesem Gasführungssystem kommt es leicht zu einer Sauerstoffverar mung und Taupunktunterschreitung der Ofengase. Eine thermi sche Abgasreinigung muß durch eine extern vorgesehene Nach verbrennung erfolgen, durch die ein zusätzlicher Brennstoff- und Bauaufwand entsteht.A furnace system is also known (DE 39 18 746 A1) starts from a circulating flow of the furnace gases. With this Gas routing system easily leads to oxygen processing and below the dew point of the furnace gases. A thermi cal emission control must be carried out by an externally provided after combustion take place, through which an additional fuel and construction costs arise.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der als bekannt voraus gesetzten Art so auszubilden, daß auf eine zusätzliche Gas reinigungseinrichtung verzichtet werden kann und das Verfah ren und die Vorrichtung auch für den mehrlagigen Betrieb verwendbar sind.The invention is based on this prior art the task is based on a procedure known as advance set type so that on an additional gas cleaning device can be dispensed with and the procedure ren and the device for multi-layer operation are usable.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils von Anspruch 1.This problem is solved with the features of Labeling part of claim 1.

Bevorzugte Ausgestaltungen einer Vorrichtung zur Durchfüh rung des Verfahrens nach Anspruch 1 sind in den Unteransprü chen beschrieben.Preferred embodiments of a device for implementation tion of the method according to claim 1 are in the dependent claims Chen described.

Durch die Erfindung wird ein kompakter Behandlungskanal er zielt, in dem Formlinge unterschiedlicher Formate gleich mäßig behandelt werden können. Dabei erfolgt eine ofeninter ne thermische Reinigung der Abgase und bei Bedarf auch der Abluftbrüden aus dem Trockenprozeß. Es werden schnelle Trocken- und Brennzeiten erreicht, weil das Behandlungsgut auf Brennhilfsmitteln, insbesondere auf Tragstäben so gela gert werden kann, daß es gut umströmbar ist. Es gelangen auch dann keine Schadstoffe in die Atmosphäre, wenn in der Tonmasse flüchtige und leicht flüchtige organische Substan zen enthalten sind. Da ein frühzeitiges Entweichen von Schad- und/oder Geruchsstoffen während des Trockenprozesses nicht nach außen und damit nicht zu unerwünschten Emissio nen führen kann, ist die Verarbeitung von geruchsintensiven Materialien und Gemengen möglich. Dabei erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß das Zusammenwirken von Kühl- und Brennzone nicht beeinträchtigt wird mit der Folge, daß auch Brennqualität und Brennfarbe nicht beeinträchtigt werden.The invention makes it a compact treatment channel aims in the same shape of different formats can be treated moderately. This takes place inside the oven ne thermal cleaning of the exhaust gases and, if necessary, the Exhaust air vapors from the drying process. It will be quick Drying and burning times reached because of the material to be treated on kiln furniture, especially on supporting rods so gela It can be gert that it is easy to flow around. Get there no pollutants into the atmosphere even if in the Clay volatile and volatile organic substance zen are included. Because an early escape from Harmful and / or odorous substances during the drying process not to the outside and therefore not to undesirable emissio can lead to the processing of odor-intensive Materials and batches possible. It turns out to be particularly advantageous that the interaction of cooling and Burning zone is not affected with the result that also Burning quality and color are not affected.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigtThe invention is described below with reference to the drawings individual explained. It shows

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch den er findungsgemäßen Ofen, Fig. 1 shows a schematic longitudinal section through the inventive he furnace,

Fig. 2 die zugehörige Temperaturverlaufskurve. Fig. 2 shows the associated temperature curve.

Einem Trockenkanal 1 mit den Trockenzonen T₁ und T₂ ist ein Ofenkanal 2 mit Anwärmzone A, Brennzone B und Kühlzone K nachgeschaltet. Das Brenngut, z. B. porosierte Ziegel, ist auf Transportwagen 3 gelagert und durchläuft die vorgenann ten Zonen nacheinander. Ein Kühlluftstrom 4 durchströmt die Kühlzone K und als Gasstrom (4a) die Brennzone B und die Anwärmzone A. Im Anfangsbereich der Anwärmzone A wird der Gasstrom (4a) umgelenkt und in Leitungen 5 in die Brennzone (B) zurückgeführt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind Gebläse 6 in den Leitungen enthalten.A drying tunnel 1 with the drying zones T ₁ and T ₂ is a furnace channel 2 with Anwärmzone A, B combustion zone and cooling zone K downstream. The kiln, e.g. B. porous brick, is stored on trolley 3 and passes through the aforementioned zones one after the other. A cooling air stream 4 flows through the cooling zone K and as a gas stream ( 4 a) the combustion zone B and the heating zone A. In the initial region of the heating zone A, the gas stream ( 4 a) is deflected and returned to the combustion zone (B) in lines 5 . In the illustrated embodiment, fans 6 are included in the lines.

Aus der heißeren Trockenzone T₂ wird dabei feuchte Trockner abluft 7 ebenfalls über die Leitung 5 dem Gasstrom des Ofens beigemischt und unter Erwärmung in Richtung auf die Brenn zone B leitungsgeführt befördert. Dort sind mit Brennern 14 beheizbare Misch- und Brennkammern 8 vorzugsweise in der Ofenwand installiert, um den Abluftstrom und den Gas strom 4a auf eine Temperatur von ca. 700 bis 900°C aufzu heizen, so daß alle organischen Stoffe und Kohlenmonoxyd oxydiert werden. Der vereinigte, hoch erhitzte Abluftstrom 9, der auch separat aufgeheizt werden kann, durchströmt nacheinander gemeinsam oder für sich allein die Anwärmzone A und Trockenzone T₁ und T₂ in wärmeabgebenden Leitungen. Die se können auch als Wärmetauscher innerhalb des Ofens oder Trockners ausgebildet sein, um Wärme unter eigener Abkühlung an das Behandlungsgut abzugeben.From the hotter drying zone T ₂ , moist dryer exhaust air 7 is also added to the gas stream of the furnace via line 5 and conveyed under heating in the direction of the combustion zone B by line. There, with burners 14, heated mixing and combustion chambers 8 are preferably installed in the furnace wall in order to heat the exhaust air stream and the gas stream 4 a to a temperature of approximately 700 to 900 ° C., so that all organic substances and carbon monoxide are oxidized. The combined, highly heated exhaust air flow 9 , which can also be heated up separately, flows through the heating zone A and drying zone T ₁ and T ₂ in heat-releasing lines in succession, either alone or alone. These can also be designed as heat exchangers within the oven or dryer in order to give off heat to the material to be treated with their own cooling.

Die Misch- und Brennkammer 8 kann geteilt ausgeführt werden, zum getrennten Erhitzen von Ofenabgas und Trocknerabluft, erforderlichenfalls auf unterschiedliches Niveau. Auch mit einem Teil der Abluftmenge kann so verfahren werden, insbe sondere mit Abluft vom letzteren Trockenabschnitt, der im Durchlauftrockner auf höherem Temperaturniveau abläuft, und daher von dort eher leicht flüchtige Schadstoffe mitführt. Durch den hohen Wasserdampfanteil im Abluftstrom 9 wird ein günstiger innerer Wärmeübergang in der wärmeabgebenden Ab luftleitung erzielt. Ferner wird der Wärmewirkungsgrad da durch erhöht, daß der Abgasstrom eines üblichen Tunnelofens ohnehin nicht annähernd feuchtegesättigt wäre. Somit wird der Wasserdampf des Trockners weitgehend ohne eigene Träger luft nach draußen befördert. Auf diese Art kann auch - falls zweckmäßig - die gesamte Wasserdampfmenge, welche im Trock ner entsteht, geruchs- und schadstofffrei in die Atmosphäre befördert werden.The mixing and combustion chamber 8 can be divided, for separate heating of furnace exhaust gas and dryer exhaust air, if necessary to a different level. Part of the amount of exhaust air can also be used in this way, in particular with exhaust air from the latter drying section, which runs at a higher temperature level in the continuous dryer and therefore carries more volatile pollutants from there. Due to the high proportion of water vapor in the exhaust air stream 9 , a favorable internal heat transfer in the heat-emitting air line is achieved. Furthermore, the heat efficiency is increased by the fact that the exhaust gas flow of a conventional tunnel furnace would not be nearly saturated with moisture anyway. Thus, the water vapor from the dryer is largely transported outside without its own carrier air. In this way, the entire amount of water vapor that arises in the dryer can also be transported into the atmosphere free of odors and pollutants, if appropriate.

Falls aber keine sehr leicht flüchtigen Stoffe im oder am Behandlungsgut sich befinden, kann Abluft auch aus dem er sten Trockenabschnitt T₁ über Abluftöffnungen 10 direkt abgeführt werden, ohne eine Hocherhitzung zu durchlaufen. Über Zuluftöffnungen 11 kann dem Trockner ein Trockenluft strom 12 zugeführt werden. Dieser kann unter nochmaliger Abkühlung des Abluftstroms mittels ggf. externer Wärmetau scher aufgeheizt werden. In den Abluftstrom 9 können in dessen Leitungszug Filter 13 zur Reinigung von anorganischen Schadstoffen, z. B. SO₂, Fluor, im geeigneten höheren Tempe raturbereich ofenintern zwischengeschaltet werden. Schließ lich ist zur Erzielung von schnellen Behandlungszeiten im System vorgesehen, daß das Trocknen und Brennen der Formlin ge auf stabförmigen keramischen Formlingsträgern erfolgt, so daß das Behandlungsgut in jeder Phase der Behandlung guten Konvektions- und Trockenbedingungen unterliegt und allseitig möglichst jeder Formling umströmbar ist. Dazu sind stabför mige keramische Formlingsträger, z. B. aus SiC-Material mehr etagig übereinander, mit vertikalen Abstandshaltern oder Ständern vorgesehen, die zum Be- und Entladen der Transport wagen 3 samt den Formlingsträgern von den Wagen abgenommen und wieder aufgesetzt werden. Alternativ sind feste Ständer mit Aufnahmekonsolen oder -organen auf den Transportwagen verankert. Zum kompletten erfindungsgemäßen Trocken- und Brennsystem gehören noch an sich bekannte Umwälzeinrich tungen, Armaturen, evtl. Zwischenschieber, Stellorgane, Regel- und Heizeinrichtungen.If, however, there are no very volatile substances in or on the material to be treated, exhaust air can also be discharged directly from the most dry section T ₁ via exhaust air openings 10 without undergoing high heating. A dry air stream 12 can be supplied to the dryer via supply air openings 11 . This can be heated with additional cooling of the exhaust air flow by means of an external heat exchanger, if necessary. In the exhaust air flow 9 filter 13 for cleaning inorganic pollutants, for. B. SO ₂ , fluorine, in the appropriate higher Tempe raturbereich be internally interposed. Finally Lich is to achieve quick treatment times in the system that the drying and firing of the Formlin ge takes place on rod-shaped ceramic molded carriers, so that the material to be treated is subject to good convection and drying conditions in every phase of the treatment and flow around each molding as possible on all sides. For this purpose, rod-shaped ceramic molded carriers, for. B. made of SiC material more tiers one above the other, with vertical spacers or stands, which are used for loading and unloading the transport 3 together with the moldings from the carriage and put back on. Alternatively, fixed stands with mounting brackets or organs are anchored to the trolley. To complete drying and firing system according to the invention still include known Umwälzeinrich lines, fittings, possibly intermediate slide, actuators, control and heating devices.

Claims

1. Process for the thermal treatment of ceramic moldings, which contain combustible or gasifiable constituents, in a unit consisting of a tunnel dryer and a downstream furnace with integrated thermal exhaust gas cleaning, in which the moldings are successively passed through the dryer, the heating, combustion and the cooling zone are moved, where a gas stream is directed towards them, starting from the cooling zone over the combustion and heating zone, characterized in that the gas stream ( 4 a) together with dryer exhaust air ( 7 ) in the initial region of the heating zone (A) via lines ( 5 ) in the direction of movement of the fired material in the direction of the firing zone (B) and heated in the combustion chambers ( 8 ) to 700 to 900 ° C, the exhaust gas components oxidized and in countercurrent to the fired material in heat-releasing pipes through the heating and drying zone until they exit on The beginning of the dryer.

2. The method according to claim 1, characterized, that the ceramic moldings are spaced apart ceramic support rods can be arranged.

3. Device for performing the method according to claim 1 or 2, characterized by a drying zone (T ₁ and T ₂ ), heating zone (A), burning zone (B) and cooling zone (K) existing tunnel dryer / furnace unit, with an inlet for a cooling air flow ( 4 ) at the end of the cooling zone (K), lines ( 5 ) in the area of the heating zone (A) which deflect the gas flow ( 4 a) formed from contaminated cooling air after adding the dryer exhaust air ( 7 ) in the direction of the combustion zone Burners ( 14 ) heatable mixing and combustion chambers ( 8 ) for heating the gas streams ( 4 and 7 ), the heating zone (A) and the drying zone (T ₁ and T ₂ ) through-passing heat-emitting lines for the afterburned exhaust air stream ( 9 ) and one Outlet for the cleaned exhaust gas flow at the beginning of the drying zone (T ₁ ).

4. The device according to claim 3, characterized by in the mixing and combustion chambers ( 8 ) and the adjacent line sections arranged gas inlet and outlet openings.

5. Device according to claims 3 and 4, characterized by arranged in the dryer supply air openings ( 11 ) and exhaust air openings ( 10 ).

6. Device according to claims 3 to 5, characterized by inside or outside of the furnace in the hot area of the lines ( 5 ) and / or ( 9 ) interposed exhaust gas filter ( 13 ).

7. The device according to claim 3 to 6, characterized, that the drying or burning channel by slide under is divisible.