DE4328301C2 - Process for obtaining energy from a tunnel furnace for the firing of ceramics, in particular for bricks, and plant for carrying out the process - Google Patents
Process for obtaining energy from a tunnel furnace for the firing of ceramics, in particular for bricks, and plant for carrying out the processInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Energie aus einem Tunnelofen für den Brand von Keramik, insbesondere für Ziegel, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentan spruches 1 sowie eine Anlage zur Durchführung dieses Verfah rens mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 15.The invention relates to a method for obtaining energy from a tunnel furnace for the firing of ceramics, in particular for bricks, with the features of the preamble of the patent Proverb 1 and an annex to carry out this procedure rens with the features of the preamble of the claim 15.
Nach der DE 26 27 050 C2 ist ein Tunnelofen für das reduzie rende Brennen von Vormauerziegeln bekannt, wobei heiße Abluft aus der Kühlzone nahe der Brennzone entnommen und über einen Wärmetauscher zurückgeführt wird. Diese Rückführung dient im wesentlichen dazu, die der Brennzone zugeführte Heißluft zu reduzieren. Um die Heißluft abzukühlen und abgekühlt zurückzu leiten, ist dem Wärmetauscher ein Kühlmedium zuzuleiten. Das normalerweise angewendete Gegenstrom-Wärmetauscher-Prinzip des normalen Tunnelofens ist hier außer Wirkung gesetzt. Aus die ser Druckschrift ist auch bereits ein Hinweis dafür zu entneh men, daß Heißluft aus der Kühlzone zum Trockner abgezogen wird. Bei diesem bekannten Brennverfahren wird ein spezieller Vormauerziegel unter reduzierendem Brennen hergestellt. Die Rückführung der Heißluft in einem Teilbereich der Kühlzone dient lediglich dazu, die der Brennzone zuzuleitende Heißluft menge zu reduzieren. Eine Energierückgewinnung ist für den Fachmann nicht erkennbar angestrebt.According to DE 26 27 050 C2 is a tunnel kiln for the reduced rende firing of facing bricks known, hot exhaust air removed from the cooling zone near the firing zone and over a Heat exchanger is returned. This return serves in essential to the hot air supplied to the combustion zone to reduce. To cool the hot air and cool it back a coolant must be supplied to the heat exchanger. The normally used counterflow heat exchanger principle of normal tunnel kiln is disabled here. From the A note for this is already available that hot air is drawn from the cooling zone to the dryer becomes. In this known combustion process, a special one Facing bricks made with reducing burning. The Return of the hot air in a section of the cooling zone only serves to supply the hot air to the combustion zone reduce quantity. Energy recovery is for the Expert not recognizable aimed.
Aus der. EP 0 027 787 A (= US 4,351,633) ist es beim Kühlen von Brammen bekannt, eine tunnelförmige Kühlkammer anzuwenden, bei der an der Eintrittsseite Heißluft in einen Abluftkessel ge leitet wird und über eine Turbine und einen elektrischen Gene rator elektrische Energie erzeugt wird. Ein solcher Abluftkes sel zur Gewinnung von Energie ist seit langer Zeit z. B. in der Hüttentechnik bekannt. Eine Übertragung auf die Brenntechnik von Keramik ist nicht erfolgt.From the. EP 0 027 787 A (= US 4,351,633) is used for cooling Slabs known to use a tunnel-shaped cooling chamber at the hot air on the inlet side into an exhaust air boiler is conducted and via a turbine and an electrical gene electrical energy is generated. Such an exhaust air ke sel for the generation of energy has long been z. B. in the Metallurgical technology known. A transfer to the burning technology of ceramics has not occurred.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Gewinnung von Energie aus einem Tunnelofen für den Brand von Keramik zu schaffen, bei dem die Umwandlung der nach dem Brennvorgang im Brenngut gespeicherten Wärmeenergie auch in edle Energieformen, z. B. elektrische Energie, möglich ist. Zudem soll erreicht werden, daß die Rückgewinnung eines Ener gieanteils aus den über den Kamin abzuleitenden Rauchgasen erfolgt. Außerdem soll es möglich werden, die zum Trocknen von Keramik zu verwendende Trocknerluft in der Temperatur zu erhö hen.The invention has for its object a method for Extracting energy from a tunnel furnace for the fire of To create ceramics in which the transformation of the after Burning process in the firing material also stored in thermal energy noble forms of energy, e.g. B. electrical energy is possible. In addition, it should be achieved that the recovery of an energy gi portion from the flue gases to be discharged through the chimney he follows. It should also be possible to dry the To increase the temperature of the ceramic dryer air to be used hen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 15.The invention solves this problem with the features of claims 1 and 15.
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß beim Brennen von Keramik edlere Energie in Form von mechanischer oder elektrischer Energie aus Wärme des Brennofens gewonnen wird. Diese wird für die eigene Produktionsanlage genutzt oder an das öffentliche Netz abgegeben.The invention has the advantage that when firing ceramic nobler energy in the form of mechanical or electrical Energy is obtained from the heat of the kiln. This is for your own production facility or to the public Submitted network.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung werden die zum Kamin geführten Rauchgase über einen Wärmetauscher geleitet und die aufgeheizte Abluft des Wärmetauschers wird zur Kühlung des Brenngutes in den Tunnelofen geführt. Hierdurch wird eine optimale Energierückgewinnung erreicht, wobei Wärmeenergie mit höherer Temperatur durch Wärmeenergie geringerer Temperatur, aber gleichen Wärmeinhalts, kompensiert wird. Die in den Feue rungsabgasen aus dem Tunnelofen enthaltene Wärmeenergie, wel che bisher ungenutzt in die Atmosphäre abgeleitet wurde, wird ausgenutzt. Somit tritt eine Einsparung an Primärenergie ein.According to one embodiment of the invention, the fireplace led smoke gases passed through a heat exchanger and the heated exhaust air from the heat exchanger is used to cool the Fired goods are fed into the tunnel kiln. This will create a optimal energy recovery achieved, with thermal energy higher temperature due to thermal energy lower temperature, but equal heat content, is compensated. The one in the fire Exhaust gases from the tunnel kiln contain thermal energy, wel has been discharged into the atmosphere so far unused exploited. This saves primary energy.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird die aufge heizte Abluft des Wärmetauschers, über den die Rauchgase ge führt werden, der Kühlzone über eine Abzugsvorrichtung für die Warmluft für die Trocknerei nachgeordnet zugeleitet. Hierdurch wird erreicht, daß die zugeführte Warmluft nochmals entspre chend dem Gegenstrom zur temperaturmäßig höher gelegenen Ab zugsvorrichtung für die Trocknerluft geführt wird. Diese zu geleitete Warmluft wird dadurch auf eine höhere Temperatur gebracht, so daß der Trockenvorgang verbessert werden kann.According to another embodiment of the invention, the heated exhaust air from the heat exchanger through which the flue gases flow leads, the cooling zone via a fume hood for the Warm air for the drying plant fed downstream. Hereby it is achieved that the warm air supplied corresponds again countercurrent to the higher temperature Ab traction device for the dryer air is guided. This too conducted warm air is thus at a higher temperature brought so that the drying process can be improved.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.Further refinements of the invention result from the other subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.The invention is based on the in the drawing illustrated embodiment described in more detail.
Die Zeichnung zeigt ein Prinzipschema einer Keramikbrennanla ge.The drawing shows a schematic diagram of a ceramic burner ge.
Die Keramikbrennanlage 1 verwendet vorzugsweise zum Brennen von Ziegeln oder anderer Keramik einen Tunnelofen 2. Nahe dem Eingang 3 desselben werden Rauchgase über eine angedeutete Haube 4 mittels eines Ventilators 5 über die Leitung 6 abgezo gen. Die Rauchgase werden über den Kamin 7 nach außen abgege ben. The ceramic Brennan layer 1 is preferably used for firing of bricks or other ceramic a tunnel oven. 2 Near the entrance 3 of the same, flue gases are drawn off via an indicated hood 4 by means of a fan 5 via line 6. The flue gases are discharged via the chimney 7 to the outside.
Die in Pfeilrichtung abgezogenen Rauchgase mit ca. 250°C werden über eine Rauchgasreinigungsanlage 8 in vorgeschriebenem Maße gereinigt. Hierdurch werden dem Rauchgas gasförmige und staub förmige Luftschadstoffe entzogen. Beispielsweise findet hierfür eine Rauchgasreinigungsanlage nach der DE 36 41 205 C Verwen dung.The flue gases drawn off in the direction of the arrow at approximately 250 ° C. are cleaned to the prescribed extent via a flue gas cleaning system 8 . This removes gaseous and dust-like air pollutants from the flue gas. For example, a flue gas cleaning system according to DE 36 41 205 C is used for this purpose.
Einer solchen Reinigungsanlage ist ein Wärmetauscher 10 vorge schaltet. Die durchströmenden Rauchgase werden auf eine Tempera tur von ca. 100°C vermindert.Such a cleaning system, a heat exchanger 10 is switched on. The flue gases flowing through are reduced to a temperature of approx. 100 ° C.
Die mit dem Brenngut, z. B. Ziegeln bestückten Wagen werden im Tunnelofen 2 in der angegebenen Fahrtrichtung kontinuierlich oder absatzweise, zeitmäßig gesteuert bewegt. Sie durchlaufen die Brennzone 11 mit den dort angeordneten Brennern, z. B. Gas brennern 12. Die Keramik, z. B. Ziegel werden dort einer Brenn temperatur von ca. 950°-1100°C ausgesetzt.The with the kiln, z. B. Brick cars are moved in the tunnel oven 2 in the specified direction of travel continuously or batchwise, timed. They pass through the firing zone 11 with the burners arranged there, e.g. B. gas burners 12 . The ceramics, e.g. B. Bricks are exposed to a firing temperature of approx. 950 ° -1100 ° C.
Am Ende der Brennzone, nämlich der sog. Sturzkühlzone, wird zur Teilkühlung eine bereits vorgewärmte Luft über eine Haube 13 zugeleitet.At the end of the firing zone, namely the so-called lintel cooling zone, air which has already been preheated is supplied via a hood 13 for partial cooling.
Die Haube 13 ist an eine Leitung 14 angeschlossen, in die ein Ventilator 15 eingeschaltet ist. Die Leitung 14 ist an den Aus gang 16 des Wärmetauschers 10 angeschlossen, dessen Eingang 9 über einen Ventilator 17 Raumluft mit etwa Raumtemperatur, ca. 30°C zufördert.The hood 13 is connected to a line 14 , in which a fan 15 is switched on. The line 14 is connected to the output 16 of the heat exchanger 10 , the input 9 via a fan 17 promotes room air at about room temperature, about 30 ° C.
Die über die Haube 13 mit ca. 150°C zugeleitete Kühlluft dient zum Teilkühlen der aus der Brennzone austretenden Keramik.The cooling air supplied via the hood 13 at approx. 150 ° C. serves to partially cool the ceramic emerging from the firing zone.
Nahe der Brennzone 11 und der Haube 13 ist eine weitere Haube 18 für heiße Abluft von ca. 800°C angeordnet. Die Haube 18 ist mit einer Leitung 19 verbunden, welche die heiße Abluft in der ange gebenen Pfeilrichtung einem Abhitzekessel 20 zuleitet. Die auf eine Temperatur von ca. 150°C verminderte Abluft des Abhitze kessels 20 wird über einen Ventilator 21 und die Leitung 22 zur Verzweigungsstelle 23 geleitet, an der die Zumischung zur Abluft des Wärmetauschers 10 erfolgt.A further hood 18 for hot exhaust air of approximately 800 ° C. is arranged near the firing zone 11 and the hood 13 . The hood 18 is connected to a line 19 which supplies the hot exhaust air to a waste heat boiler 20 in the direction indicated by the arrow. The exhaust air from the waste heat boiler 20 , which is reduced to a temperature of approximately 150 ° C., is passed via a fan 21 and the line 22 to the branching point 23 , at which the exhaust air from the heat exchanger 10 is admixed.
Eine Teilenergiemenge, welche dem Brennofen 2 über die Haube 18 entzogen wird, wird somit wieder über die Haube 13 in den Brenn ofen 2 zurückgeführt.A partial amount of energy is extracted from the furnace 2 via the hood 18 is thus again the hood 13 into the combustion furnace 2 is returned.
Nahe dem Ausgang 25 des Brennofens 2 ist eine Haube 26 im Brenn ofen 2 angeordnet, über die mittels eines Ventilators 27 und der Leitung 28 Kühlluft von der Verzweigungsstelle 29 der Leitung 14 zugeleitet wird. Diese zugeleitete Kühlluft besitzt ca. 150°C. Außerdem ist nahe dem Ausgang 25 des Brennofens 2 ein Zutritt 50 für kalte Kühlluft, wie üblich vorhanden.Near the exit 25 of the furnace 2 is a hood 26 disposed in the combustion furnace 2, 28 cooling air is supplied from the branching point 29 of the line 14 through the means of a fan 27 and the conduit. This supplied cooling air is approx. 150 ° C. In addition, there is an inlet 50 for cold cooling air, as is usual, near the outlet 25 of the kiln 2 .
Der Heißdampfausgang 30 des Abhitzekessels 20 liefert Heißdampf von ca. 380°C/45 bar und führt diese über die Leitung 31 einer thermodynamischen Arbeitsmaschine, vorzugsweise einer Turbine 32 zu, die mit einem Generator 33 gekoppelt ist. Die über die elek trischen Leitungen 34 abgegebene elektrische Energie kann zum Betrieb elektrischer Geräte der Produktionsanlage verwendet oder an das öffentliche Netz abgegeben werden.The superheated steam outlet 30 of the waste heat boiler 20 supplies superheated steam of approximately 380 ° C./45 bar and feeds it via line 31 to a thermodynamic machine, preferably a turbine 32 , which is coupled to a generator 33 . The electrical energy delivered via the electrical lines 34 can be used to operate electrical devices of the production plant or can be delivered to the public network.
Der aus der thermodynamischen Arbeitsmaschine, z. B. der Turbine 32 austretende Abdampf besitzt ca. 180°C/6 bar. Dieser Abdampf wird über eine Leitung 35 einem Wärmetauscher 36 zugeleitet. Es kann bei Bedarf eine Abdampfteilmenge zur Erzeugung von Ge brauchswärme oder für andere Wärmeverbraucher abgegeben werden.The from the thermodynamic machine, e.g. B. the turbine 32 exiting steam has about 180 ° C / 6 bar. This exhaust steam is fed via line 35 to a heat exchanger 36 . If necessary, a partial amount of exhaust steam can be used to generate heat or for other heat consumers.
Diesem Wärmetauscher 36 wird Raumluft von ca. 30°C über einen Ventilator 37 und die Leitung 38 zugeleitet. Die heiße Abluft, welche am Ausgang des Wärmetauschers 36 austritt, besitzt ca. 150°C. Sie wird über die Leitung 39 an eine nicht näher darge stellte Trocknerei, dem Brennofen 2 oder zur Raumheizung der Produktionsanlage abgegeben. Room air of approximately 30 ° C. is fed to this heat exchanger 36 via a fan 37 and the line 38 . The hot exhaust air, which emerges at the outlet of the heat exchanger 36 , has approximately 150 ° C. It is delivered via line 39 to a dryer, not shown, the kiln 2 or for space heating of the production plant.
Das Kondensat des Wärmetauschers 36 wird mit ca. 104°C über die Leitung 40 an einen Speisewasserbehälter 41 mit Entgaser abgege ben. Der an eine Speisewasseraufbereitungsanlage 48 mit Rohwas serpumpe 49 angeschlossene Speisewasserbehälter 41 gibt über eine Leitung 42 und eine Pumpe 43 Wasser zurück an den Abhitze kessel 20.The condensate of the heat exchanger 36 is at about 104 ° C on the line 40 to a feed water tank 41 with degasser ben. The connected to a feed water treatment system 48 with Rohwass water pump 49 feed water tank 41 is a line 42 and a pump 43 water back to the waste heat boiler 20th
In der Kühlzone 45 der Brennanlage 2 ist zwischen den Hauben 18 und 26 eine Absaugvorrichtung 46 angeordnet, über welche Warm luft in der angegebenen Pfeilrichtung über die Leitung 47 zur Verzweigungsstelle 48 mit der Leitung 39 geführt wird.In the cooling zone 45 of the combustion plant 2 , a suction device 46 is arranged between the hoods 18 and 26 , via which warm air in the indicated direction of the arrow is guided via line 47 to branching point 48 with line 39 .
Bei einer beispielsweisen Brennanlage für Ziegel werden über die Haube 18 dem Tunnelofen 2 ca. 8700 KW entnommen. Aus dem Abdampf der thermodynamischen Arbeitsmaschine, z. B. Turbine 32 werden über den Wärmetauscher 36 ca. 5000 KW bei einer Temperatur von 150°C zurückgewonnen. Diese werden über die Leitung 39 an die Trocknerei oder andere Verbraucher abgegeben. Die Differenz von ca. 3700 KW werden unter Berücksichtigung des thermodynamischen Wirkungsgrades über den thermodynamische Arbeitsmaschine 32 in in ein mechanisches Drehmoment umgesetzt.In an example brick kiln, about 8700 KW are removed from the tunnel furnace 2 via the hood 18 . From the evaporation of the thermodynamic machine, e.g. B. Turbine 32 are recovered via the heat exchanger 36 approximately 5000 KW at a temperature of 150 ° C. These are delivered via line 39 to the drying plant or other consumers. The difference of approx. 3700 KW is converted into a mechanical torque taking into account the thermodynamic efficiency via the thermodynamic machine 32 .
Über den Wärmetauscher 10 werden aus den Rauchgasen 7600 KW bei einer Temperatur von ca. 150°C entnommen und durch die Hauben 13 und 26 an den Brennofen 2 zurückgeführt.Via the heat exchanger 10 , 7600 KW are removed from the flue gases at a temperature of approximately 150 ° C. and returned to the furnace 2 through the hoods 13 and 26 .
Die Gewinnung elektrischer Energie über den Turbogenerator 32, 33 erfolgt damit bei einem weitgehendst kompensierten Energie haushalt.The generation of electrical energy via the turbogenerator 32 , 33 takes place with a largely compensated energy budget.
Claims (24)
bei dem die Rauchgase im Gegenstrom zur Bewegung des Brenngutes nahe dem Brennofeneingang zum Kamin abgege ben werden und
bei dem heiße Abluft aus der Kühlzone, nahe der Brenn zone des Brennofens entnommen wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abluft aus der Kühlzone zur Erzeugung von Heiß dampf einem Abhitzekessel (20) zugeführt und
der erzeugte Heißdampf einer thermodynamischen Ar beitsmaschine (32) zugeleitet wird.1. A method for obtaining energy from a tunnel furnace for the firing of ceramics, in particular for brick,
in which the flue gases are emitted in counterflow to the movement of the firing material near the furnace entrance to the chimney and
where hot exhaust air is extracted from the cooling zone near the firing zone of the kiln,
characterized,
that the exhaust air from the cooling zone for generating hot steam is fed to a waste heat boiler ( 20 ) and
the generated superheated steam is fed to a thermodynamic machine ( 32 ).
daß der Abhitzekessel (20) über eine Leitung (31) mit einer thermodynamischen Arbeitsmaschine (32) verbunden ist. 15. Plant for performing the method according to one or more of claims 1-14, with a ceramic furnace, with an exhaust of the flue gases to the fireplace near the entrance of the furnace and a Abzugvor direction for exhaust air from the cooling zone, characterized in that the extraction device ( 18 ) for exhaust air from the cooling zone ( 45 ) is connected via a line ( 19 ) to a waste heat boiler ( 20 ) and
that the waste heat boiler ( 20 ) is connected via a line ( 31 ) to a thermodynamic machine ( 32 ).
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