Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung für einen
Schmelzofen nach Anspruch 1, einen Schmelzofen mit einer
solchen Kühleinrichtung nach Anspruch 6, ein Verfahren zur
Kühlung eines Schmelzofens nach Anspruch 12 und ein
Kühlelement nach Anspruch 17.
Beim Betrieb eines Schmelzofens treten regelmässig
Bedingungen auf, die zu einer hohen thermischen, chemischen
und mechanischen Belastung der für die Ausmauerung
verwendeten Feuerfeststeine führen. Die thermische und
mechanische Belastung ist besonders hoch bei Schmelzöfen
mit zu hohen Temperaturschwankungen führender wechselnder
Zusammensetzung des Schmelzguts, z.B. Schlacke aus der
Müllverbrennung, oder solchen, die nicht im Dauerbetrieb
laufen. Insbesondere bei Schmelzöfen zum Schmelzen von
Schlacke aus der Müllverbrennung wird die Ausmauerung auch
chemisch durch aggressive Gase, z.B. Chlorwasserstoff,
Fluorwasserstoff, Schwefelwasserstoff, belastet. Im
Ofeninneren entstehende chemische Verbindungen können die
Feuerfeststeine angreifen, deren Stabilität vermindern und
zu deren Auflösung führen. Daher bestehen für solche Öfen
strenge Sicherheitsvorgaben, die die Gefahr von
Durchbrüchen der Ofenwandung so weit wie möglich
reduzieren sollen.
Um einem übermässigen Verschleiss und damit verringerten
Standzeiten und den damit verbundenen wirtschaftlichen
Nachteilen vorzubeugen, sind verschiedene Kühlsysteme
bekannt. Es ist beispielsweise bekannt, den Schmelzofen
oberhalb der Schmelzzone nicht auszumauern und mit
Kühlrohren auszurüsten, die die Ofenabdeckung tragen.
Diese Schutzmassnahme betrifft jedoch in erster Linie die
Gewölbedecke. Die dabei eingesetzten Kühlrohre aus Kupfer
oder Stahl müssen nach einer gewissen Zeit ausgetauscht
werden, was ebenfalls die Betriebszeit der Anlage negativ
beeinträchtigt. Zur Kühlung der Seitenwandung des Schmelzofens
im Bereich der Schmelzzone werden beispielsweise
Kühlelemente von aussen in die Mauerwerksteile
eingebracht. Die Kühlelemente sind an einen geschlossenen
Kühlkreislauf angeschlossen und können auch austauschbar
sein. Aus der DE 36 03 783 ist des weiteren bekannt, an
einen geschlossenen Kühlkreislauf angeschlossene Kühlelemente
von aussen mit der Ofenwandung in Kontakt zu
bringen, um diese zu kühlen. Es ist schliesslich auch
bekannt, die Ofenwandung von aussen mit einer Kühlflüssigkeit,
z.B. einem Wasserfilm, zu benetzen.
Der Nachteil der bekannten Anlagen, die das Mauerwerk von
aussen oder durch im Mauerwerk angeordnete Mittel kühlen,
liegt darin, dass sie mit verhältnismässig grosser
Kühlleistung bzw. grossem Wärmefluss ausgelegt werden
müssen, um auch den an das Ofeninnere grenzenden Bereich
der Ausmauerung, der den höchsten Temperaturen ausgesetzt
ist, auf die gewünschte Temperatur zu kühlen. Die maximale
Kühlleistung wird nicht an dem Ort erbracht, an dem sie an
sich erforderlich ist. Die Kühlelemente müssen daher
relativ grosse Volumina an Kühlmedium aufnehmen. Dies
birgt bei einem Leck die Gefahr, dass in das Ofeninnere
gelangende Kühlflüssigkeit explosionsartig verdampft,
wodurch die Kühlelemente und die gesamte Anlage stark
beschädigt werden können.
Aus der DE 19 34 486 ist eine Einrichtung zur Kühlung
hitzebeanspruchter Mauerwerksteile bei einem Schmelzofen
bekannt, die mehrere, an der Innenseite des Ofens direkt
an der Ausmauerung angeordnete Rohre umfasst. Die in zwei
Kammern unterteilten Rohre sind teilweise mit einer
Kühlflüssigkeit, insbesondere Wasser, gefüllt und an ihrem
oberen Ende mit jeweils einer Kondensier- und Dampferzeugervorrichtung
verbunden, so dass jedes Rohr einen
abgeschlossen Kreislauf darstellt. Die Umwälzung der Kühlflüssigkeit
geschieht rein passiv durch Konvektion. Die
Rohre sind direkt an die Ofenwandung angrenzend angeordnet,
so dass sich an der der Wandung abgewandten Seite
der Rohre eine Schicht aus erstarrtem Schmelzgut bildet.
Diese stellt einen zusätzlichen Hitzeschutzschild für das
Mauerwerk dar, verhindert jedoch, dass einzelne Rohre im
Schadensfall ersetzt werden können. Des weiteren kann die
Kühlleistung von aussen aufgrund des rein passiven
Umwälzens der Kühlflüssigkeit nur schwer überwacht oder
angepasst werden. Damit sind beispielsweise Störungen aufgrund
Verstopfung oder Leckage nicht unmittelbar
erkennbar. Temperaturänderungen der Schmelze können nicht
ausgeglichen werden.
Aus der GB-A 2 131 137 ist ein Kühlelement zur Anordnung
an der Innenwand eines Schmelzofens bekannt. Dieses
besteht aus einer serpentinenartig gewundenen Röhre, die
in eine flache Kupferplatte eingegossen ist. Die
Anschlüsse für die Zu- und Ableitung der Kühlflüssigkeit
stehen von der Kupferplatte ab. Das flächige Kühlelement
wird mit mehreren Montageelementen an der Innenwand des
Ofens montiert. Nachteilig hieran ist, dass das
Kühlelement im Verschleissfall nicht ohne weiteres
ausgetauscht werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten
Kühleinrichtungen und Kühlelemente so weiterzuentwickeln,
dass die Nachteile des Standes der Technik vermieden
werden. Insbesondere sollen die Kühlelemente leicht
herstellbar und austauschbar sein. Des weiteren soll ein
Schmelzofen mit einer derartigen Kühleinrichtung sowie ein
Verfahren zur Kühlung eines Schmelzofens angegeben werden.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Kühleinrichtung mit den
Merkmalen von Anspruch 1, einen Schmelzofen mit einer
solchen Kühleinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 6,
ein Verfahren zur Kühlung eines Schmelzofens mit den
Merkmalen von Anspruch 12 und ein Kühlelement mit den
Merkmalen von Anspruch 17. Vorteilhafte Weiterbildungen
ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der
Beschreibung und den Zeichnungen.
Die erfindungsgemässe Kühleinrichtung für einen
Schmelzofen umfasst eine Mehrzahl von länglichen Kühlelementen
zur Leitung eines Kühlfluidums, die jeweils
wenigstens eine Zuleitung und eine damit fluiddynamisch
verbundene Ableitung für das Kühlfluidum aufweisen. Das
erfindungsgemässe Kühlelement besteht aus zwei wenigstens
zum Teil ineinander angeordneten röhrenförmigen Elementen,
die im folgenden als innere und äussere Röhre bezeichnet
werden. Die innere Röhre dient als Zu- oder. Ableitung und
der Raum zwischen den beiden Röhren als Ab- bzw Zuleitung
für das Kühlfluidum. Unter "länglich" wird verstanden,
dass die Länge des Kühlelements deutlich grösser als sein
Durchmesser ist, vorzugsweise um ein Vielfaches. Damit
kann gezielt punktuell gekühlt und ein vorbestimmtes
Temperaturprofil eingestellt werden. Eine solche Kühllanze
kann einfach und kostengünstig hergestellt werden,
insbesondere wenn sie aus zwei im unteren Bereich
ineinander geschachtelten Hohlzylindern besteht. Das
Kühlelement ist leicht zu montieren bzw. auszutauschen, da
es nur punktuell durch die Ofenwandung geführt und dort
befestigt sein muss. Die Anordnung zweier Röhren
ineinander hat bei sehr einfacher Konstruktion den Vorteil
einer vergrösserten Kontaktfläche und guten
Kontrollierbarkeit der Kühlmittelströme.
Das Kühlfluidum, das vorzugsweise Wasser ist, wird
vorzugsweise mittels einer geeigneten Pumpeinrichtung
zwangsweise durch das Kühlelement gefördert. Durch
geeignete Wahl des Drucks des Kühlfluidums kann die
Kühlleistung an die tatsächlich herrschenden Bedingungen
im Ofeninneren angepasst werden. Dies ist insbesondere für
Schmelzöfen mit wechselnder Zusammensetzung des
Schmelzguts, z.B. solchen zum Schmelzen von Schlacke aus
der Müllverbrennung, vorteilhaft. Die Erfindung kann
jedoch auch bei Schmelzöfen mit gleichbleibender
Beschickung, z.B. Glas- oder Metallschmelzöfen, mit
Vorteil eingesetzt werden.
Die Kühlelemente sind im Ofeninneren vorzugsweise in der
Nähe der zu kühlenden Ausmauerung wenigstens teilweise in
das Schmelzgut eintauchend angeordnet, besonders bevorzugt
von der Ausmauerung beabstandet. Das Einhalten eines
Abstandes zur Wand hat den Vorteil, dass die Schmelze
zwischen Wand und Kühlelementen erstarrt, wodurch das
System träger wird und eine Art Schutzschild für die Wand
gebildet wird. Bei Ausfall eines Kühlelements wird die
Schmelze in dessen Umgebung aufgeschmolzen, so dass ein
neues Kühlelement in diesen Bereich eingeschoben werden
kann.
Wenn die Kühlelemente direkt an die Wandung angrenzend
angeordnet sind, können sie in vorteilhafter Weise
zusätzlich eine Stützfunktion der Wandung übernehmen.
Die Betriebsparameter der Kühleinrichtung werden
vorzugsweise so gewählt, dass das Schmelzgut im Bereich
der Ausmauerung erstarrt und somit einen thermischen
Schutzschild für die Ausmauerung bildet.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung
sind die Kühlelemente für das Kühlfluidum durchlässig
gestaltet. Damit kann Kühlfluidum durch die Wand bzw.
Oberfläche des Kühlelements in das Ofeninnere austreten
und im Wege der Verdampfungskühlung den Kühleffekt
verstärken. Durch die Verdampfung bereits geringer Mengen
Kühlflüssigkeit gelingt es, die Kühlelemente und damit die
Schmelze im gewünschten Bereich effektiv zu kühlen. Im
Gegensatz dazu sind alle bekannten Kühlsysteme so
ausgelegt, dass die Abgabe von Kühlmedium in den
Ofeninnenraum unter allen Umständen vermieden wird, um die
dortigen Reaktionsbedingungen nicht durch Zufuhr von
Kühlflüssigkeit, oft Wasser, zu verändern und ein explosionsartiges
Verdampfen grosser Mengen von Kühlflüssigkeit
zu verhindern. Es hat sich nun überraschend gezeigt, dass
beim erfindungsgemässen gezielten Freisetzen kleiner
Mengen Kühlfluidum in den Ofeninnenraum die befürchteten
negativen Folgen ausbleiben. Die Bedingungen im
Ofeninneren werden durch die freigesetzte Menge nicht
wesentlich verändert. Ein plötzliches Verdampfen grosser
Mengen Kühlflüssigkeit wird vermieden, indem die
Oberfläche des Kühlelements eine vorbestimmte Durchlässigkeit
aufweist, so dass ein schlagartiger Wärmetransfer auf
das gesamte im Kühlelement enthaltene Kühlfluidum vermieden
wird. Die abgegebene Menge Kühlmittel ist stets um ein
Vielfaches geringer als die rücklaufende Menge. Da die
Verdampfungswärme von Wasser sehr hoch ist, kann die zur
Erzielung einer bestimmten Kühlleistung notwendige
Wassermenge auf 1/10 bis 1/16 der nominalen Wassermenge
eines herkömmlichen Kühlsystems mit einem geschlossenen
Kühlkreislauf reduziert werden. Dabei wurde angenommen,
dass sich das Wasser bei einem herkömmlichen Kühlsystem
drucklos von ca. 40°C auf ca. 80°C erwärmt, während es
sich bei der Abgabe ins Ofeninnere auf ca. 600°C erwärmt
und dabei eine entsprechend grössere Wärmemenge aufnimmt.
Des weiteren kann durch geeignete Wahl der
Durchflussgeschwindigkeit die benötigte Menge Kühlfluidum
pro Kühlelement sehr klein gehalten werden, so dass die
Gefahr von Schäden auch bei einem Leck gering bleibt.
Der erfindungsgemässe Schmelzofen zeichnet sich durch eine
längere Standzeit und damit grössere Wirtschaftlichkeit
aus. Besonders grosse Vorteile hat die Verwendung der
Kühleinrichtung für Schmelzöfen für Schlacke aus der Müllverbrennung.
Die aufgrund der unterschiedlichen Schlackenzusammensetzung
auftretenden Temperaturspitzen und die
chemische Belastung des Mauerwerks können gering gehalten
werden, indem die Kühleinrichtung stets so betrieben wird,
dass das Mauerwerk mit einer Schutzschicht aus erstarrter
Schlacke versehen ist.
Die Kühleinrichtung ist vorzugsweise modular aus einzelnen
Kühlelementen aufgebaut, die unabhängig voneinander sind
und zusammen mit einer eigenen oder einer gemeinsamen
Pumpeinrichtung lokal jeweils einen Kühlkreislauf
ausbilden können. Vorteile liegen in der kostengünstigen
Herstellung und einfachen Montage und Wartung bzw.
Erneuerung.
Die Funktionsfähigkeit der vorzugsweise modular aus
einzelnen Kühlelementen aufgebauten Kühleinrichtung kann
leicht überwacht werden, indem die Differenz zwischen der
zu- und der abgeleiteten Menge an Kühlfluidum gemessen
wird. Auf diese Weise lassen sich Lecks leicht
feststellen. Die Kühlleistung kann beispielsweise durch
Einstellung der Menge des pro Zeiteinheit durch die Kühlelemente
gepumpten Mediums angepasst werden, insbesondere
indem der Pumpendruck angepasst wird.
Fällt eines oder mehrere der Kühlelemente aus, so schmilzt
das erstarrte Schmelzgut im Bereich des defekten Kühlelements.
Durch den modularen Aufbau der Kühleinrichtung
kann das defekte Kühlelement bei vollem Erhalt der
Funktionsfähigkeit der übrigen Kühlelemente vom Kühlkreislauf
abgekoppelt, in den Ofen gestossen, durch
Verschmelzen mit dem Schmelzgut entsorgt und durch ein
nachgeschobenes intaktes Kühlelement ersetzt werden.
Vorzugsweise wird die erfindungsgemässe Kühleinrichtung
als Ergänzung zu bekannten Kühleinrichtungen eingesetzt,
die das Mauerwerk von aussen bzw. innerhalb des Mauerwerks
kühlen. Diese Systeme können in diesem Fall kleiner
dimensioniert werden. Des weiteren führt der Ausfall eines
der Kühlsysteme in einem solchen Fall noch nicht zwingend
dazu, dass der Betrieb des Ofens unterbrochen werden muss.
Beispiele für die Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen rein
schematisch:
- Fig. 1
- einen Längsschnitt durch einen Schmelzofen mit
einer Kühleinrichtung;
- Fig. 1a
- einen Längsschnitt durch einen Schmelzofen mit
einer Kühleinrichtung und einer abgeschrägten
Ofenwandung;
- Fig. 2
- den Ofen aus Fig. 1 im Querschnitt;
- Fig. 3
- einen Seitenbereich des Ofens aus Fig. 1 in
vergrösserter Darstellung;
- Fig. 4
- eine Ansicht eines Kühlelements;
- Fig. 5
- das Kühlelement aus Fig. 4 im Längsschnitt;
- Fig. 6
- ein weiteres Kühlelement im Längsschnitt.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Schmelzofen 1
zum Schmelzen von Schlacke aus der Müllverbrennung. Fig. 2
zeigt einen Querschnitt des Schmelzofens 1, Fig. 3 einen
vergrösserten Ausschnitt aus Fig. 1. Der Schmelzofen 1
umfasst eine Wanne 2 mit einem Boden 6 und einer
Seitenwandung 5 für das Schmelzgut 3. Unter Schmelzgut 3
wird sowohl das noch feste Gut 3a, d.h. die feste Schlacke
bzw. Pyrolysekoks, als auch das bereits geschmolzene Gut
3b (Schmelze) verstanden. Das feste Schmelzgut 3a wird dem
Ofen 2 durch einen ersten Schacht 8 zugeführt, wobei sich
ein Berg 3c aus Feststoffen bilden kann, der über das
normale Niveau N der Schmelze 3b hinausragt. Das Brenngas
bzw. Pyrolysegas wird dem Ofeninneren 1' über Düsen 12, 13
zugeführt. Diese sind in der Wandung eines zweiten
Schachts 9 angeordnet, der zur Abfuhr der Ofengase zur
Nachbrennkammer dient. Die Wanne 2 ist seitlich durch die
Seitenwandung 5 aus einem hitzebeständigen Material
begrenzt. Der Boden 6 ist stellenweise abgesenkt (Bereich
6a), um die flüssigen Metallbestandteile der Schlacke
besser von den auf dem Metall schwimmenden Reststoffen
trennen zu können.
Figur 1a zeigt eine Abwandlung des in Fig. 1 dargestellten
Ofens 1. Der Boden 6 der Wanne 2 ist im Bereich 6b der
Seitenwandung 5 schräg ansteigend gestaltet. Damit wird
die Kontaktfläche der Schmelze 3b mit der Seitenwandung 5
deutlich reduziert. Das Kühlelement 4 taucht nur an seinem
unteren Ende 4a in die Schmelze 3b ein.
Wie in Fig. 3 dargestellt, besteht die Seitenwandung 5 aus
zwei Lagen aus Feuerfeststeinen 5a, 5b und schliesst mit
einer Aussenhaut 5c ab, die sich nach oben in Richtung des
ersten Schachtes 8 fortsetzt und dessen Wandung bildet.
Die Aussenhaut 5c wird zur Kühlung des Ofens in an sich
bekannter Weise mit Wasser 7 benetzt. Die Feuerfeststeine
5a, 5b haben Aussparungen 10, die in an sich bekannter
Weise zur Leitung eines Kühlmediums dienen. Zusätzlich zu
den an sich bekannten Kühlmassnahmen wird die Seitenwandung
durch die erfindungsgemässe Kühleinrichtung
gekühlt.
Die erfindungsgemässe Kühleinrichtung umfasst eine Mehrzahl
von Kühlelementen 4, die innerhalb des Ofens 1
angeordnet sind. Die stab- bzw. lanzenförmigen Kühlelemente
4 sind von oben durch geeignete Öffnungen 11 in der
Ofenwand in den Innenraum des Ofens 1 eingeschoben. Sie
verlaufen in vertikaler Richtung und haben einen Abstand d
von der Seitenwandung 5 von vorzugsweise 1 bis 10 cm,
besonders bevorzugt 2-3 cm. Die Kühlelemente 4 ragen mit
ihrem vorderen bzw. unteren Ende 4a in die Schmelze 3b
hinein. Die Betriebsbedingungen der Kühleinrichtung, insbesondere
der Abstand D der Kühlelemente 4 untereinander
und der Abstand d zur Seitenwandung 5 sowie die
Kühlleistung eines einzelnen Kühlelements 4 sind vorzugsweise
so gewählt, dass die Schmelze 3b im Bereich zwischen
den Kühlelementen 4 und der Seitenwandung 5 erstarrt. Die
erstarrte Schlacke bildet einen Schutzschild für die
Seitenwandung 5. Bei Ausfall eines Kühlelements 4 schmilzt
die erstarrte Schlacke lokal, wodurch die Wandung 5 als
Ganzes jedoch nicht belastet wird. Das defekte Kühlelement
4 kann dann aus seiner Arbeitsposition entfernt und durch
ein neues ersetzt werden. Das defekte Kühlelement 4 wird
beispielsweise von oben aus der Öffnung 1 gezogen.
Besonders bevorzugt erfolgt die Entsorgung jedoch, indem
das Kühlelement 4 in den Ofen 1 hineingestossen wird, wo
es mit dem Schmelzgut 3 verschmilzt.
Die Kühlelemente 4, die in Fig. 4 in Aufsicht und in den
Fig. 5 und 6 in zwei verschiedenen Ausführungsformen im
Schnitt näher dargestellt sind, bestehen aus zwei
zumindest im zur Anordnung innerhalb des Ofens bestimmten
unteren Bereich 4a konzentrisch zur Längsachse A
ineinander angeordneten Röhren 14, 15. Die innere Röhre 14
ist im zur Anordnung ausserhalb des Ofens 1 bestimmten
oberen Bereich 4b aus der äusseren Röhre 15 geführt, so
dass beide Röhren zum Anschluss eines hier nicht
dargestellten Kühlmittelkreislaufs zugänglich sind.
Im oberen Bereich 4b sind beide Röhren gebogen. An ihren
freien Enden 14b, 15b sind vorzugsweise Anschlüsse zum
Anschluss des Kühlkreislaufs vorhanden (hier nicht
gezeigt). Wegen des geringen Durchmessers kann das
Kühlelement 4 leicht durch eine kleine Öffnung in der
Ofenwandung in den Schmelzofen eingeführt werden. Ein
solches Kühlelement 4, das vorzugsweise aus Stahl besteht,
ist einfach und kostengünstig herstellbar und daher als
Verschleissteil geeignet.
Die innere und die äussere Röhre 14, 15 haben jeweils die
Form eines Hohlzylinders mit einem kreisförmigen
Querschnitt, prinzipiell kommen jedoch auch andere
Querschnittsformen in Frage. Der Aussendurchmesser der
inneren Röhre 14 ist kleiner als der Innendurchmesser der
äusseren Röhre, so dass zwischen den Röhren 14, 15 ein als
Ableitung 20 für das Kühlmittel dienender Raum gebildet
ist. Die innere Röhre 14 dient vorliegend als Zuleitung 19
für das Kühlmittel, insbesondere Wasser. Zu- und Ableitung
19, 20 sind fluiddynamisch miteinander verbunden, indem
die unteren Enden 14a, 15a beider Röhren 14, 15 durch
einen gemeinsamen Stopfen 17 verschlossen sind, die innere
Röhre 14 im Bereich ihres unteren Endes 14a jedoch
Öffnungen 18 zum Raum 20 aufweist. Vorliegend überragt das
untere Ende 15a der äusseren Röhre 15 das untere Ende 14a
der inneren Röhre 14 etwa um die in Richtung der Achse A
gemessene Länge des Stopfens. Die Betriebsbedingungen,
insbesondere der Fluss und die Art des Kühlmittels, werden
vorzugsweise so eingestellt, dass das Kühlmittel in der
Zuleitung 19 flüssig ist und in der Ableitung 20
verdampft, so dass sich ein Dampffilm bildet.
Auf die äussere Röhre 15 ist eine Hülse 16 aufgesetzt, die
sich vom unteren Ende des Kühlelements 4 bis zu dessen
oberem Bereich 4b erstreckt. Die nicht zwingend notwendige
Hülse 16 hat verschiedene Funktionen: Bei der in Fig. 5
dargestellten ersten Ausführungsform dient sie als
Schutzhülse für das Rohrsystem 14, 15, um einem
übermässigen Verschleiss vorzubeugen.
Fig. 6 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemässen
Kühlelements 4. Die äussere Röhre 15 ist im
unteren Bereich 4a für das Kühlmittel durchlässig gestaltet,
indem die Rohrwandung eine Mehrzahl von radial verlaufenden
Kanälen 21 aufweist. Die Hülse 16 ist ebenfalls
durchlässig, bevorzugt besteht sie aus einem porösen
Sintermaterial. Das Kühlmittel tritt durch die Kanäle 21
aus der Ableitung 20 aus und gelangt über das poröse
Sintermaterial der Hülse 16 nach aussen in das Ofeninnere.
Der Effekt kann durch die Kapillarwirkung der Kanäle 21
verstärkt werden. Durch Verdampfen des Kühlmittels von der
Oberfläche der Hülse 16 wird das Kühlelement 4 und damit
das Schmelzgut gekühlt. Die erfindungsgemässe Schwitz-
bzw. Verdampfungskühlung hat den Vorteil, dass bereits die
Abgabe geringer Mengen Kühlmedium zu einer effektiven
Temperaturabsenkung führt. Die geringe Menge Kühlmedium
beeinträchtigt die Reaktionsbedingungen im Ofeninneren
nicht. Des weiteren verhindert die porös gestaltete Hülse
16 die Gefahr des explosionsartigen Verdampfens grösserer
Mengen von Kühlmittel.
Die äussere Röhre 15 kann auch aus einer eine Mehrzahl von
Segmentringen zusammengesetzt sein, wobei die Zwischenräume
zwischen den einzelnen Segmenten als Kanäle für den
Austritt des Kühlmittels dienen (nicht dargestellt). Sind
die Öffnungen in der äusseren Röhre 15 fein genug, kann
auch auf die Hülse 16 verzichtet werden.
Ein Beispiel für die Betriebsbedingungen bei einer
erfindungsgemässen Anlage ist nachfolgend geschildert: Die
Kühlelemente 4 sind befinden sich direkt an der Wand und
sind in einem Abstand D=25 cm voneinander angeordnet. Die
innere bzw. äussere Röhre 14, 15 hat einen Durchmesser von
21,3 mm bzw. 42,4 mm. Die Länge des Kühlelements innerhalb
des Ofens beträgt vorzugsweise 30 bis 60 cm. Als
Kühlmittel wird Wasser verwendet. Der Druck der
Pumpeinrichtung ist so gewählt, dass der einlaufende Strom
des Kühlmittels etwa 1000 1/h beträgt. Davon wird
vorzugsweise etwa 20 1/h durch die durchlässige Oberfläche
des Kühlelements 4 an die Umgebung abgegeben. Die Kanäle
21 haben bevorzugt einen Durchmesser von 2 mm und eine
Gesamtfläche von 140 mm2, die Porosität des Sintermaterials
beträgt ca. 10%. Das Kühlmittel erwärmt sich beim
Durchlaufen des Kühlelements nur unwesentlich um ca. 1°,
da durch das nach aussen verdampfende Wasser die
Wandungstemperatur etwa konstant gehalten wird.