HU194386B - Continuous furnace - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya tolókemence, különösen kerámiai agyagáru égetésére, a tolókemence hosszanti oldalain elrendezett hevitőkkel az energiának a kemencetérbe való bevezetésére továbbá egy füstgázelvezetővei és egy füstgázzal töltött hőcserélővel a kemencéhez rendelt égő frisslevegőjének felhevltésére. A találmány szerinti tolókemence azzal jellemezhető, hogy égőként (11), különösen gyorségoként kialakított több hevítő legalább megközelítően függőleges porokban (12, 12,1, 12,2, 12.3) van elrendezve és több ilyen sor (121, 12.1, 123) a hosszanti oldalfalakon (9, 10) a hossztengely irányában egymáshoz képest eltolva van elrendezve olymódon, hogy minden egyes sor (12.1, 12.2, 123) mellett egy ezekhez rendelt mindenkori, a hosszanti oldalfalakon (9, 10) ldvül elrendezett füstgázcsatoma (14) torkollik, továbbá, hogy a füstgázcsatomák (14) a tolókocsifelület (13) magasságában vannak kialakítva, és hogy a füstgázcsatornában (14) égőként saját hőcserélőrendszer (16) van elhelyezve. é&O' Fig .1 -1-

Description

A találmány egy tolókemencére vonatkozik, különösen kerámiai agyaáru égetésére, a tolókemence hosszanti oldalain elrendezett hevítőkkel az energiának a kemencetérbe való bevitelére, továbbá egy füstgázelvezetővei és egy füstgázzal töltött hőcserélővel a kemencéhez rendelt égő frisslevegőjének felhevítésére.

Egy Ilyen kemence ismeretes a DE-AS 24 57 152 sz. szabadalmi leírásból. Ennél a megoldásnál a hoszszanti oldalfalakban a tolókocsik felülete alatt fúvókákat rendeztek el a forrógáz bevezetésére. A forrógázt egy különálló égőben állítják elő, miközben az elégetéshez füstgáz is hozzákeverhető. A füstgáz továbbá egy hőcserélőrendszerbe leágaztatható, amelyben a füstgáz az égőhöz szállítandó frisslevegőt előhevíti.

Találmányunk feladata, hogy ilyen kemencét tolókemenceként alakítsunk ki olymódon, hogy lehetőleg optimális elégés lépjen fel, éspedig mind a hevítést fázisban, mind az égetendő anyagnak való energiaátadás és a hővisszanyerés fázisában is, a lehető legcsekélyebb hőveszteségekkel, tehát például csekély hőemisszióval és csekély füstgázhőmérsékletekkel, továbbá, hogy lehetőleg káros anyagok nélküli füstgázok keletkezzenek.

A találmány elé kitűzött feladatot azzal oldottuk meg, hogy égőként, különösen gyorségőként kialakított több hevítőt legalább megközelítően függőleges sorokban rendezünk el és több ilyen sort a hosszanti oldalfalakban a hossztengely irányában egymáshoz képest eltolva helyezünk el olymódon, hogy minden egyes sor mellett egy ezekhez rendelt mindenkori, a hosszanti oldalfalakon kívül elrendezett füstgázkürtő van, amelyekbe egy szintén minden egyes sor mellett a hosszanti oldalfalban elrendezett füstgázcsatorna tokollik, továbbá, hogy a füstgázcsatomák a tolókocsik felületének magasságában helyezkednek el, és hogy a füstgázkiirtőben égőnként saját hőcserélőelrendezés van a bevezetendő frisslevegő számára.

Az égők eltolt soraival az éghető gázok jó cirkulációja és ezzel együtt az égetendő anyaghoz történő gyors, egyenletes energiaátadás érhető el. Ezt azoknak az égőknek az injektorhatása támasztja alá, amelyeken keresztül füstgázok kerülnek recirkulációba. További előny, hogy a füstgázcsatoma és a hőcserélő, valamint a hőcserélő és az égő között rövid a vezetékelrendezés, tehát csekély a hőveszteség és hőszigetelésre gyakorlatilag nincs szükség. Ezen túlmenően az égőegység és a füstgázkürtő könnyen egy-egy egységként szerelhető, és az esetleges sérült hőcserélőrészek egyszerűen cserélhetők.

Bár ismeretes a DE-OS 25 30 862 sz. szabadalmi leírásból, hogy égőnyílás mellett egy füstgázelvezetőnyílás van és hogy egy egymásba csúsztatott, különböző átmérőjű csövekből képzett hőcserélőn keresztül hevítik elő az égő számára a frisslevegőt, ennél a megoldásnál azonban nem alkalmaznak egy-egy sor égő minden égőjéhez közös füstgázkürtőt. Nyilvánvaló tehát, hogy minden egyes égőnek külön füstgázkürtője van. Ezért az említett füstgázelvezetőnyilások sokkal magasabban vannak, mint saját találmányunknál, ami viszont akadályozza a jó cirkulációt az égéskamrában.

A találmány szerinti tolókemence egy előnyös kiviteli alakjánál a sorokat olymódon rendeztük el, hogy a tolókocsisor elejénél és végénél, valamint minden egyes köztérben van egy sor.

A találmány szerinti toíókemence egy másik előnyös kiviteli alakjánál a hőcserélőrendszerek egy-egy csőrendszerből állnak, amelyek a mindenkori hozzárendelt égő magasságában a füstgázkürtőn keresztirányban haladnak át. ’

A találmány szerinti tolókemence egy harmadik előnyös kiviteli alakjánál minden egyes füstgázkürtőhöz közös elvezetőt rendeltünk.

A találmány szerinti tolókemence negyedik előnyös kiviteli alakjánál minden egyes füstgázkürtő saját utánégővel van ellátva.

A találmány szerinti tolókemence további előnyös kiviteli alaljánál a füstgázkürtők felett egy vagy több görgős kemencét alakítottunk ki, amelyeken a füstgázt mint hevítendő közeget vezetjük keresztül.

A találmány szerinti tolókemence szintén előnyös kiviteli alakjánál a görgős kemencét vagy görgős kemencéket pótégőkkel láttuk el.

A találmány szerinti tolókemence egy további előnyös kiviteli alakja szerint a tolókemence mindkét végén egy ajtót alakítottunk ki.

A találmány szerinti tolókemence egy előnyös kiviteli alakja az is, hogy minden egyes ajtó mögött közvetlenül egy sor égőt rendeztünk el.

A találmány szerinti tolókemence egy további előnyös kiviteli alakja szerint égőként gyorségőket rendeztünk el.

A találmány szerinti tolókemence egy további előnyös kiviteli alakja az is, hogy minden egyes füstgázkürtő alsó részén egy állítható frissgázbevezetőberendezést alakítottunk ki.

A találmány szerinti tolókemence szintén előnyös kiviteli alakjánál minden egyes füstgázkürtő felső részén ill. a görgős kemencékből történő kivezetésnél egy füstgázcsappantyút rendeztünk el, amely a tolókemence égéskamrájának nyomásától függően állítható ill. szabályozható.

A találmány szerinti tolókemence szintén előnyös kiviteli alakja az is, hogy a füstgázkürtők ill. görgős kemencék füstgázvezetékében vagy füstgázvezetékeiben a gáznemű és/vagy folyékony közegek számára hőcserélőket alakítottunk ki.

A találmány szerinti tolókemence egy további előnyös kiviteli alakjánál a görgős kemencék, vagy egy vagy több füstgázvezetékéhez egy füstgázkatalizátort rendeltünk a füstgázoknak szénmonoxidtól és nitrogén-monoxidtól történő tisztítására.

A találmány szerinti tolókemence egy további előnyős kiviteli alakja szerint a fűstgázkatalizátort vagy füstgázkatalizátorokat a füstgázrendszer olymódon kiválasztott helyein rendeztük el, ahol azok elérik, de nem lépik túl üzemi hőmérsékletüket.

A találmány szerinti tolókemence szintén előnyös kiviteli alakja az is, hogy a füstgázokat alulról vezetjük be a görgős kemencékbe és ezekben perforált tartólemezeket rendeztünk el az égetendő anyag szállítására.

A találmány szerinti tolókemence egy további előnyös kiviteli alakja szerint a tartólemezek az égési eljárás során ide-oda mozgathatók és közben a görgők váltakozva egyik vagy másik irányba forgathatók.

A találmány szerinti tolókemencének végül az is egy előnyös kiviteli alakja, hogy a kemenceszigetelés több réteg hőszigetelő rostos, anyagból áll, továbbá hogy a rostos anyagrétegek hőáUósága kívülről befelé növekszik, valamint hogy az egyes rétegek kockaalakú modulokból állnak és a rétegeket hézageltolással a beálló hőgradienshez Illő ragasztóval ragasztottuk össze, és hogya kemenceszigetelésbe hőálló tartó-21

194 386 horgonyok nyúlnak be, amelyek egyik végét a kemence küllő fémfalához rögzítettük.

A találmányt a mellékelt ábrákon bemutatott kiviteli példák kapcsán ismertetjük közelebbről, ahol az

1. ábra a találmány szerinti tolókemence oldalnézetét, a

2. ábra az 1. ábra szerinti A-B metszet felülnéze tét, a

3. ábra a 2. ábra szerinti C-D metszet elölnézetét, a

4. ábra egy égő- és bevezetett levegőegységgel ellátott füstgázkürtő nagyított nézetét, az

5. ábra a 4. ábra szerinti füstgázkürtő felülnézetét, a

6. ábra a beszerelt görgős kemencékkel ellátott tolókemence oldalnézetét, végül a

7. ábra a beszerelt görgős kemencékkel ellátott tolókemence elölnézetét ábrázolja.

Egy 1 tolókemence mindkét 2, 3 végén egy-egy 4, ajtóval, pl. 6 égéstérbe vezető emelő- vagy billenővagy tolóajtóval rendelkezik. A 6 égéstérben égetendő vagy egyéb módon hőkezeíendő 8 anyaggal megrakott 7 tolókocsik vezethetők be és ki.

Gyorségőként kialakított 11 égőket rendeztünk el 9, 10 hosszanti oldalfalakon. Az említett 11 égőket több, példában három, egymás felett, tehát függőleges vagy legalább megközelítően függőleges, 12 (pl. 12.1,

12.2, 12.3) sorokban rendeztünk el, éspedig olymódon, hogy az egyik 12.1 ill. 12.3 sor beáramlása közvetlenül a 6 égéstérbe vezető 4, ill. 5 ajtó mögött az abban levő 73 tolókocsisor 71 elejénél és 72 végénél torkollik és a további 12,2 sor vagy sorok forró éghető gázokat nyom vagy nyomnak be köztérbe a 7 tolókocsik ill. azok égetendő 8 anyag közé. Az egymás után következő 12.1, 12.2, 12.3 sorokat hossztengely Irányában nézve oldalirányban eltoltuk, úgy-* hogy az egyik 9 hosszanti oldalfal égőinek egy-egy 12 sora után a másik 10 hosszanti oldalfal égőinek 12 sora következik. Uymódon érhetjük el a forró éghető gáz kényszeráramlását, valamint a jó cirkulációt a kemenceborításon, amely annak gyors, egyenletes felhevítését eredményezi.

Közvetlenül egy 12 sor mellett és előnyösen a legalsó 11 égő alatt a 13 tolókocsifelület magasságában egy 14 füstgázcsatornát vezetünk a 6 égéstérből ld. Ez a 14 füstgázcsatorna egy függőleges, a hozzátartozó 12 sor mllett a 9 ill. 10 hosszanti oldalfalon kívül elrendezett 15, (pl. 15.1, 15.2, 15.3) füstgázkürtőbe torkollik. Az említett 15 füstgázkürtő' 11 égőnként egy 16 hőcserélővel ill. hőcserélőrendszerrel rendelkezik, amelyben példaképpen 17 csövek egy kötegét a mindenkori 11 égő magasságában vezetünk keresztül. A hideg frisslevegőt egy 18 elosztóból vezetjük be a 17 csövek kötegén keresztül egy á 17 csövek bemeneti végén elrendezett 19 hideglevegőgyűjtőbe. A felhevített levegő a 17 csövek másik végén egy 20 meleglevegőgyűjtőbe lép be, majd onnan közvetlenül a hozzárendelt 11 égőhöz vezetjük. A J5 fűstgázkürtők Felett egy-egy 2Í Füstgázfedelet rendeztünk el, amelyek egy 22 füstgázgyűjtőbe és onnan a szabadba vezetnek.

A 22 füstgázgyfljtőben egy önmagában ismert kialakítású 23 füstgázkatalizátor helyezhető el egy olyan helyen, ahol a katalizátor eléri, de nem lépi túl üzemi hőmérsékletét. A 23 füstgázkatalizátor a füstgázok katalitikus utánégetésére szolgál a még éghető alkotórészek, pk nitrogénmonoxidok és szénomonoxldokkiküszöbölésére, vagy lényeges csökkentésére.

Egy közös 23 füstgázkatalizátor helyett minden egyes füstgázkürtőhöz saját kis 23 füstgázkatalizátor rendelhető, amint az az 1. ábra bal oldalán ábrázolt 21 füstgázfedélnél vonalkázva látható.

Végül a füstgázgyűjtőben egy további 24 hőcserélőt rendeztünk el a meleglcvcgő vagy meleg víz számára.

Ahhoz, hogy a hevítési fázisban a frisslevegő gyors hevítése és a hevítendő vagy melegítendő 8 anyag esetleges illő alkotórészeinek elégése lehetséges legyen, minden 15 füstgázkürtőben alul egy 25 utánégető (lásd 3. ábra) helyezhető el. így a füstgázban még meglévő éghető alkotórészek energianyerés céljából felhasználhatók. Ugyanakkor a termikus utánégetéshez pótlólag az utánégető felett bevezetett energia a felette lévő hőcserélő után azonnal visszanyerhető az égéslevegő hevítése céljára. Tehát füstgázkürtők, hőcserélőrendszerek és termikus utánégetőrendszerek formájában a füstgázrendszerek térbelileg égősoronként egy szerelt egységet képeznek. Ezen túlmenően egy frisslevegő-bevezetőberendezés is elrendezhető pl. 50 tolattyúk formájában. Amikor a 8 anyag hevítési fázisa vagy gáztalanító fázisa véget ér, a 25 utánégő kikapcsolható és az esetleges meglevő 50 tolattyúk szükség esetén lezárhatók,

A találmány szerinti tolókemence működésmódja a következő:

Először adott esetben mindkét 4, 5 ajtót ki kell nyitni és az egyik 4 ajtón keresztül a már égetett, kihűlt anyagot kivezetni és a 6 égéstér másik 5 ajtóján keresztül a zöld anyagot, tehát pl. égetetlen vagy előégetett kerámiát bevezetni. A 4, 5 ajtók beázárása után a 11 égőket és adott esetben a 25 utánégőket bekapcsoljuk. Eközben mindenekelőtt levegőfölösleget alkalmazunk, hogy elkerüljük a gyors hevulést. A kilépő éghető gázok gyors sebességei gyorsan elosztanak a jó cirkuláció következtében a kemencében levő jó hőátadás mellett és füstgázokat a 14 füstgázcsatomákon keresztül a 15 füstgázkürtőbe lépnek. Eközben a füstgázokat adott esetben a 25 utánégők teljesen elégetik. A 16 hőcserélőkön való átlépéskor a 17 csövek és ezeken keresztül a nyomás alatt átpréselt frisslevegő példaképpen 500 °C-ig felhevülnek. A belső hőmérséklet növekedésével a levegőfölösleg csökkenthető és végül akár levegőhiánnyal csökkentve égethető. Időközben a 25 utánégő kikapcsolható. A simára égetés után all égők kikapcsolhat ók és a 8 anyag a kemencében lehűthető.

A sugárzási veszteségek további csökkentése céljából az 1 tolókemence 26 belső falrészét egy pl. alumíniumoxid és/vagy alumíniumszilikát és/vagy církonoxid alapú nagy hőállóságú öntartó 27 kerámia-rostfallal láttuk el és egy 28 külső falrészben kevésbé hőálló 29 ásványi rostos fonatokat, pl. szilikátalapú kőgyapotot helyeztünk el. A külső falak pl. acélból állnak. A kemenceszigetelés kettőnél több ilyen szigetelő rostos anyagrétegekből is állhat, amelyek hőállósága előnyösen kívülről befelé növekszik. A rétegek egyes, hézag nélkül egymás mellé helyezett kockaalakú modulokból állnak és az egyes rétegek olymódon vannak összeragasztva, hogy az egyes rétegek fugáit egymáshoz képest eltoltuk. Ragasztóanyagként olyan cementalapú vagy kerámiakötőalapú ragasztókat alkalmaztunk, amelyek mindenkor a kemencefalban beálló hőmérsékletgradiensnek felelnek meg. Az acél külsőfallal való kötéshez a külső falon körmökkel vagy kampókkal stb. ellátott tartóhorgonyokat saját végűiméi fogva rögzítettünk, amelyek a ke_L menceszlgetelésbe benyúlnak és azokban refióigonyoz-32

194,386 nak, miközben a körmök vagy kampók a szigetelésbe lehorgonyozódva benyúlnak. A tartóhorgonyok nagy höállóságú anyagból, pl. acélból, rozsdamentes krómnikkelacélból (Nirostaból), titánból stb. készülnek. A rétegek közötti ragasztórétegek egyidejűleg gőz- és füstgázgátakként is hatnak és ezzel a kemence tömítését és célzott alacsony K-értékeit biztosítják.

A hőenergia további jobb kihasználására a találmány egy előnyös továbbfejlesztett kiviteli alakja szerint az 1 tolókemence füstgázait egy vagy több görgős kemencébe vezetjük, amelyben alacsonyabb hőmérsékleten kezelendő árut kell égetni. Ezek a görgős kemencék pl. kb 900 °C-on történő biszkvitégetésre és az 1 tolókemence pl. 1400 °C-on történő simára égetésre vagy mázégetésre szolgálnak.

Előnyös módon egy-egy megnyújtott 30 görgős kemence van az 1 tolókemence egyik 9 ill. másik 10 hosszanti oldalfalának 15 füstgázkürtői felett. A 15 füstgázkürtők közvetlenül alulról a 30 görgős kemencékbe torkollnak. A görgős kemencében található 8.1 anyag tartóiként perforált 31 tartólemezek szolgálnak, úgyhogy a füstgázok a görgőközterekben és a tartólemezeken keresztül nagyobb áramlási ellenállás nélkül juthatnak a 8.1 anyaghoz és azt minden oldalról körüláramolhatják. Bizonyos körülmények között szükséges vagy célszerű lehet a 30 görgős kemencéket egy pótlólagos fűtéssel ellátni. A füstgázok adott esetben a 21 füstgázfedeleken keresztül ismét a 22 füstgázgyűjtőbe kerülnek.

A 30 görgős kemencék 32 görgőinek égéskor történő elhajlásának elkerülése érdekében a 32 görgőket a 31 tartólemezek ide-oda mozgatásával folyamatosan legalább a forró üzemfázisban váltakozva az egyik és a másik irányba forgatjuk. Erre a célra egy alkalmas 33 meghajtó- és vezérlőmechanikát helyeztünk el.

Hőveszteségek csökkentése érdekében különösen a hűtési fázisban, de az égésfolyamat során is, minden egyes 15 füstgázkürtő felett egy 31 tartólemezt rendeztünk el. Ez a hűtési fázisban teljesen le van zárva és az égésfolyamat során a 6 égéstérben levő nyomás függvényében előnyösen többé vagy kevésbé nyitva van. Alkalmazható továbbá egy folyamatvezérléses, különösen mikrokomputerrel vezérelt megfelelő vezérlő- vagy szabályozóművelet.

Claims (2)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Tolókemence, különösen kerámiai agyagáru égetésére, a tolókemence hosszanti oldalain elrendezett hevítőkkel az energiának a kemencetérbe való bevezetésére, továbbá egy füstgázelvezetővel és egy füstgázzal töltött hőcserélővel a kemencéhez rendelt égő frisslevegőjének felhevítésére, azzal jellemezve, hogy égőként (11), különösen gyorségőként kialakított több hevitő legalább megközelítően függőeleges sorokban (12, 12.1, 12.2, 123) van elrendezve és több ilyen sor (12.1, 12.2, 123) a hoszszanti oldalfalakon (9, 10) a hossztengely irányában egymáshoz képest eltolva van elrendezve olymódon, hogy minden egyes sor (12.1, 12.2,123) mellett egy ezekhez rendelt mindenkori, a hosszanti oldalfalakon (9, 10) kívül elrendezett füstgázcsatoma (14) torkollik, továbbá, hogy a füstgázcsatornák (14) a tolókocdfelület (13) magasságában vannak kialakítva, és jellemezve, hogy a sorok (12; 12.1,12.2,123) olymódon vannak elrendezve, hogy a tolókocsisor (73) elejénél (71) és végénél (72), valamint minden egyes köztérben vagy egy sor (12). ·

   3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti tolókemence, azzal jellemezve, hogy a hőcserélők (16) egy-egy csőrendszerből (17) állnak, amelyek a mindenkori hozzárendelt égő (11) magasságában a füstgázkürtőn (15) keresztirányban áthaladnak.

   4. Az 3. igénypont szerinti tolókemence, azzal jellemezve, hogy minden egyes füstgázkürtőnöz (15) egy közös füstgázgyűjtő (22) van rendelve.

   5. A 4. igénypont szerinti tolókemence, azzal jellemezve, hogy minden egyes füstgázkurtő (15) saját utánégővel (25) van ellátva.

   6. A 3. vagy 5. igénypont szerinti tolókemence, azzal jellemezve, hogy a füstgázkürtők (15) felett egy vagy több görgős kemence (30) van kialakítva, amelyeken keresztül van a füstgáz, mint hevítendő közeg vezetve.

   7. A 5, igénypont szerinti tolókemence, azzal jellemezve, hogy a göigős kemence vagy görgős kemencék (30) pótégőkkel vannak ellátva.

   8. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti tolókemence, azzal jellemezve, hogy a tolókemence (1) mindkét végén (2, 3) egy ajtó (4, 5) van kialakítva.

   9. A 8. igénypont szerinti tolókemence, azzal jellemezve, hogy minden egyes ajtó (4,5) mögött közvetlenül egy sor (12; 12.1, 12.2, 12.3) égő (11) van elrendezve.

   10. Az 1—9. igénypontok bármelyike szerinti tolókemence, azzal jellemezve, hogy égőként (11) gyorségők vannak elrendezve.

   11. A 3-10. igénypontok bármelyike szerinti tolókemence, azzal jellemezve, hogy minden egyes füstgázkurtő (15) alsó részén egy állítható tolattyú (50) van kialakítva.

   12. A 3 -11. igénypontok bármelyike szerinti tolókemence, azzal jellemezve, hogy minden egyes füstgázkürtő (15) a felső részén ill. a görgős kemencékből (30) való kimenetnél a tolókemence (1) égéskamrájának nyomásától függően állítható, szabályozható szerkezeti kialakítású füstgázcsappantyúval (34) rendelkezik.

   13. A 3-12. igénypontok bármelyike szerinti tolókemence, azzal jellemezve, hogy a füstgázkürtők (15) ill. görgős kemencék (30) fiistgázgyűjtöjében vagy füstgázgyűjtőiben (22) a gáznemű és/vagy folyékony közegek számára hőcserélők (24) vannak kialakítva.

   14. A 13. igénypont szerinti tolókemence, azzal jellemezve, hogy a görgős kemencék (30), egy vagy több füstgázgyűjtője (22) minden egyes füstgázkürtőjéhez (15) vagy füstgázgyűjtőjéhez egy füstgázkatalizátor (23,23'), van hozzárendelve.

   15. A 14. igénypont szerinti tolókemence, azzal jellemezve, hogy a füstgázkatalizátor vagy füstgázkatalizátorok (23, 23’) a füstgázrendszer olymódon kiválasztott helyein vannak elrendezve, ahol azok elérik, de nem lépik túl üzemi hőmérsékletüket.

   16. Az 1-15. Igénypontok bármelyike szerinti tolókemence, azzal jellemezve, hogy a füstgázok alulról vezethetők be a görgős kemencékbe (30) és ezekben perforált tartólemezek (31) vannak elrendezve.

   17. A 16. igénypont szerinti tolókemence, azzal hogy a fQstgázcsatomában (14) égőként (11) saját hőcserélő (16) van elrendezve.
2. 2, Az 1. igénypont szerinti tolóketnence, azzal jellemezve, hogy a tartólemezek (31) az égési eljárás során ide-oda mozgathatók és közben a górok (32) váltakozva egyik vagy másik irányba forgatatók.