WO1990005273A1 - Brenn- sowie trockenofen für keramische formkörper, insbesondere ziegelstein-formlinge - Google Patents

Abstract

Bei einem Brenn- sowie Trockenofen mit Brenngaserzeugern für keramische Formkörper und Ziegelstein-Formlinge ist für deren Beheizung ein als Tunnelofen ausgebildeter Brenn- sowie Trockenofen geschaffen, welcher eine kostengünstige Gaserzeugung ermöglicht, und um die Verbrennungs-Abgase den vorgeschriebenen Reinheits-Normen anzupassen, ist in jede Zuführungsleitung (5) von in einem Gasgenerator erzeugten, von Rückständen befreiten Generatorgas zu Schwachgasbrennern in letztere je ein Sekundärluft-Zuführungsrohr eingesetzt. Die Zuführung des geeigneten Generatorgases erfolgt manuell oder mechanisch unter Mitwirkung von Sensoren, welche auf die Veränderung der Ofentemperatur ansprechen und die Menge des zugeführten Generatorgases regeln. Die Zuführung des Generatorgases erfolgt zweckmässig unter schwachem Druck in einer Regelzone mit Schwachgasbrennern (3, 4) und werden wie vorgenannt durch die Ofentemperatur geregelt.

Description

Brenn- sowie Trockenofen für keramische Formkörper,

insbesondere Ziegelstein-Formlinge

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenn- sowie einen Trockenofen für keramische Formkörper, insbesondere Ziegelstein-Formlinge, mit Ofenbrenngaserzeugern. Den in der Regel als Tunnelöfen ausgebildeten Brennöfen für die Formlinge sind stets Trockenöfen bzw. Trockner vorgeschaltet, um das in dem frischgepreßten Formkörpern enthaltene Wasser zu entfernen.

Die Tunnelöfen sind in ihrer Auslegung und vorrichtungsmäßigen Gestaltung an die jeweils zur Erzeugung der Prozeßwärme eingesetzte Energieart angepaßt. In aller Regel umfaßt die Feuerzone eines derartigen Tunnelofens eine Anzahl von gestaffelt im Ofengewölbe angeordneten Schürreihen, wobei jede Schürreihe eine Anzahl von in Abständen nebeneinanderliegenden, mit Brennern ausgerüsteten Schürlöchern aufweist. Zwei oder mehr Schürreihen sind zumeist zu voneinander unabhängig steuerbarenn-Regelzonen zusammengefaßt. Der Betrieb solcher Anlagen, insbesondere von Ziegeleien, erfordert einen außerordentlichen hohen Energieeinsatz für den Antrieb der Förder- und Formmaschinen und vor allem für die Prozeßwärme an Öfen und Trocknern. Die Möglichkeit der Reduzierung des Kostenaufwandes für die Prozeßwärme ist häufig entscheidend darüber, ob eine derartige Anlage noch kostendeckend betrieben werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Brenn- sowie Trockenofen und einen für diese geeigneten Ofenbrenn- gaserzeuger zu schaffen, der eine äußerst kostengünstige Gaserzeugung ermöglicht und dessen Verbrennungs-Abgase den höchsten geltenden Anforderungen an Abgasreinheit (TA Luft ) nicht nur entsprechen, sondern diese unterschreiten.

Der gattungsgemäße Brennofen ist als Tunnelofen ausgebildet und weist einen diesem vorgeschalteten Trockenofen bzw.

Trockner auf. Der Brennofen ist mit einer Anzahl im Bereich der Feuerzone örtlich verteilt in gleichmäßigen Abständen voneinander gestaffelt in Schürlö'chern angeordneten Brennern und der Trockenofen oder Trockner mit ganz oder teilweise von der Abluft des Brennofens gespeisten Warmluft-Zuführungsleitungen versehen.

Ausgehend hiervon wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in jede Zuführungsleitung für ein von einem aus stückigen Fest- brennstoffen in einem Gasgenerator gewonnenes, von Ruß, Teer und sonstigen aus Feststoff-Partikel-n bestehenden Rückständen weitestgehend freies, auf größere Entfernungen in Leitungen transportierbares Generatorgas zu Schwachgasbrennern zentrisch in diese ein Sekundärluft zum Schwachgasbrenner führendes Zuführungsrohr eingesetzt ist. Dabei ist vorges¬e- hen, daß die Menge pro Zeiteinheit des unter schwachem Druck einem oder mehreren, in Regelzonen zusammengefaßten Schwachgasbrennern zugeführten Generatorgases von Hand oder mittels Fernbetätigung in Abhängigkeit von der sensorüberwachten Ofentemperatur steuerbar ist.

Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sich auf die Funktion des mit Schwachgasbrennern betriebenen Tunnelofens, nämlich die Vorrichtungen zur Überwachung und Konstanthaltung der vorgewählten Soll-Temperatur, wie diese aus den Ansprüchen 3 bis 6 hervorgehen.

Mit der Erfindung wird eine Tunnelofenanlage geschaffen, die besonders zum Brennen von keramischen Formkörpern, vor allem von Ziegelstein-Formungen geeignet und die in besonders vorteilhafter Weise an die Bedingungen der Beheizung mit einem Generator-Schwachgas angepaßt und ausgebildet ist. Das gleiche gilt auch für den vorgeschalteten Trockenofen bzw. Trockner, der in an sich bekannter Weise mit der Abluft aus dem Brennofen beheizt ist. In den meisten Fällen reicht diese Beheizung zur Erzielung des gewünschten Trocknungseffekts nicht aus und es ist bekannt, eine Zusatzbeheizung mittels ölbrennern zu installieren. Eine solche Zusatzbeheizung wäre mit den Zielen der Erfindung, einen hohen Standard an Umweltverträglichkeit durch höchstmögliche Abgasreinheit zu erreichen, unvereinbar.

Daher wird nach der weiteren Erfindung vorgeschlagen, daß- wenigstens eine nach Art eines Muffelofens ausgebildete, mit dem Schwachgas aus den Gasgenerator. betriebene Zusatzfeuerung den Warmluft-Zuführungsleitungen zum Trockenofen bzw. Trockner zuschaltbar ist, sowie ferner, daß die Heißluftaustrittsleitung aus dem Zusatzfeuer-Muffelofen in einem spitzen Winkel in den Warmluftstrom zum Trockenofen bzw. Trockner eintretend an die Warmluft-Zuführungsleitung angeschlossen ist. Eine besonders vorteilhafte Ausbildungsweise ergibt sich erfindungsgemäß dadurch, daß der mit einer Isolierung ummantelte Muffelofen wenigstens ein mit wenigstens einem Schwachgasbrenner versehenes zum Heißluftaustritt an der Muffelofenmündung weisendes und offenes Heißluftrohr sowie innerhalb des Isoliermantels im peripheren Bereich zum Heißluftaustritt weisende Luftzutrittsrohr aufweist, dessen Luftzutrittsöffnungen querschnittsveränderlich sind. Mit den Merkmalen der Ansprüche 10 und 11 werden zweckmäßige Möglichkeiten zur Steuerung der Zusatzfeuerung und damit auch des Trockenofens vorgeschlagen.

Von ausschlaggebender Bedeutung für die praktische Durchführung der Erfindung, d. h. den störungsfreien Betrieb der Brenn- und Trockenofen-Anlage ist die Lieferung eines diesen technologischen Anforderungen entsprechenden Generator- Schwachgases. Von den hauptsächlichen Generator-Vergasersys- temen, dem zumeist bevorzugten Gegenstrom- und dem Gleich- stromvergaser wird erfindungsgemäß letzterem zur Erzeugung des Schwachgases der Vorzug gegeben. Das nach dem Prinzip der Gegenstromvergasung gewonnene Generatorgas kann nur zur anschließenden direkten Verbrennung verwendet werden, da es einen hohen Gehalt an schwerflüssigen Pyrolyseprodukten wie Teer, Phenol und dgl. enthält, die bei Temperaturen unter 400°C kondensieren. Bei dem hier bevorzugten Prinzip mit absteigender Vergasung bilden sich im oberen Teil des Reaktors die Trocken- und die Pyrolysezone aus. In Abweichung vom Gegenstromprinzip wird die Luft unmittelbar nach der Pyrolysezone von oben zugeführt. Die Verbrennung erzeugt die notwendigen Temperaturen, um die absteigenden Schwelprodukte aus der Pyrolysezone in leichtbrennbare Gase aufzuspalten. Ebenfalls werden aus der Holzkohle die restlichen flüchtigen Stoffe vergast. Dadurch gelangen in die anschließende Reduktionszone keine Teerprodukte.

Bezüglich der technologischen Besonderheiten dieser Verga- sungsprozesse wird hingewiesen auf "Holzvergasung", Willy Bierter/Christian Gaegauf, Karlsruhe, 1982, S. 52 ff.

Weiterhin ist der Stand der Technik auf dem Gebiet der Gasgeneratoren zu. entnehmen der DE-PS 32 39 624, Fig. Abis 3 und zugehörige Beschreibung Sp. 2, Z. 11 ff. und Sp. 4, Z. 41 bis 7, S. 10.

In der genannten Patentschrift werden fünf Vergasungsprinzipien behandelt, von denen das Gleichstrom-Prinzip der Erfin- düng am nächsten kommt. Durch die Erfindung zur Durchführung- dieses Vergasungsprinzips ein Generator geschaffen, denen Elemente und Ausbildύngsmerkmale gegenüber dem Stand der Technik teils grundsätzlich neu gestaltet und teils modifiziert sind, so daß es sich das Generatorverfahren als

modifiziertes Gleichstromprinzip darstellt. Ausgehend von dem aus der DE-PS 32 39 624 ersichtlichen Stand der Technik kennzeichnet sich der erfindungsgemäße Brenngaserzeuger nach den Merkmalen der Patentansprüche 13 bis 30. über eine Beschickungszuführung wird der vorher zerkleinerte Brennstoff, z. B. Holz, in die Beschickungsschleuse gebracht, dabei ist der obere Schieber der Schleuse geöffnet, der untere geschlossen. Durch die FülIstandsteuerung der Beschickungskammer der Schleuse wird nach Erreichen der eingestellten Füllhöhe dieser Vorgang beendet. Danach schließt der obere Schieber die Beschickungsschleuse. Rutscht die Füllhöhe in der Vorwärmzone unter die eingestellte Höhe, dann wird durch die Füllstandssteuerung ein nächster Be- schickungsvorgang eingeleitet. Das Feuer in der auch als Feuerbüchse bezeichneten Einschnürung des Reaktorschachts hat die Aufgabe, eine Holzkohlenschicht zu bi lden . Diese Verbrennung erzeugt die notwendige Temperatur um die absteigenden Schwelprodukte aus der Pyrolysezone in leichtbrennbare Gase aufzuspalten. Die zentrale Zuführung der Verbrennungsluft gewährt in der Einschnürung die zur Aufspaltung der Gase notwendige Temperatur.

Die Reduktionszone wird nach unten durch eine neuartige Ausbildung der Feuerbüchse abgeschlossen. Mittels des von unten in den Bereich der Feuerbüchse eintretenden Gegenkegels wird ein ringförmiges Rostelement geschaffen. Es wird ein ring - förmiger Durchlaß für die Asche gebildet, dessen Querschnitt veränderlich ist.

Zur Durchführung dieser modifizierten Verfahrensweise wird bei einem bekannten Gasgenerator zur Vergasung von organischen Brennstoffen und diesem vorgeschalteter Trockenofen bzw. Trockner für keramische Formkörper, insbesondere Ziegelstein-Formlinge, sowie Brenngaserzeuger für deren Beheizung, bestehend aus wenigstens einem als Tunnelofen ausgebildeten Brennofen für die Formlinge und diesem vorgeschal teten Trockenofen bzw. Trockner, bei denen der Brennofen mit einer Anzahl im Bereich der Feuerzone örtlich verteilt in gleichmäßigen Abständen voneinander angeordneten Brennern und der Trockenofen bzw. Trockner mit ganz oder teilweise von der Abluft des Brennofens gespeisten Warmluft-Zuführungsleitungen versehen ist, werden erfindungsgemäß folgende Maßnahmen vorgeschlagen: a) eine bis auf die Schwachgas-Abzugsöffnungen gasdichte hochfeuerfest ausgekleideten Ausbildung des Reaktorschachts, b) eine gasdichte Beschickungsschleuse zur BrennstoffZuführung, c) im Mittelbereich des Reaktorschachts eine sich konisch zu einer. Feuerbüchse verengende Einschnürung auf etwa zwei Drittel bis ein Viertel des Schachtinnendurchmes- sers zur Zurückhaltung der durch Entgasung gebildeten und durch langsame Oxydation verbrennende Holzkohle- schicht, d) ein die anschließende Reduktionszone nach unten abschließendes kreis- oder ringförmiges Rost-Element, der eine Aschekammer nach oben abschließt, e) wenigstens eine Schwachgas-Abzugsöffnung im Bereich des Reaktorschachts unterhalb des Rost-Elements, f) eine unterhalb der gasdichten Aschekammer angeordnete Ascheraumschleuse, zum periodischen öffnen eines Durchtritts zu einem Raum für den Asche-Abtransport, g) eine unterhalb der Ascheraumschleuse vorgesehene Asche- Sammel- und Abtransportvorrichtung. Die in ganz geringen Mengen anfallende Asche wird im Ascheraum gesammelt und abtransportiert. Von dieser Asche kann ein Teil dem Lehm für die Backsteinherstellung als Porisierungsmittel beigemischt werden.

Eine bedeutsame Besonderheit des erfindungsgemäßen Brenngas- erzeugers besteht in der Ausgestaltung der Feuerbüchse, welche zugleich als Rost-Element wirkt. Sie ist aus einer sich von oben nach unten verengenden konischen Einschnürung und einer sich an diese anschließenden von unten nach oben verengenden konischen Einschnürung gebildet. Nach einem zusätzlichen Merkmal ist in die sich von unten nach oben verengende konische Einschnürung der Feuerbüchse ein Gegenkegel konzentrisch mehr oder weniger hoch einschiebbar und dadurch ein das Rost-Element bildender ringförmiger Durchlaß von veränderlichem Querschnitt herstellbar. Dabei ist vorgesehen, daß der Gegenkegel am oberen Ende einer zentrisch im Reaktorschacht geführten und mit einem Hubantrieb ausgerüsteten Hubstange angeordnet, und ferner daß der Gegenkegel drehbar und seine Hubstange zusätzlich mit einem Drehantrieb ausgerüstet ist.

Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, daß durch die Feuerbüchse gebildete Rost-Element an die Beschaffenheit und Korngröße des Einsatzmaterials anzupassen und die Prozeßführung zu beeinflussen. Mittels des verstellbaren Gegenkegels wird der ringförmige Durchlass zwischen dem Kegel und der Kegelflache der Feuerbüchse verändert, wodurch auch die Durchsatzgeschwindigkeit gesteuert werden kann. Ein_weiteres wesentliches Merkmal ist in der gasdichten Beschickungsschleuse zu sehen, die aus zwei im Schachtkopf oberhalb und unterhalb eines Beschickungsbehälters angeordnete, diesen nach unten zum Reaktorschacht hin und nach oben zu einer vorgeschalteten Brenns toff-Fördervorrichtung hin abschließenden, wechselseitig offen- und schließbaren, in ihren Führungen abgedichteten Flach- oder Drehschiebern besteht. In Verbindung mit der ebenfalls gasdichten Ascheraumschleuse, welche technisch-funktionel 1 wie die Beschickungsschleuse aufgebaut ist, wird sichergestellt, daß der gesamte Reaktorschacht bis auf den Bereich des Abzugs des erzeugten Schwachgases absolut gasdicht geschlossen ist.

Um eine dem jeweiligen Einsatzmaterial angepaßten optimalen Prozeßverlauf zu ermöglichen, ist der Gaserzeuger nach der Erfindung mit einer Anzahl von Meß-, Anzeige- und Steuervorrichtungen ausgestattet.

Die Zuförderung und Beschickung des Generators mit Einsatzmaterial muß entsprechend dem, Prozeßfortschritt gesteuert werden. Zu diesem Zweck ist in der Beschickungskammer sowie im Bereich der Vorwärmzone im Reaktorschacht jeweils wenigstens ein Fül lstaήdmeß- und Anzeigegerät angeordnet, mittels welchen über ein Regelgerät die Förderleistung der Beschickungsvorrichtung beeinflußbar und die Beschickungsschleuse steuerbar sind. Es können vor allem im Reaktorschacht zur Kontrolle der Füllhöhe auch zwei oder mehr Füllstands- und Anzeigegeräte angeordnet sein, um den oberen und unteren Füll stand-Grenzwert zu erfassen. Mittels dieser Meß- vorricb turigen können die periodische Beschickung und deren jeweilige Beschickungsmenge sowie die hierfür erforderlichen Funktionen eines Beschickungsförderers und der Schieber der Beschickungsschleuse ferngesteuert werden. Ferner sind nach der weiteren Erfindung oberhalb und im Bereich der Feuerbüchse Thermoelemente zur Temperaturkontrolle in der Vorwärm-, der Entgasungs- und der Oxidationszone angeordnet sind, wobei mittels der Meßergebnisse der Thermoelemente die Luftmengen-Zuführung durch Querschnittsveränderungen der Luftöffnungen beeinflußbar ist. Weiterhin kann auch vorgesehen sein, daß mittels Meßergebnisse der Thermoelemente die Ventilator-Saugzugleistung in der an die Schwachgasabführungsleitung beeinflußbar ist. Darüber hinaus ist es auch möglich, die Steuerung derart auszulegen, daß in Abhängigkeit von dem verwendeten Einsatzmaterial und dem gewünschten Prozeßverlauf mittels der Meßergebnisse der Thermoelemente der Sauerstoffanteil der Reaktionsluft-Zuführung beeinflußbar ist.

Die Konzeption dieses Gaserzeugers als Ganzes ermöglicht in bisher nicht bekannter Weise seine vielseitige Anwendufigs- und Einsatzmöglichkeiten. Es können die unterschiedlichsten, organischen bzw. fossilen oder anorganischen Materialien in einem weiten Korngrößenbereich eingesetzt werden, um ein Schwachgas von sehr gutem Brennwert herzustellen. Wesentlich bei diesem Generatorkonzept ist vor allem, daß die Verbrennung des erzeugten Schwachgases besonders umweltverträglich ist. Messungen eines anerkannten Instituts für Uraweltanalytik haben ergeben, daß das Abgas folgende Meßwerte aufwies:

Gaschromatographische Messungen:

Sauerstoff 15,5 Vol.%

Stickstoff 78,3 Vol.%

Methan < 0,03 Vol.%

Kohlendioxid 6,2 Vol.%

Wasserstoff < 0,01 Vol.% Diese Durchschnittswerte ergaben sich im Normalbetrieb etwa zwei Stunden nach Zündung des Generators. Als weiteres Meßergebnis konnte festgestellt werden:

Formaldehydkonzentr. < 0,01 Vol.%

Mit diesen Abgaswerten können die Grenzwerte der Luftreinhaltungsvorschriften (TA Luft) unterschritten werden.

Nach der weiteren Erfindung sind auch die konstruktiven Baumerkmale des Brenngaserzeugers von großer Bedeutung, die darin bestehen, daß der Schachtmantel des Generators mit dem gasdichten Generatorschacht sowie den Materialbeschickungsvorrichtungen hängend in einem Gestell angeordnet ist, welches aus Gestellständern und diese verbindenden Gestelltraversen besteht. Dabei ist vorgesehen, daß; der Generator- Schachtmantel mittels nachgiebigen Halterungen an den Gestel ltraversen angehängt sind, und ferner, daß das Gestell, bestehend aus den Gestellständern und den Gestelltraversen von einer Gestell-Ummantelung vollständig umgeben ist, wobei lediglich die Luft-Öffnungen im Bereich des Fundaments dem Luftzutritt dienen.

Von großem Vorteil ist vor allem die Ausbildungsweise, daß ein Ringraum zwischen der Gestell-Ummantelung und dem

Schachtmantel der Reaktionszuluftzuführung dient und mit dem Steigrohr und dem Lufteinführungsrohr in Verbindung steht. Dadurch wird erreicht, daß die angesaugte Reaktionsluft an dem heissen Schachtmantel entlangstreicht und dadurch erwärmt wird. Ein weiterer vorteilhafter thermischer Effekt ergibt sich aus der Maßnahme, daß zwischen dem Schachtmantel und dem oberen und unteren Teil des Reaktorschachts ein vertikaler gasdichter zylinderischer Hohlraum besteht, durch welchen das am unteren Ende unteren Reaktorschachts austretende Schwachgas nach oben abzieht und in die an den Hohlraum angeschlossenen Schwachgas-Sammelröhre gelangt. Durch diese Anordnung und Ausbildung wird erreicht, daß das nach unten im Bereich der Unterkante des Reaktorschachts austretende Schwachgas in diesem zylinderischen Hohlraum nach oben- abzieht und dabei im oberen Bereich des Reaktorschachts, d. h. im Bereich der Vorwärmzone einen Teil seiner Wärme an die Reaktorschachwandung abgibt, die Vorwärmung verbessert und zugleich abgekühlt wird.

Durch diese Bau-Maßnahmen wird der thermis-che Wirkungsgrad und daher nicht nur die Wärmebilanz verbessert, sondern es wird auch eine bessere Verkohlung und Entgasung des Einsatzgutes bewirkt, mit dem Ergebnis, daß ein energiereicheres Schwachgas und ein geringerer Rückstandanteil produziert wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand des in der Zeichnung dargestellten und im folgenden näher erläuterten Ausführungsbeispiels.

Es zeigen

Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen Tunnelofen;

Fig. 2 einen Teilschnitt durch einen Trockner; Fig. 3 einen Schnitt durch einen Muffelofen der Zusatzbefeuerung;

Fig. 4 einen vertikalen Längsschnitt durch einen Brenngaserzeuger;

Fig. 5 einen Teilschnitt gem. Fig. 4.

In Fig. 1 ist ein Teilschnitt durch einen Tunnelofen 1 dargestellt. Der Ofenraum 2 dient zur Aufnahme des nicht dargestellten Brennguts. Die Brenneranordnung ist im Deckengewölbe des Ofens vorgesehen, in welchem die Brenner in Schürlöchern eingesetzt sind.

Jede der im Schnitt dargestellte Schürreihe, ist mit drei Schwachgasbrennern 3 ausgerüstet. Gestrichelt dargestellt ist eine zweite, dahinterl iegende Schürreihe mit ebenfalls drei Schwachgasbrennern 4. Diese beiden Schürreihen mit den Schwachgasbrennern 3 und 4 bilden im Ausführungsbeispiel eine Regelzone, deren Brenner über Schwachgas-Zuführungslei- tungen 5 an je eine für jede Regelzone vorgesehene- Schwach- gas-Verteilleitung 6 angeschlossen sind. Jeder Regelzone mit den Schwachgas-Brennern 3 und 4 ist ein nicht dargestelltes Thermoelement zugeordnet, mittels welchem die Ofentemperatur dauernd überwacht und digital angezeigt wird; ferner wird durch das Thermoelement in an sich bekannter Weise mittels der jeder Regelzone zugeordneten fernsteuerbaren Stellvorrichtung 7 die Schwachgasbeaufschlagung geregelt und die Ofentemperatur auf den vorgegebenen Sollwert gesteuert. Alle Schwachgas-Verteilleitungen 6 der Regelzonen, die aus je sechs Schwachgasbrennern gebildet werden, sind an die

Schwachgas-Hauptleitung 8 angeschlossen. Bei einer durchschnittliche Belastung eines Schürloches wird sich bei zwei bzw. drei Regelzonen mit 12 bzw. 18 Schwachgasbrennern Verbrauche zwischen 480.000 und 900.000 kcal/h ergeben, zu deren Erzeugung ein Gasgenerator ausgelegt werden kann. Die maximale Kurzzeitbelastung kann ca. 10 % höher liegen, weil sie nach jedem periodischen Schub

benötigt wird, um den dadurch entstandenen Temperaturabfall wieder auszugleichen.

Die Gasgeneratoren sind so ausgelegt und prozeßsteuerbar, daß sie sich leistungsmäßig diesen periodischen Schüben anpassen können.

Der jedem Gasgenerator zugeordnete, nicht dargestellte Ventilator ist auf dem Tunnelofen in der Nähe der ihm zugeordneten Regel zonen angebracht. Das Schwachgas wird über die großdimensionierten Haupt- und Verteil leitungen 8 und 6 und die Zuführungs leitungen 5 den einzelnen Schwachgasbrennern 3 und 4 zugeleitet. Zentrisch in den Schwachgas-Zuführunglei- tungen 5 sind die Sekundärluft-Zuführungsrohre 9 angeordnet, welche für jede Regelzone von den Sekundärluft-Verteil leitungen 10 abgezweigt sind. Die erforderliche Sekundärluftmenge für jede Regelzone wird durch eine fernsteuerbare Stellvorrichtung 11 geregelt. Die Sekundärluft-Verteillei- tungen 10 für jede Regelzone sind an die Sekundärluft-Haupt- leitungen 12 angeschlossen. Außerdem ist in jede Schwachgas- und Sekundärluft-Verteilleitung 6 und 10 für jede Regelzone jeweils ein Handventil 19 und 20 zur Grunddosierung eingeschaltet.

Bei Betriebsstörungen der Gasgeneratoranlage muß sichergestellt sein, daß der Produktionsablauf unbeeinträchtigt weiterläuft, um die Produktion von Ausschuß zu vermeiden. Als Reservebefeuerung für solche Fälle sind in die Schwachgasbrenner-Anordnung Leichtöl-Brenner 13 integriert. Deren Öl-Zuführungsleitungen 15 sind zentrisch in die Sekundär- Luftzuführungsrohre 9 jedes Schwachgasbrenners 3, 4 eingesetzt. Die öl-Zuführungsleitungen für jede Regelzone werden von Öl-Zuführungsverteilleitungen 16 gespeist, die an die Öl-Zuführungshauptleitung 18 angeschlossen sind.

Aus Fig. 2 ist ein Teilschnitt durch einen Trockner 25 zu ersehen, der durch die vom Tunnelofen 1 mittels eines

Ventilators 26 abgezogene warme Abluft durch die WarmluftZuführungsleitung 27 beheizt wird. Um bei schwankender Abluftmenge aus dem Tunnelofen 1 trotzdem eine gleichmäßigeund ausreichende Beheizung des Trockners 25 zu erreichen, ist eine Zusatzfeuerung vorgesehen, die aus einem nach Art eines Muffelofens 28 ausgebildeten Heizaggregat besteht, deissen Heißluftaustrittsleitung 29 in die Warmluft-Zuführungsleitung 27 vom Tunnelofen 1 mündet, und die sich im Bedarfsfall selbsttätig zuschaltet. Dabei ist vorgesehen, wie aus der Fig. 2 ersichtlich, daß der Heißluftaustritt 29 in einem spitzen Winkel α von etwa 20 bis 50° in den Warmluftstrom zum Trocker 25 eintritt. In dem Muffelofen 28 ist ein. Schwachgas-Muffelofenbrenner 31 - siehe Fig. 3 - angeordnet-, der durch eine Schwachgasleitung 30 vom Generator 41 gespeist wird.

Die weitere Ausbildung der Zusatzfeuerung mittels des Muffelofens 28 ist aus Fig. 3 zu ersehen. Der Muffelofen von im Ausführungsbeispiel kreisförmigen Querschnitt ist mit einer Wärme-Isolierschicht 38 versehen, innerhalb welcher sich das Luftzutrittsrohr 35 von kreisringförmigem Querschnitt befin- det. Es wird begrenzt von dem zylindermantelartigen Innenrohr-37, welches das Heißluftrohr 32 bildet, in dem stirnseitig der Schwachgas-Muffelofenbrenner 31 an einer Halterung angeordnet ist. Er wird durch die Schwachgasleitung 30 gespeist, welche an die Schwachgasleitung des Generators 41 angeschlossen ist. Mit 33 ist eine Zündvorrichtung bezeichnet; die auf etwa 850° C erhitzte Luft wird mittels eines Zuführungsrohres in die Schwachgasleitung 30 zum Schwachgas- Muffelofenbrenner 31 eingeführt, wo sie das Gas entzündet.

Durch die stirnseitigen Luftzutrittsöffnungen 36 wird die Verbrennungsluft in das Luftzutrittsrohr 35 angesaugt. Das Heißluftrohr 32 ist im Mündungsbereich 34 konisch verjüngt und dadurch der ebenfalls sich verjüngenden Kontur des Muffelofens 28 angepaßt, so daß auch der Ringquerschnitt desLuftzutrittsröhrs 35 verjüngt ist. Mit 39 ist ein Thermoelement bezeichnet, welches die Austrittstemperatur kontinuierlich mißt und deren Wert in das Temperaturregelsystem des Trockners eingibt und dadurch die Temperaturführung des Trockners auf den eingestellten Sollwert abstimmt. An die Muffelofenmündung 40 ist die - aus Fig. 2 ersichtliche - Heißluftaustrittsleitung 29 angeschlossen.

Der Brenngaserzeuger 41 ist als Gasgenerator ausgebildet und- hängend in einem Gestell angeordnet, welches im Ausführungsbeispiel aus vier GestelIständern 42 besteht, die an ihrem oberen Ende durch Gestelltraversen 45 miteinander verbunden sind. An den Gestelltraversen 45 ist eine Halterung 46 angebracht, in welcher der zylindrische Schachtmantel 47 des Gasgenerators befestigt ist, wobei der größere Teil des

Schachtmantels im Gestell 42 nach unten hängt, während ein kürzeres Stück des Schachtmantels die Gestelltraversen 45 nach oben überragt. Dadurch ist gewährleistet, daß sich der Schachtmantel zwängungsfrei nach oben und unten bewegen kann.

Der Schachtmantel 47 ist nach unten durch ein Bodenblech 48 und nach oben durch ein Kopfblech 49 abgeschlossen, die beide kreisringartig ausgebildet sind.

Auf dem oberen Kopfblech 49 ist der Schachtkopf 50 aufgesetzt, welcher nach oben durch eine gasdichte Beschickungs- schleuse abgeschlossen ist; diese besteht aus je einem unterhalb und oberhalb einer Beschickungskammer 51 angeordneten Flachschieber 52, 53, die in ihren Führungen abgedichtet sind. Oberhalb des oberen Flachschiebers 53 ist eine nicht näher dargestellte Beschickungszuführung 54 vorgesehen. Das Material fällt bei geöffnetem oberen Flachschieber 53 in die Beschickungskammer 51. Dies ist mit einem Füll- standsmeß- und Anzeigegerät 89 ausgerüstet. Über ein nicht dargestelltes Regelgerät kann dadurch die Beschickungszuführung 54 beeinflußt und die Beschickungsschleuse gesteuert werden. Nach Schließen des oberen Flachschiebers 53 wird der untere Flachschieber 52 geöffnet und das Material fällt in den darunter befindlichen Generatorschacht 55, 57. Der obere Schachtteil 55 ist hängend an das obere Kopfblech 49 angeschlossen, mit einem Innenfutter versehen und dient als Vorwärm- und Entgasungszone 56 für das eingefüllte Material. Im Bereich dieser Zone ist ein FülIstandmeßgerät 88 angeordnet, welches auch zugleich mit einem Temperatursensor kombiniert sein kann. Dadurch kann der Prozeßverlauf, insbesondere die Durchsatzgeschwindigkeit und auch die Prozeßtemperatur überwacht und erfoderlichenfalls beeinflußt werden. Unter der Vorwärm- und Entgasungszone schließt sich ein unterer mit einer hochfeuerfesten Auskleidung 58 ausgerüsteter Schachtteil 57 an, der eine Feuerbüchse 65 aufweist. Diese ist aus einer sich von oben nach unten verengenden konischen Einschnürung 59 und einer sich an diese anschließenden von unten nach oben verengenden konischen Einschnürung 60 gebildet. In diesem Bereich bildet sich die Oxidations- und die Reduktionszone 70 aus.

Zwisehen dem Schachtmantel 47 und dem oberen und unteren Schachtteil 55 und 57 von kleinerem Außendurchmesser erstreckt sich ein zylindrischer Hohlraum 66, welcher von der Unterkante des unteren Schachtteils 57 bis zum Kopfblech 49 reicht. In diesem Hohlraum 66 zieht das produzierte und bei 64 nach unten ausziehende Schwachgas nach oben und erwärmt dabei das in der Vorwärmzone 56 vorhandene Material, wonach es durch die Schwachgas-Sammelröhre 67 und die Ringleitung 68 in die Schwachgas-Abführungsleitung 77 gelangt.

Die Reaktionsluft oder ein Inertgas wird in den Reaktor- schacht 55, 57 durch ein zentral in der Vertikalachse A des Reaktors 41 vertikal verlaufende, nach unten bis in den Anfangsbereich der Feuerbüchse 65 reichende Lufteinführungs- röhr 63 zugeführt, welches an das Steigrohr 62 angeschlossen ist. Die Reaktionsluft wird im Bereich der Öffnungen 44 angesaugt, welche in der die Gestellständer 42 umgebenden Gestell-Ummantelung 43 im Fundamentbereich freigelassen sind. Zwischen dieser Ummantelung 43 und dem zylindrischen

Schachtmantel 47 ist ein Ringraum 61 geschaffen, durch welchen die angesaugte Luft nach oben steigt, sich dabei erwärmt und in die Steigleitung 62 eintritt. Wesentlich für die Prozeßführung im Generator ist die Einrichtung des von unten in die Feuerbüchse 65 einschiebbaren Gegenkegels 71, der konzentrisch zur Vertikalachse A am oberen Ende einer Hubstange 72 sitzt, welche abgedichtet in einer Vertikalführung 73 heb- und senkbar geführt ist. Der untere Teil der Vertikalführung 73 ist in nicht näher dargestellter Weise als hydraulischer Hubzylinder ausgebildet. Der Hydraulikantrieb besteht aus dem Motor 84, der Hydrau- likpumpe 82 und dem Ausgleichsgefäß 83. Ferner ist ein Drehantrieb mit Motor 78 derart angeordnet, daß er direkt auf die Hubstange 72 wirkt.

Der Gegenkegel 71 kann so eingestellt werden, daß der kegelringförmige Durchlass 69 größer oder kleiner ist. Die Kombination von Feuerbüchse 65 mit Gegenkegel 71 wirkt als verstellbares Rostelement, welches der Beschaffenheit, insbesondere der Korngröße des Einsatzmateria l s angepaßt werden kann. Die Ascheteile fallen durch den Durchlass 69 und gelangen in die oberhalb der Ascheraum-Schleuse 91, 92, 93 befindliche Aschekammer 76, wo sie sich auf dem oberen Flachschieber 92 ansammelt. Die Aschekammer 76 weist eine Schrägfläche 74 auf, die von der Vertikalführung 73 der Hubstange 72 durchsetzt wird und gegenüber dieser durch die Stopfbüchse 75 abgedichtet ist. Ferner ist diese Schrägfläche steil genug ausgelegt und derart beschichtet, daß eine Asche-Brük- kenbildung nicht eintritt.

Die Ascheraum-Schleuse besteht aus dem oberen Ascheraum- Flachschieber 92 und dem unteren Ascheraum-Flachschieber 93, zwischen denen der Ascheraum 91 nach oben und unten luftdicht verschließbar ist. Die Asche-Entleerung erfolgt - wie die Materialbeschickung - periodisch, wobei stets eine Aschemenge aus der Aschekammer 76 in den Ascheraum 91 abgelassen und von da durch öffnen und Schließen des unteren Ascheraum-Flachschiebers 93 in den Sammel- und Transportbehälter 94.

In der Aschekammer ist ein Fühler 87 angeordnet, welcher einen bestimmten FülIstand meldet und die Schleusung dieser Aschemenge einleitet. Nach dem Durchschleusen einer größeren Aschemente und deren Ansammlung in dem Transportbehälter 94 wird dieser entfernt und gegen einen leeren Behälter ausgetauscht.

Claims

A n s p r ü c h e

1. Brennofen und diesem vorgeschalteter Trockenofen bzw.

Trockner für keramische Formkörper, insbesondere Ziegel- stein-Forml inge, sowie Brenngaserzeuger für deren Beheizung, bestehend aus wenigstens einem als Tunnelofen ausgebildeten Brennofen für die Formlinge und diesem vorgeschalteten Trok- kenofen bzw. Trockner, bei denen der Brennofen mit einer

Anzahl im Bereich der Feuerzone örtlich verteilt in gleichmäßigen Abständen voneinander gestaffelt in Schürlöchern angeordneten Brennern und der Trockenofen bzw. Trockner mit ganz oder teilweise von der Abluft des Brennofens gespeisten Warmluft-Zuführungsleitungen versehen ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß in jede Zuführungsleitung (5) für ein von einem aus stückigen Festbrennstoffen in einem Gasgenerator gewonnenes, von Ruß, Teer und sonstigen aus Feststoff-Partikeln bestehenden Rückständen weitestgehend freies, auf größere Entfernungen in Leitungen transportierbares Generatorgas zu

Schwachgasbrennern (3, 4) zentrisch in diese ein Sekundär- luftZuführungsrohr (9) eingesetzt ist.

2. Brennofen und Trockenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge pro Zeiteinheit des unter schwachem Druck einem oder mehreren, in Regelzonen zusammengefaßten Schwachgasbrennern (3, 4) zugeführten Generatorgases von Hand oder mittels Fernbetätigung in Abhängigkeit von der sensorüberwachten Ofentemperatur steuerbar ist.

3. Brennofen und Trockenofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer fernbetätigbaren Stellvorrichtung (7) in der Generatorgas-Zuführungs- bzw. Verteilleitung (6) die vorgewählte Soll-Temperatur einregelbar ist.

4. Brennofen und Trockenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jede Generatorgas-Zuführungs- bzw.

Vertei 1 leitung (6) ein hand- oder fernbetätigbares Ventil (19) zur voreinstel-lbaren Gasmengen-Grunddosierung eingesetzt ist.

5. Brennofen und Trockenofen nach Anspruch 1, dadurche gekennzeichnet, daß mittels einer fernbetätigbaren Stellvorrichtung (11) in der Sekundär-Zuführungs- bzw. Verteilleitung (9, 10) die erforderliche Sekundärluftmenge einstellbar ist.

6. Brennofen und Trockenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedes Sekundärluft-Zuführungsrohr

(9) oder in jede Sekundärluft-Verteilleitung (10), ein hand- oder fernbetätigbares Ventil (20) zur voreinstellbaren Luftmengen-Grunddosierung eingesetzt ist.

7. Brennofen und Trockenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine nach Art eines Muffelofens (28) ausgebildete, mit dem Schwachgas aus den Gasgenerator (41) betriebene Zusatzfeuerung den Warmluft-Zuführungsleitungen (27) zum Trockenofen bzw. Trockner zuschaltbar ist.

8. Brennofen und Trockenofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißluftaustrittsleitung (29) aus dem Zusatzfeuer-Muffelofen (28) in einem spitzen Winkel α in den Warmluftstrom zum Trockenofen bzw. Trockner (25) eintretend an die Warmluft-Zuführungsleitung (27) angeschlossen ist.

9. Brennofen und Trockenofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer Isolierung (38) ummantelte Muffelofen wenigstens ein mit wenigstens einem

Schwachgas-Muffelofenbrenner (31) versehenes zum Heißluftaustritt an der Muffelofenmündung (40) weisendes und offenes Heißluftrohr (32) sowie innerhalb des Isoliermantels im peripheren Bereich wenigstens ein zum Heißluftaustritt weisendes Luftzutrittsrohr (35) aufweist, deren Luftzutrittsöffnungen (36) querschnittsveränderlich sind.

10. Brennofen und Trockenofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schwachgas-Muffelofenbrenner

(31) jedes Muffelofens (28) mit einer hand- oder fernsteuer- betätigbaren Zündvorrichtung (33) versehen ist.

11. Brennofen und Trockenofen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündvorrichtung (33) aus einem

Heißluftgebläse besteht.

12. Brennofen und Trockenofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündvorrichtung (33) in Abhängigkeit von der mittels eines im Bereich des Heißluftaustritts an der Muffelofenmündung (40) angeordneten Thermoelements (39) ermittelten Heißluftaustrittstemperatur betätigbar ist.

13. Brenngaserzeuger, insbesondere zur Schwachgasbeheizung von Brennöfen und diesen vorgeschalteten Trockenöfen bzw. Trocknern, insbesondere für keramische Formkörper einschließlich Ziege lstein-Formlingen, zur Vergasung von organischen bzw. vegetabilen, kleinstückig vorliegenden Feststoffen wie Holz, Baumrinde, Holzspäne, Torf oder dgl.

fossile Brennstoffe oder auch anorganische Stoffe in einem Reaktorschacht mit einem Brennstoff-Beschickungsorgan und mit einer Reaktionsluft-Zuführung im Schachtkopf und

zwischen diesem und einem Ascheaustrag geschichtet einer Vorwärmzone, einer Entgasungszone, einer Oxidationszone und einer Reduktionszone sowie in deren Bereich angeordnete Schwachgas-Abzugsöffnungen mit wenigstens einer an diese angeschlossenen Schwachgas-Abführungs leitung,

gekennzeichnet durch a) eine bis auf die Schwachgas-Abzugsöffnungen (65, 66, 67) gasdichte hochfeuerfest ausgekleideten Ausbildung des Reaktorschachts (55, 57) , b) eine gasdichte Beschickungsschleuse (51, 52, 53) zur

Brennstoffzuführung, c) im Mittelbereich des Reaktorschachts eine sich konisch zu einer Feuerbüchse (65) verengende Einschnürung auf etwa zwei Drittel bis ein Viertel des Schachtinnendurchmessers zur Zurückhaltung der durch Entgasung gebildeten und durch langsame Oxydation verbrennende Holzkohle- Material schicht, d) ein die anschließende Reduktionszone (70) nach unten abschließendes kreis- oder ringförmiges Rost-Element (60, 69, 71), der eine Aschekammer (76) nach oben abschließt, e) wenigstens eine Schwachgas-Abzugsöffnung (64) im Bereich des Reaktorschachts (57) unterhalb des Rost-Elements (60, 69, 71), f) eine unterhalb der gasdichten Aschekammer (76) angeordnete Ascheraumschleuse (91, 92, 93), zum periodischen öffnen eines Durchtritts zu einem Raum für den Asche-Abtransport, g) eine unterhalb der Ascheraumschleuse (91, 92, 93) vorgesehene Asche-Sammel- und Abtransportvorrichtung (94).

14. Brenngaserzeuger nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuerbüchse (65) aus einer sich von oben nach unten verengenden konischen Einschnürung (59) und einer sich an diese anschließenden von unten nach oben verengenden konischen Einschnürung (60) gebildet ist.

15. Brenngaserzeuger nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in die sich von unten nach oben verengende konische Einschnürung (59) der Feuerbüchse (65) ein Gegenkegel (71) konzentrisch mehr oder weniger hoch einschiebbar und dadurch ein das Rost-Element bildender ringförmiger Durchlaß (69) von veränderlichem Querschnitt herstellbar ist.

16. Brenngaserzeuger nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkegel (71) am oberen Ende einer zentrisch im Reaktorschacht geführten und mit einem Hubantrieb (81 bis 84) ausgerüsteten Hubstange (72) angeordnet ist.

17. Brenngaserzeuger nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkegel (71) drehbar und seine Hubstauge (72) zusätzlich mit einem Drehantrieb (78) ausgerüstet ist.

18. Brenngaserzeuger nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die gasdichte Beschickungsschleuse (51, 52, 53) aus zwei im Schachtkopf (50) oberhalb und unterhalb eines Beschickungsbehälters (51) angeordnete, diesen nach unten zum Reaktorschacht (55) hin und nach oben zu einer vorgeschalteten Brennstoff-Fördervorrichtung (54) hin abschließenden, wechselseitig offen- und schließbaren, in ihren Führungen abgedichteten Flach- oder Drehschiebern (52, 53) besteht.

19. Brenngaserzeuger nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsluft- oder Inertgas-Zuführung als zentral in der Vertikalachse (A) des Reaktor verlaufende,- bis in den Änfangsbereich der Feuerbüchse (65) reichende Lufteinführungsrohr (63) ausgebildet ist.

20. Brenngaserzeuger nach den Ansprüchen 13 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß in der Beschickungskammer (51) sowie im Bereich der Vorwärmzone (56) im Reaktorschacht (55) jeweils wenigstens ein Füllstandmeß- und Anzeigegerät (89) angeordnet ist, mittels welchen über ein Regelgerät die Förderleistung der Beschickungsvorrichtung (54) beeinflußbar und die Beschickungsschleuse (52, 53) steuerbar sind.

21. Brenngaserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb und im Bereich der Feuerbüchse (65)

Thermoelemente zur Temperaturkontrolle in der Vorwärm-, der Entgasungs- und der Oxidationszone angeordnet sind.

22. Brenngaserzeuger nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Meßergebnisse der Thermoelemente die Luftmengen-Zuführung durch Querschnittsveränderungen der Luftöffnungen (44) beeinflußbar ist.

23. Brenngaserzeuger nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Meßergebnisse der Thermoelemente die Ventilator-Saugzugleistung in der an die Schwachgasabführungsleitung (69) beeinflußbar ist.

24. Brenngaserzeuger nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Meßergebnisse der Thermoelemente der Sauerstoffanteil der Reaktions luft- oderInertgas-Zuführung beeinflußbar ist.

25. Brenngaserzeuger nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich- net, daß der Schachtmantel (47) des Generators (41) mit dem gasdichten Generatorschacht (55, 57) sowie den Materia A beschi ckungsvorrichtungen hängend in einem Gestell angeordnet ist, welches aus Gestellständern (42) und diese verbindenden Gestelltraversen (45) besteht.

26. Brenngaserzeuger nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator-Schachtmantel (47) mittels nachgiebigen Halterungen (46) an den Gestelltraversen (45) angehängt ist.

27. Brenngaserzeuger nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell, bestehend aus den Geste 11 Ständern

(42) und den Gestel Itraversen (45) von einer Gestell-Um- mantelung (43) vollständig umgeben ist, wobei lediglich die

Luft-öffnungen (44) im Bereich des Fundaments dem Luftzutritt dienen.

28. Brenngaserzeuger nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ringraum (61) zwischen der Gestell-Um- mantelung (43) und dem Schachtmantel (47) der Reaktionszuluftzuführung dient und mit dem Steigrohr (62) und dem Lufte inführungsrohr ( 63 ) in Verbindung steht .

29. Brenngaserzeuger nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schachtmantel (47) und dem oberen und unteren Teil des Reaktorschachts (55, 57) ein vertikaler gasdichter zylinderischer Hohlraum (66) besteht, durch welchen das am unteren Ende unteren Reaktorschachts (57) austretende Schwachgas nach oben abzieht und in die an den Hohlraum (66) angeschlossenen Schwachgas-Sammelrohre gelangt.

30. Brenngaserzeuger nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem unteren Reaktorschachtteil (57) hängend eine gasdichte Aschekammer (76) und unter dieser eine einen Ascheraum (91) nach oben und unten gasdicht abschließende, aus Flach- oder Drehschiebern (92, 93) gebildete Ascheraumschleuse angeordnet sind.