DE3017434A1

DE3017434A1 - Verfahren und einrichtung zum beheizen eines tunnelofens der keramischen industrie mit aus festen brennstoffen erzeugtem schwachgas

Info

Publication number: DE3017434A1
Application number: DE19803017434
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 4532 Mettingen Lindemann; Dieter Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 4530 Ibbenbüren Stahlr
Original assignee: Keller Ofenbau GmbH
Current assignee: Keller Ofenbau GmbH
Priority date: 1980-05-07
Filing date: 1980-05-07
Publication date: 1981-11-12
Also published as: DE3017434C2

Description

Verfahren und Einrichtung zum Beheizen eines Tunnelofens
der keramischen Industrie mit aus festen Brennstoffen erzeugtem Schwachgas Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beheizen eines Tunnelofens der keramischen Industrie mit aus festen Brennstoffen erzeugtem Schwachgas, mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufgeführten Verfahrensschritten. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
In der letzten Zeit ist der Verwendung von festen Brennstoffen (Steinkohle, Braunkohle, Sägemehl). zum Beheizen von Tunnelöfen in der keramischen Industrie wegen der Energieknappheit immer mehr Beachtung geschenkt worden.
So wurden in den vergangenen Jahren Beheizungssysteme bzw. -vorrichtungen entwickelt (z. B. DE-OS 28 15 486 und DE-AS 28 21 632), die den Tunnelofen durch Einsßeuen oder Einblasen von Fein- bzw. Staubkohle beheizen. Nachteilig ist jedoch hierbei, daß durch das Einbringen der Kohle in den Brennraum Tunnelofen, Ofenwagen und Brenngut durch Asche und unverbrannter Kohle verschmutzt werden. An den Seitenwänden des Tunnelofens, auf den Ofenwagen und am Brenngut bilden sich durch die unverbrannte Kohle Verkrustungen. Außerdem muß die verwendete Kohle hohen Anforderungen bezüglich Ascheschmelzpunkt, Asohegehalt, Korngröße und Feuchtigkeit genügen. Das verursacht hohe Brennstoff- und Aufbereitungskosten. Eine andere Möglichkeit, -die die aufgeführten Nachteile nicht hat, ist, feste Brennstoffe, und zwar Kohle, zu Schwachgas zu vergasen und dieses in den Tunnelofen einzuführen und hier zu verbrennen.
Dies geschieht in der Praxis durch einen zentralen Gaserzeuger, an welchem alle Wärmeverbraucher in der Ziegelei angeschlossen sind. Im Gaserzeuger wird Kohle unter Zugabe von Außenluft zu Schwachgas, welches noch die brennbaren Bestandteile besitzt, vergast und mit einem im Gaserzeuger erzeugten leichten Überdruct nach einer groben Reinigung in-Leitungen auf die Wärmeverbraucher verteilt und gelangt über Brenner in den-Tunnelofen und wird hier verbrannt, wobei sich an den Brennern eine flache Flamme entwickelt. Nachteilig ist hier jedoch der geringe Gasdruck, mit dem das Schwachgas aus den Brennern austritt und die durch Leitungen zu überbrückende Entfernung zwischen Gaserzeuger und Tunnelofen. Aufgrund des geringen Gasdruckes bildet sich an den Brennern nur eine flache Flamme, die keine gleichmäßige Temperaturverteilung im Tunnelofen bewirkt. Infolge dieser flachen Flamme findet auch keine genügende Umwälzung der Rauchgase statt. Gleichmäßige Garbrandtemperaturen können allenfalls nur bei kleinen Brennkanalbreiten erreicht werden. Außerdem besteht in den langen Schwachgas-Leitungen zwischen Gaserzeuger und Tunnelofen die Gefahr der Teerkondensation.
Um die Gefahr der Teerkondensation zu bannen, ist man dazu übergegangen, daS den Gaserzeuger verlassende Schwachgas fast vollständig von Staub und Teer zu befreien, wozu es einer Reinigungsanlage zugeführt wird. Hier wird das Schwachgas auf 100 bis 1500 C abgekühlt, wobei der Teer kondensiert und aus dem Schwachgas entfernt wird. Das gereinigte Gas wird mit einem Gebläse verdichtet und auf die Verbraucher verteilt. Dieses Verfahren hat zum Nachteil, daß durch Reinigung und Kühlung des Schwachgases ein beträchtlicher Teil an latenter und fühlbarer Wärme verloren geht. Der wärmetechnische Wirkungsgrad ist niedrig. Außerdem ist der Aufwand hoch, da für die Kühlung und Reinigung des Schwachgases zusätzliche Anlagen erforderlich sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine zu dessen Durchführung geeignete Einrichtung zum Beheizen eines Tunnelofens der keramsichen Industrie mit aus festen Brennstoffen erzeugtem Schwachgas zu schaffen, die es ermöglichen, ohne großen Aufwand auch einen Tunnelofen mit größeren Brennkanalbreiten zu betreiben, wobei durch die Verwendung von heißen Ofengasen der spezifische Energiebedarf gesenkt werden soll.
Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren durch die in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 bis 4 aufgeführten Verfahrensschritte gelöst.
Die gestellte Aufgabe wird ferner durch eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 5 und 6 aufgeführten Merkmale gelöst.
Da das Treibgas unter Druck in die Treibstrahlinjektoren eingeführt wird, entsteht hier eine Injektorwirkung mit der Folge, daß das Schwachgas- Treibgas-Gemisch mit Druck in die Brenner eingeführt wird und auch mit Druck aus den Brennemwieder aus tritt, wobei das Gasgem isch gezündet und verbrannt wird. Es ergibt sich eine lange Flamme, die ein gutes Aufheizen und eine gute Umwälzung der Rauchgase bewirkt, so daß über dem gesamten Tunnelofenquerschnitt gleichmäßige Garbrandtemperaturen erreicht werden. Über den Druck des Treibgases kann die Länge der Gasflamme an den Brennern geregelt werden, so daß vor allen Dingen auch Tunnelöfen mit größeren Brennkanalbreiten, die bis zu 7,0 m reichen,betrieben werden können.
Von Vorteil ist auch der wesentlich höhere, wärmetechnische Wirkungsgrad, da die Wärme von Rauchgas- und Kühlluft, die sonst über Dach abgegeben oder anderen Verbrauchern zugeführt werden, in Form von heißem Treibgas in den Tunnelofen zurückgeführt und dort genutzt wird.
Die durch die Aufbereitung von Schwachgaslbedingten Wärmeverluste treten nicht mehr auf, da eine Reinigung und eine Kühlung des erzeugten Schwachgases nicht erforderlich ist.
Die teerartigen Bestandteile des Schwachgases werden beim Austreten aus dem Brenner bzw. bei d-er im Brenner-stattfindenden Verbrennung verbrannt und somit unschädlich gemacht. Die teerartigen Bestandteile im Schwachgas können nicht vorher kondensieren, da die Temperatur des Sc-hwachgases und des aus dem Tunnelofen herangeführten Treibgases oberhalb von 550 bis 4500 C liegt, die eine Kondensation unmöglich macht.
Da der Gaserzeuger im Nahbereich des Tunnelofens angeordnet ist, kann er direkt mit dem Tunnelofen gekoppelt sein.
Es entfallen dadurch die Kosten für Rohrleitungen und die dafür erforderlichen Isolierungen. Auch Kosten für Abkühl-und Reinigungsanlagen entfallen, da die teerartigen Bestandteile im Schwachgas im Tunnelofen verbrannt werden. Außerdem sind auch die Abkühlungsverluste gering.
An die Beschaffenheit der Kohle werden nur geringe Ansprüche gestellt. Es kann sowohl Steinkohle als auch Braunkohle verwendet werden.
In der Zeichnung ist eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung an einem Tunnelofen anhandeines Ausführungsbeispiels schematisch dargestellt.
Der Tunnelofen 1 besteht aus einer Anwärmzone I, einer Brennzone II und einer Kühlzone III. Der Rauchgasstrom 2 wird entsprechend den Pfeilen A durch den Tunnelofen 1 gezogen. Entgegen der Rauchgasführung durchlaufen Ofenwagen (nicht dargestellt) entsprechend der Pfeile B den Tunnelofen.
Die erfindungsgemäße Einrichtung besteht aus einem, neben dem Tunnelofen 1 angeordneten Gaserzeuger 3, dem über eine Leitung 4 fester Brennstoff und über eine Leitung 5 Primär luft zur Vergasung des festen Brennstoffes in Schwachgas zugeführt wird. Die dem Gaserzeuger 3 zugeführte Primäluft kann entweder Außenluft oder der Anwärmzone I entnommenes heißes Rauchgas oder heiße Kühlluft aus der Kühlzone.III sein. Ein Gebläse 6 übernimmt den Transport der Primärluft Über eine Leitung 7 und Zweigleitungen 8, 9, 10 wird das im Gaserzeuger , hergestellte Schwachgas unter leichtem Überdruck zu Trti-ibstrahlinjektoren 11, 12, 15 geführt.
Das Schwachgas verläßt den Gaserzeuger 3 mit einer Temperatur (450 bis 5000 C), die unter Zündpunkt der dem Schwachgas enthaltenen brennbaren Bestandteile liegt.
Eine Kondensation der brennbaren Bestandteile, z. B. Teer, ist bei dieser Temperatur unmöglich.
Um das Schwachgas auf Druck zu bringen, wird den Treibstrahlinjektoren 11, 12, 13 über eine Leitung 14 und über Zweigleitungen 15, 16, 17 ein durch ein Gebläse 18 befördertes Treibgas zugeführt. Das Treibgas wird vom Gebläse 18 auf den erforderlichen Treibdruck gebracht. Der in der Leitung 14 und den Zweigleitungen 15, 16, 17 herrschende Druck kann durch die Regelung des Gebläses 18 variiert werden. Das Treibgas wird aus der Anwärmzone I oder der Kühlzone III entnommen.
Das in dem Treibstrahlinjektoren 11, 12, 13 befindliche Gasgemisch aus Schwachgas und Treibgas wird von den Treibstrahlinjektoren 11, 12, 13 zu einzelne Brenner geleitet, die zu Brennergruppen 19, 20, 21 zusammengefaßt sind. Zu je einer Brennergruppel9, 20, 21 gehört ein Treibstrahlinjektor 11, 12, 15. Die Brenner können in den Seitenwänden (nicht dargestellt) oder in der Decke (nicht dargestellt) des Tunnelofens 1 angeordnet sein.
Das unter größerem Druck den TreibFtrahlinjektoren 11, 12, 15 zugeführte Treibgas saugt hier das Schwachgas unter der Injektorwirkung an und vermischt sich in den Treibstrahlinjektoren 11, 12, 17 mit dem Schwachgas zu einem Gasgemisch und bringt das Gasgemisch auf einen bestimmten, durch das Gebläse 18 erzeugten Druck.
Hinter den Treibstrahlinjektoren 11, 12, 15 wird das Gasgemisch auf die Brenner der jeweils zu einem Treibstrahlinjektor 11, 12, 13 gehörenden Brennergruppe 19, 20, 21 verteilt. Der Druck des Gasgemisches bewirkt am Brennerausgang eine entsprechende Austrittsgeschwindigkeit, die für eine große Flammenlänge und eine gute Rauchgasumwälzung sorgt. Über die Regelung des Gebläses 18 kann die Flammenlänge variiert werden.
Des weiteren ist es möglich, das Gasgemisch bereits im Brenner zu zünden und zu verbrermen, um dadurch eine wesentlich höhere Austrittsgeschwindigkeit zu erzielen.
Bemerkt sei noch, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch bei anderen Ofenarten, z. B. einem Kammerofen, angewendet werden kann.

Claims

Verfahren und Einrichtung zum Beheizen eines Tunnelofens der keramischen Industrie mit aus festen Brennstoffen erzeugtem Schwachgas Patentansprüche 1. Verfahren zum Beheizen eines Tunnelofens der keramischen Industrie mit aus festen Brennstoffen erzeugtem Schwachgas, bei dem der Brennstoff in einem Gaserzeuger unter Zugabe von sauerstoffhaltigem Gas vergast wird, wonach das erzeugte Schwachgas über Brenner dem Ofen zugeführt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) das Schwachgas wird, bevor es in die Brenner gelangt, unter den im Gaserzeuger erzeugten geringen Druc4Ereibstrahlinjektoren zugeführt, b) das Schwachgas wird in den Treibstrahlinjektoren mit Hilfe von aus deni Tunnelofen stammenden, komprimiertem Treibgas auf einen höheren Druck gebracht und dort mit dem Treibgas vermischt, c) das aus Schwachgas und Treibgas bestehende Gasgemisch wird in die Brenner geleitet, wo das Druckpotential in Strömungsenergie verwandelt und damit eine hohe Austrittsgeschwindigkeit bewirkt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch innerhalb der Brenner gezündet und verbrannt wird, so daß durch die Verbrennung im Brenner die Austrittsgeschwindigkeit wesentlich e/roht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Heißluft aus der Kühlzone oder aus der Deckenabsaugung des Tunnelofens als Treibgas verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rauchgas aus der Anwäsmzone des Tunnelofens als Treibgas verwendet wird.

5. Einrichtung zur Druchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, die aus einem im Bereich des Tunnelofens angeordneten und Schwachgas erzeugenden Gaserzeuger und an bzw. auf dem Tunnelofen angeordneten und mit dem Gaserzeuger in Verbindung stehenden Brennern besteht, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) vor den Brennern bzw. Brennergruppen (19, 22, 21) sind in der mit dem Gaserzeuger (3) bestehenden Verbindungs-Leitungen (7, 8, 9, 10) Treibstrahlinjektoren (11, 12, 13) angeordnet, b) Treibgas-Leitungen (14, 15, 16) sind angeordnet, die den Tunnelofen (1) mit den Treibstrahlinjektoren (11, 12, 13) verbinden, c) in der Treibgas-Leitung (14) ist ein Gebläse (18) angeordnet.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner zu Brennergruppen (19, 20, 21) zusammengefaßt sind und daß einer jeden Brennergruppe (19, 20, 21) jeweils ein Treibstrahlinjektor (11, 12, 13) zugeordnet ist.