DE3525771A1

DE3525771A1 - Tunnelofen mit schadstoffarmem abgasstrom

Info

Publication number: DE3525771A1
Application number: DE19853525771
Authority: DE
Inventors: Andreas Ing Grad Haessler; Wilhelm Morgante
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-07-19
Filing date: 1985-07-19
Publication date: 1987-01-22
Also published as: DE3539495A1

Description

Tunnelofen mit schadstoffarmem Abgasstrom

Bei der Herstellung von porosierten Leichtziegeln, Feuerleichtsteinen und ähnlichen Produkten entstehen im normalen Gegenstromofen wegen der Abnahme der Ofengase im Eingangsbereich des Ofens unerwünscht mit organischen Schadstoffen beladene Abgase. Schon bei der Verarbeitung bituminöser Rohstoffe entstehen teer- und HC-haltige Abgase die dann eine Reinigung bezüglich anorganischer Stoffe im Abgas mindestens erschweren.

Es wurden verschiedene Vorschläge gemacht das Abgas aus der Hochtemperaturzone des Tunnelofens zu entnehmen z. B. bei einem doppelkanaligen Querstromofen. Diese Idee hat sich wegen der begrenzten konvektiven Wärmeübertragungsleitung, großem Bauaufwand und mangelnder Produktvariabilität nicht durchsetzen können.

Eine weitere Lösung nach DBP 26 43 406 erbringt in der Praxis sehr gute Emissionswerte jedoch ist die Trennung der Bereiche von sauberer Kühlluft in der Kühlzone des Ofens und zurückgeführter schwelgashaltiger Rauchgase bei geringerer Ofenleistung nicht zuverlässig von einander zu trennen.

Beim Verfahren nach OS 26 53 118 erfolgt die Trennung zwar in zuverlässigerer Weise, jedoch besteht auch hier, wie bei den vorerwähnten Verfahren stets die Tendenz, daß mehr an Ofenabwärme entsteht als für den Trockenprozess benötigt wird, da die Verbrennungsluft nicht hocherhitzt in die Hauptbrennzone gelangt. Dies trifft besonders zu, wenn infolge geringerem Wassergehalt der Formlinge der Trockenwärmebedarf geringer ist.

Bei einem bekannt gewordendem Forschungsvorhaben wird ein Tunnelofen für porosierte Ziegel in eine Vorwärmkammer, anschließende Schwelzone (bis 375°C) und Brenn- sowie Kühlzone als Gegenstromofen gegliedert, gleich wie schon in OS 2 64 16 740 vorgeschlagen.

Das beim Forschungsvorhaben gesetzte Limit von 375°C, wo Porosierungsstoffe verflüchtigt sein sollen, ist auf Brenngutbesätze mit ihren bekannten Temperaturunterschieden während der Aufheizperiode nicht übertragbar. Insbesondere wenn es, wie beim Erfindungsgedanken, auch darum geht ein Verfahren anzugeben das sich für weitgehend selbstbrennende, z. B. Kohle enthaltende Brenngutzusätze zu brennen. (z. B. Europatent Nr. 00 59 986)

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde für brennstoffhaltige, sowie weitgehend selbstbrennende Brenngutbesätze, einen Tunnelofen zu schaffen der:
1) in der Kühlzone kein Rauchgas aufweist sondern nur reine Luft
2) die für den Verbrennungsprozess erforderliche Verbrennungsluft hocherhitzt direkt von der Kühl- in die Brennzone im Gegenstrom übertritt,
3) es erübrigt in die Hauptbrennzone, Kühl- oder Schnellkühlzone Rauchgase aufzugeben
4) es ermöglicht ohne auf Gastrennungsprobleme zu stoßen das Abgas mit möglichst geringer Luftüberschußzahl zu entnehmen, jedoch bei einer Temperatur die hoch genug ist um alle organischen Stoffe zu oxydieren.
5) auch bei weitgehend selbstbrennenden Besätzen eine Material- und dilatomerisch günstig abgestufte Anwärmkurve gestaltet werden kann, um hohe Ofenleistungen zu erreichen.
6) Mit bewährter Gaslängsströmung im Ofenkanal arbeitet und die Wärmekonvektion weitgehend von der dem Ofenkanal entnommenen Abgasmenge unabhängig ist. Hierbei wird auch auf ein bewährtes Brennverfahren mit rhythmischer Gasbewegung zurückgegriffen und in das vorgeschlagene Verfahren integriert.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens,

Fig. 2 zeigt eine mögliche verfahrensgemäße Temperaturverlaufskurve für ein bestimmtes Produkt,

Fig. 3 zeigt schematisch die neuartigen Druckverlaufscharakter im Ofen bei dem in den kritischen Bereichen sowohl Strömungsrichtung und Druckniveau ein ausstreben von Schadgasen aus undichteren Öfen vermieden wird.

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen einen Tunnelofen mit Beschickung von weitgehend selbstbrennendem Brenngutbesatz so zu betreiben, daß die Kühlzone um mindestens die Garbrandzone im Gegenstrom betrieben werden, und das dort strömende Gas im vorderen Bereich der Brennzone aus dem Ofen entnommen wird wo es über Leitungen und/oder Kanäle in die Anwärmzone wieder eingespeist wird. Die Anwärmzone wird mit diesen heißen (ca. 500-800°) Rauchgasen beheizt und im Gleichstrom betrieben wo sie so nach Passieren der Anwärmzone im hohen Temperaturbereich und von Sauerstoff weitgehend befreit in die Atmosphäre geleitet wird. Dieses mit etwa 700-900°C bei üblichen Betriebsbedingungen dem Ofen entnommene Abgas kann einem anderen Wärmeverbraucherr z. B. Wärmetauscher oder der Brenngutvorwärmung zugeführt werden bevor es abgekühlt in die Atmosphäre geleitet wird.

Durch den geteilten Betrieb von Gleichstrom beim Anwärmen, Gegenstrom beim Kühlen und Garbrennen ergibt sich ein geringer spezifischer Brennstoffverbrauch da im wesentlichen nur die in den Abgasen enthaltene Wärmeenergie als Abwärme anfällt. Im allgemeinen werden ca. 1600 KJ/kg Brenngut benötigt was ein theoretisches Abgasvolumen von ca. 0,45 Nm³ je kg Brenngut entspricht. Praktisch ist durch die keramischen Reaktionen jedoch mit etwa 0,65 Nm³/kg Brenngut zu rechnen.

Setzt man eine Abgastemperatur von ca. 800°C an, so erhält man ca. 700 KJ/kg an spezifischem Abgasstrom, was für den Trockenprozess zu verwerten ist.

Die Entgasung und Verbrennung des stark brennstoffhaltigem Brenngutbesatzes läßt sich im Gleichstromprozess genau steuern durch zonenweise dosierte Einspeisung des aus der vorderen Brennzone entnommenem heißen Rauchgases.

Das Verfahren hat den Vorteil, daß der Rauchgasabzug im mittleren Teil des Ofens angeordnet ist und somit auch das Unterdruckgefälle von beiden Ofenenden her nach diesem Ofenbereich hin größer wird, so daß sich Undichtigkeiten nicht weniger störend bemerkbar machen als bei bekannten Systemen.

Es ist ferner vorgesehen daß mit verbleibender Restkühlwärme im Ofen das Brenngut in einer Vorwärmkammer vorgewärmt und/oder als Verbrennungsluft in bekannter Weise verwendet wird.

Der Ofen mit dem angegebenen Betriebsverfahren vermeidet den unerwünscht hohen Temperaturanstieg nach dem Ofeneingangsschieber bei hochbrennstoffhaltigen Brennbesätzen.

Das Verfahren, zwar vorzugsweise für weitgehend selbstbrennende Besätze besonders geeignet beschränkt sich nicht darauf. In Fällen von z. B. bituminösen Rohstoffen werden mit dem erfindungsgemäßen Ofen teerfreie Abgase erzielt bei geringst möglicher Abgasmenge was die wirtschaftlichkeit einer Reinigungsstufe für anorganische Schadstoffe gebietet.

Claims

Anspruch 1
Tunnelofen zum Brennen hochgradig selbstbrennender, keramischer Formlinge oder Brennwagenbesätze dadurch gekennzeichnet, daß der Brennkanal (1) mit im wesentlichen zur Abgasentnahmestelle hin (2) aufeinander zugerichteten Gasströmen betrieben wird wobei die Anwärmzone (3) im Gleichstrom und die Kühlzone sowie die Garbrandzone (4) des Ofens im Gegenstrom betrieben werden.
Anspruch 2
Tunnelofen nach A 1 dadurch gekennzeichnet daß dem Bereich hoher Temperatur Heißgas entnommen wird welches über Leitungen oder Kanäle (7) der Anwärmzone zugeführt wird und damit das in den Ofen kommende Brenngut mindestens teilweise aufgeheizt wird.
Anspruch 3
Tunnelofen nach A 1+2 dadurch gekennzeichnet, daß das schließlich in die Atmosphäre gelangende Abgas im Bereich hoher Temperatur entnommen wird, vorzugsweise im erweiterten Begegnungsbereich der aufeinander zustrebenden Gasströme und die Entnahmetemperatur so hoch gehalten wird, daß entstehende organische Stoffe aufoxydiert werden.
Anspruch 4
Tunnelofen nach A 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß dem Abgasstrom Wärmetauscher (5) und/oder Gasvereinigungsanlagen nachgeschaltet werden.
Anspruch 5
Tunnelofen nach A 1-4 dadurch gekennzeichnet, daß alle Gas-/Luftabgänge oder Eingänge mehrfach vorhanden sind.
Anspruch 6
Tunnelofen nach A 1-5 dadurch gekennzeichnet, daß der im Gleichstrom betriebenen Anwärmzone des Ofens eine beheizte Vorwärmkammer (6) vorgeschaltet ist.
Anspruch 7
Tunnelofen nach A 1-6 dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruck von beiden Ofenenden zum Bereich der Abgasentnahme hin abnimmt (Type 3)
Anspruch 8
Tunnelofen nach A 1-7 dadurch gekennzeichnet, daß bereits im Wärmetauscher abgekühltes Abgas (8) der Anwärmzone zur Temperaturkontrolle zugeführt wird.