DE4013505C1

DE4013505C1 - Tunnel kiln for ceramics - incorporates counterflow offtake channels for gases evolved during firing

Info

Publication number: DE4013505C1
Application number: DE4013505A
Authority: DE
Inventors: Max 7913 Senden De Mueller
Original assignee: Hans Lingl Anlagenbau und Verfahrenstechnik & Co Kg 7910 Neu-Ulm De GmbH
Current assignee: Hans Lingl Anlagenbau und Verfahrenstechnik & Co Kg 7910 Neu-Ulm De GmbH
Priority date: 1990-04-27
Filing date: 1990-04-27
Publication date: 1991-08-08
Anticipated expiration: 2010-04-28

Abstract

The tunnel kiln is used for firing ceramic products contg. combustible or gasifiable components. The gaseous components evolved in the heating zone (A) are drawn through flue gas openings (5) near the kiln inlet (4) and pass in forward and backward directions through a channel system (8,8'). The channel system extends within the kiln wall (6), over the entire length of the heating zone to a suction pipe connected to a chimney near the kiln inlet (4). The channel system (8,8') comprises a first channel (8), next to the kiln interior (7), in which the flue gas flows in the direction towards the firing zone, and a parallel second channel (8'), remote from the kiln interior (7), in which the flue gas returns under heat exchange conditions in the direct towards the kiln inlet (4). USE/ADVANTAGE - Tunnel kiln for firing ceramics which give off combustible gases. The kiln does not require fans, valves and special circulation systems with external heat exchangers for oxidising fumes and the design of the kiln interior is independent of the fume disposal channel system.

Description

Die Erfindung betrifft die Aufheizzone eines Tunnelofens zum Brennen von keramischen Erzeugnissen, die brenn- oder vergasbare Bestand teile enthalten, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to the heating zone of a tunnel kiln for firing of ceramic products that are flammable or gasifiable Parts included, according to the preamble of claim 1.

In den Rauchgasen von Tunnelöfen, in denen keramische Erzeugnisse, die brenn- oder vergasbare Bestandteile enthalten, gebrannt werden, sind große Mengen zum Teil giftiger Kohlenwasserstoffe und andere schädliche Verbindungen beinhaltet, die in der Regel sehr umständ lich, oftmals auch mehrstufig, unschädlich gemacht oder aus den Rauchgasen entfernt werden müssen.In the flue gases from tunnel kilns, in which ceramic products, which contain flammable or gasifiable components, are burned, are large quantities of partially toxic hydrocarbons and others contains harmful connections, which are usually very cumbersome Lich, often also multi-stage, rendered harmless or from the Flue gases must be removed.

Es sind mehrere, zum Teil komplizierte Verfahren bekannt, mit denen die in der Aufheizzone des Tunnelofens entstehenden Schwel gase aufoxidiert und so unschädlich gemacht werden, wie zum Bei spiel beim deutschen Patent 26 41 674. Bei diesem Tunnelofen sind Tore an beiden Enden der Entgasungskammer, Wärmetauscher in Umwälzströmen und Ventilatoren im Bereich hoher Temperatur bereiche des Ofens erforderlich. Dies macht den Ofen teuer und wegen der hohen Temperaturen anfällig im Betrieb.Several, sometimes complicated, methods are known with which the smoldering in the heating zone of the tunnel kiln gases are oxidized and made as harmless as for example play with the German patent 26 41 674. In this tunnel furnace Gates at both ends of the degassing chamber, heat exchanger in Circulation flows and fans in the high temperature range areas of the oven required. This makes the oven expensive and vulnerable to operation due to the high temperatures.

Aus der deutschen Patentschrift 7 36 398 ist ein Ofen bekannt, bei dem in der Entgasungszone des Ofens Kanäle zur Zuführung von Frischluft zwecks Verbrennung der Schwelgase angeordnet sind, und ihre Abgase zusammen mit den Abgasen der Ofenbe feuerung zwischen Entgasungs- und Brennzone in die zur mittel baren Beheizung der Vorwärm- und Entgasungszone dienenden Kanäle eingeleitet werden. Die Verbrennung der Schwelgase erfolgt in der Entgasungszone, die sich an die eigentliche Vorwärmzone anschließt, wobei die Gase in der Vorwärm- und Schwelzone in Fahrtrichtung der zu brennenden Stapel kera mischer Erzeugnisse gezogen werden und im Bereich der Absaugung auf die entgegen der Fahrtrichtung des Stapels treffenden Gase aus der Brennzone treffen.A furnace is known from German patent specification 7 36 398, in which in the degassing zone of the furnace channels for supply of fresh air for the purpose of burning the carbonization gases and their exhaust gases together with the exhaust gases from the Ofenbe Firing between the degassing and combustion zone in the middle heating of the preheating and degassing zone Channels are initiated. The combustion of the carbonization gases takes place in the degassing zone, which is related to the actual Preheating zone connects, the gases in the preheating and Smoldering zone in the direction of travel of the stacks to be burned kera mixer products be pulled and in the area of the suction on the gases hitting against the direction of travel of the stack from the burning zone.

Bei diesem Tunnelofen ist eine große Zahl von Einrichtungen erforderlich, um im Durchlauf das Brenngut zu erwärmen, nämlich Brenner, die genügend Energie zuführen können, um das Brenngut bis zu der Temperatur zu erhitzen, bei der es sich selbst exotherm verhält, dann Ventilatoren und Lufteindüsungen, ausreichend dimensioniert, um die Brennkurve wunschgemäß zu steuern, was wegen zu vermeidender großer Temperaturdifferenzen zwischen Brenngasen und Brenngut große Luftmengen erfordert. Auch ist wegen des sich ständig verändernden Massenverhältnisses zwischen Gas und Luft in der Aufheizzone des Ofens die mittelbare Beheizung der Aufheizzone durch die Muffelwände gerade dort, wo es darauf ankäme, nämlich im untersten Temperatur bereich, nicht wirksam, weil hier wegen der geringen Luftmenge im Ofen die größten Temperaturunterschiede zwischen Besatz und Gasen herrschen müssen, um eine ausreichend schnelle Aufheizung zu bewirken.This tunnel kiln has a large number of facilities required to heat the firing material in the run, namely burners that can supply enough energy to heat the kiln to the temperature at which is exothermic itself, then fans and air injections, adequately dimensioned to the Control the firing curve as desired, what to avoid because of large temperature differences between fuel gases and Firing material requires large amounts of air. Is also because the constantly changing mass ratio between Gas and air in the heating zone of the furnace the indirect Heating of the heating zone through the muffle walls straight where it matters, namely at the lowest temperature area, not effective because here because of the low Air volume in the oven the greatest temperature differences must prevail between trimmings and gases in order to to cause sufficiently rapid heating.

Aus der DE-PS 12 02 706 ist ein Ofen zum Tempern von keramischen Erzeugnissen bekannt, bei welchem an jeder Ofenlängsseite höchstens zwei Brennkammern oder Heizstellen angeordnet sind, denen jeweils wenigstens ein in Ofenlängs richtung verlaufender Heizkanal zugeordnet ist, und an jeder Ofenseite Umwälzkanäle zur Entnahme und Umwälzung der noch brennbaren gasförmigen Zersetzungsprodukte der organischen Stoffe aus dem Ofen vorgesehen sind, wobei die Umwälzkanäle hauptsächlich in Ofenlängsrichtung verlaufen und über Leitungen mit den Heizstellen zur Verbrennung der Zersetzungsprodukte in Verbindung stehen.From DE-PS 12 02 706 is an oven for annealing ceramic products known, in which each Long side of furnace at most two combustion chambers or heating points are arranged, each of which is at least one in the length of the furnace Direction heating channel is assigned, and Circulation channels for removal and circulation on each side of the furnace of the still flammable gaseous decomposition products the organic substances from the furnace are provided, the circulation channels mainly in the longitudinal direction of the furnace run and via lines to the heating points Combustion of the decomposition products related.

Bei diesem Tunnelofen erfolgt zum einen die Beheizung nur mittelbar und kommt deshalb nur für schmale Öfen in Frage. Breite Öfen, wie in der Grobkeramik üblich, könnten hiermit nur ungleichmäßig aufgeheizt werden. Zum anderen befinden sich bei diesem Ofen die Heizstellen an der Einfahrseite des Ofens, die Absaugung der Teerdämpfe erfolgt an der Ausfahrt seite, weil im Ofen sehr schnell auf Schweltemperatur hochge heizt werden kann, die dann nur ausreichend lang gehalten werden muß, was im übrigen keramischen Betrieb, zum Bei spiel in der Grobkeramik, wegen der Aufheizempfindlichkeit besonders im Bereich der Verdampfung des mechanischen Rest wassers im Material nicht möglich ist.On the one hand, this tunnel furnace is heated only indirect and is therefore only suitable for narrow stoves. Wide ovens, as is common in heavy clay, could be used with this only be heated unevenly. On the other hand the heating points on this side of the stove Oven, the tar vapors are extracted at the exit side, because it heats up very quickly to smoldering temperature in the furnace can be heated, which is then only kept sufficiently long must be what in the rest of ceramic operation, for game in heavy clay because of the sensitivity to heating especially in the area of evaporation of the mechanical rest water in the material is not possible.

Weiterhin sind Ventilatoren, Klappen und andere Einrichtungen im Schwelgasstrom erforderlich, die hohem thermischen und mechanischem Verschleiß ausgesetzt sind.Furthermore, fans, flaps and other devices required in the stream of carbonization gas, the high thermal and mechanical wear.

Aufgabe der Erfindung ist es demnach, einen Tunnelofen zum Brennen von keramischen Erzeugnissen, die brenn- und vergas bare Bestandteile enthalten, zu schaffen, bei dem zum Unschäd lichmachen der giftigen Bestandteile keine besonderen Einrich tungen, wie externe Wärmetauscher, Ventilatoren, Tore oder dergleichen, sich im Schwelgasstrom befinden. Die Gestaltung des Brennkanals soll von der Schwelgasentsorgung unabhän gig sein, und die Aufheizung des Brenngutes soll trotzdem durch die im Gegenstrom geführten Gase und die Temperatur steuerung durch die Regelung der Kapazitätsströme erfolgen.The object of the invention is therefore to provide a tunnel furnace Firing ceramic products that burn and gasify contain bare constituents to create, at which harmless Make the toxic components no special equipment such as external heat exchangers, fans, gates or the like, are in the carbonization gas stream. The design the combustion channel should be independent of the carbonization gas disposal gig, and the heating of the kiln should still through the countercurrent gases and temperature control by regulating the capacity flows.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 wiedergegebenen Maßnahmen gelöst.This object is achieved by the in claim 1 reproduced measures solved.

Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.The subclaims contain advantageous developments the invention.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß keine Ventilatoren, Klappen und besondere Umwälz systeme mit externen Wärmetauschern zum Oxidieren der Schwelgase erforderlich sind, daß die gesamte Einrichtung einfach und wartungsfreundlich ist, daß Öfen jeder Gestaltung damit ausgerüstet werden können, und daß es möglich ist, in mehreren Stufen Schwel gase aufzuoxidieren und auch andere schädliche Verbindungen aus dem Rauchgas zu entfernen.The advantages that can be achieved with the invention are in particular in that there are no fans, flaps and special circulation systems with external heat exchangers to oxidize the carbonization gases are required that the entire facility is simple and easy to maintain is that furnaces of any design are equipped with it can, and that it is possible to smolder in several stages oxidize gases and other harmful compounds to remove from the flue gas.

So ist es bei Ausgestaltung der Erfindung gemäß den Ansprüchen 3 und 4 möglich, die bereits ausgebrannten Schwelgase zu reinigen, wobei andere schädliche Verbindungen aus dem Gas entfernt werden und die Gase gereinigt dem Kamin zuzuführen.So it is in the embodiment of the invention according to the Claims 3 and 4 possible, the already burned out Clean carbonization gases, taking other harmful compounds be removed from the gas and the gases cleaned the Feed the fireplace.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is in the drawing shown and is described in more detail below. It shows

Fig. 1 eine beispielhafte Ausführung der Erfindung im Planschnitt, Fig. 1 shows an exemplary embodiment of the invention in plan section,

Fig. 2 eine zugehörige beispielhafte Brennkurve, Fig. 2 is a corresponding exemplary firing curve,

Fig. 3 einen Planschnitt wie in Fig. 1 dargestellt, aber mit einer zusätzlichen Reinigungsstufe für andere schädliche Bestandteile im Ofengas. Fig. 3 is a plan section as shown in Fig. 1, but with an additional cleaning stage for other harmful components in the furnace gas.

Das Brenngut (nicht dargestellt) wird durch den Tunnelofen 1 in Richtung des Pfeiles 2 und in Gegenrichtung zu den Ofengasen 3 hindurchgeschoben, wobei das Brenngut in der Aufheizzone A, die einer Brennzone B vorgeschaltet ist, auf eine Temperatur gebracht wird, bei der die in der Brennzone B sich befindenden Brenner zünden.The firing material (not shown) is pushed through the tunnel furnace 1 in the direction of arrow 2 and in the opposite direction to the furnace gases 3 , the firing material being brought to a temperature in the heating zone A, which is upstream of a firing zone B, at which the Ignite burner located in combustion zone B.

Etwa im Temperaturbereich von 200 bis 450°C, durch die Strecke C dargestellt, werden fast alle giftigen Kohlenwasserstoffverbindungen entgast und im Bereich der Ofeneinfahrt 4 durch Rauchgasöffnungen 5 abgesaugt. Die Ofenwände 6 enthalten an ihrer, dem Brennkanal 7 zugewandten Seite einen Kanal 8, der sich über die gesamte Länge der Aufheizzone A erstreckt und am Ende der Aufheiz zone in einen dem Kanal 8 parallelliegenden Kanal 8′ mündet. In diesen Kanälen werden die Gase in Richtung Brennzone und zurück zur absaugenden Rohrleitung 9 zum Anschluß an den nicht dargestellten Kamin geführt.Approximately in the temperature range of 200 to 450 ° C, represented by the distance C, almost all toxic hydrocarbon compounds are degassed and sucked off through flue gas openings 5 in the area of the furnace entrance 4 . The furnace walls 6 contain on their side facing the combustion channel 7 a channel 8 which extends over the entire length of the heating zone A and at the end of the heating zone opens into a channel 8 parallel channel 8 ' . In these channels, the gases are led in the direction of the combustion zone and back to the suction pipe 9 for connection to the chimney, not shown.

Die Wand 10 zwischen Brennkanal 7 und Kanal 8 sowie die Wand 10′ zwischen Kanal 8 und 8′ sind aus einem Material hergestellt, das einen Wärmetausch zwischen den durch die Wände getrennten Räumen zuläßt.The wall 10 between the combustion channel 7 and channel 8 and the wall 10 ' between channel 8 and 8' are made of a material that allows heat exchange between the rooms separated by the walls.

Der Kanal 8 kann an den Kanal 8′ auch über ein zusätzliches Reiniungsgerät 11 (Fig. 3) angeschlossen werden, z. B. ein Absorber zum Reinigen von Schwefelverbindungen. Der Anschluß an das Reinigungsgerät 11 kann je nach gewünschtem Temperaturbereich auch an irgendeiner anderen Stelle des Rückführkanals 8′ erfolgen, an der dieser Kanal dann unterbrochen und nach außen abgezweigt wird.The channel 8 can be connected to the channel 8 ' via an additional cleaning device 11 ( Fig. 3), for. B. an absorber for cleaning sulfur compounds. Depending on the desired temperature range, the connection to the cleaning device 11 can also be made at any other point of the return duct 8 ' at which this duct is then interrupted and branched off to the outside.

Die über die Rauchgasabsaugöffnungen 5 im Kanal 8 in Richtung Brennzone geführten Rauchgase werden durch die im Brennkanal 7 und im Rückführkanal 8′ gegenströmenden Gase auf mindestens 700°C aufgeheizt und dabei oxidiert. Gleichzeitig wird die Wärme der in den Kanälen 8′ rück strömenden Gase zur Aufheizung der im Kanal 8 strömenden Gase soweit wieder genützt, daß die Wirtschaftlichkeit des Systems auch ohne externe zusätzliche Wärmetauscher gesichert ist. An der Verbindungsstelle zwischen Kanal 8 und 8′ ist es möglich, zusätzlich Brenner vorzusehen (nicht dargestellt), um sicherzustellen, daß auf jeden Fall Oxidationstemperatur erreicht wird. Bestimmte Schad stoffe, wie SO₂, können nur bei relativ hohen Temperaturen von über 400°C erfolgreich z. B. durch Kalkgranulat absorbiert werden. Dies ist auf relativ einfache Art durch Abzweigung der Gase aus dem Kanal 8′ durch ein Absorptionsgerät 11 und Wiedereinführung in den Kanal 8′ möglich.The flue gases guided through the flue gas suction openings 5 in the channel 8 in the direction of the combustion zone are heated to at least 700 ° C. by the gases flowing in the combustion channel 7 and in the return channel 8 ' and oxidized in the process. At the same time, the heat of the gases flowing back into the channels 8 ' for heating the gases flowing in the channel 8 is used again to the extent that the economy of the system is ensured even without external additional heat exchangers. At the junction between channels 8 and 8 ' , it is possible to provide additional burners (not shown) to ensure that the oxidation temperature is reached in any case. Certain pollutants, such as SO ₂ , can only be successful at relatively high temperatures of over 400 ° C. B. absorbed by lime granules. This is possible in a relatively simple manner by branching the gases out of the channel 8 ' through an absorption device 11 and reintroducing them into the channel 8' .

Claims

1. Tunnel furnace for firing ceramic products that contain combustible or gasifiable constituents, characterized in that the degassed components in the heating zone (A) are suctioned off through flue gas openings ( 5 ) near the furnace entrance ( 4 ) and through one over the entire Length of the heating zone extending channel system ( 8, 8 ' ) within the furnace walls ( 6 ) in a return flow to an exhaust pipe ( 9 ) connected to a chimney near the furnace entrance ( 4 ), in which channel system the exhaust gases pass through a first, the firing channel ( 7 ) facing channel ( 8 ) in the direction of the firing zone and through a parallel second, facing away from the firing channel ( 8 ' ) in the direction of the furnace entrance ( 4 ) can be returned with heat exchange.

2. Tunnel furnace according to claim 1, characterized in that between the combustion channel ( 7 ) and the first channel ( 8 ) and between this and the second return channel ( 8 ' ) each have a wall ( 10 or 10' ) made of heat-conducting material is.

3. Tunnel furnace according to claims 1 and 2, characterized in that the first channel ( 8 ) to the return channel ( 8 ' ) is connected via a cleaning device ( 11 ).

4. Tunnel furnace according to claims 1 and 2, characterized in that a cleaning device ( 11 ) is connected in the return channel ( 8 ' ).

5. Tunnel furnace according to one of claims 1 to 4, characterized in that burners are provided at the junction between the first channel ( 8 ) and second channel ( 8 ' ).