Verfahren zum Brennen von keramischen Formlingen und Anlage zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Brennen von keramischen Formlingen, insbesondere von Ziegeln, durch Führen der Formlinge durch eine Aufheizzone, eine Brennzone und eine Kühlzone, wobei die Formlinge in der Aufheizzone entgegengesetzt zu Formlingen einer parallel zur Aufheizzone angeordneten und mit der Aufheizzone einen gemeinsamen Kanal bildenden Kühlzone bewegt werden, sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.
Ein Verfahren dieser Art ist aus der DE-A - 25 51 811 bekannt Hierbei sind die Formlinge in großen Massen dicht in Stapeln gepackt, so daß eine Durchwärmung nur langsam vor sich gehen kann. Zur Vermeidung von Wärmeverlusten, wie sie bei einem Tunnelofen herkömmlicher Bauart, bei dem die Formlinge im Gegenstrom zu den Ofengasen geführt sind, auftreten, wird gemäß der DE-A - 25 51 811 eine verbesserte Gasführung innerhalb des Ofens angestrebt, u.zw. durch Einstellung einer stationären Atmosphäre in Ofenkanal-Längsrichtung in der Aufheizzone und in der Kühlzone, wobei eine starke Umwälzung abschnittweise quer zur Kanallängsrichtung zwischen einem Abschnitt der Kühlzone und einem entsprechenden Abschnitt der Aufheizzone erfolgt
Durch diese Umwälzung gelingt es zwar, Temperaturunterschiede zwischen der Kühlzone und der Aufheizzone innerhalb eines Längsabschnittes des Tunnelofens gering zu halten, wodurch Brennstoff eingespart werden kann, jedoch erfordert dieser Temperaturausgleich einen beträchtlichen Zeitaufwand, und zudem ist die Gefahr eines sehr ungleichmäßigen Wäimeausbringens gegeben, da die randseirig angeordneten Formlinge durch Strahlungswäiτneübertragung einer viel stärkeren Wärmebelastung ausgesetzt sind als die stapelinneren Formlinge. Um dies zu vermeiden, ist es bei dem bekannten Verfaliren notwendig, die Umwälzung so kräftig wie möglich zu gestalten. Um trotten, eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung in den Formlingstapeln zu erzielen, sind gemäß der DE-A - 25 51 811 an der Decke des Tunnelofens eigens Regulierplatten vorgesehen, durch die eine möglichst gleichmäßig starke Strömung zwischen den Formlingstapeln erzielt werden soll.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren sowie eine Anlage zur Durchfühning des Verfahrens zu schaffen, mit denen es unter hoher Energieeinsparung möglich ist, ohne bzw. mit nur ganz geringer künstlich erzeugter Querumwälzung auszukommen. Insbesondere soll der sich von Natur aus einstellende Wärmeübergang durch Körperstrahlung bzw. Gasstrahlung und Wärmekonvektion optimal ausgenutzt werden.
NTERLAGEN
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst daß die Formünge zu einer Mehrzahl von zueinander parallelen schmalen, vorzugsweise jeweils eine Breite entsprechend der Länge eines Formlings aufweisenden Besatz-Scheibenwänden aufgeschichtet durch die Zonen transportiert werden, wobei eine in einer Richtung durch die Aufheizzone und Kühlzone geführte Besatz-Scheibenwand eng benachbart zu einer in die entgegengesetzte Richtung geführten Besatz-Scheibenwand unter intensiver Strahlungswärmeübertragung bewegt wird.
Erfindungsgemäß werden die von den Formungen gebildeten Materialströme durch die Aufheizzone, Brennzone und Kühlzone fein aufgefächert geführt, wobei jeweils ein in die Anlage eingehender Materialstrom zwischen ausgehenden Materialströmen zu liegen kommt Durch die eng benachbarte Anordnung dieser möglichst dünn gehaltenen Materialströme gelingt die bestmögliche Ausnutzung des in den Formlingen enthaltenen Wärmeinhaltes durch Strahlung.
Aus der DE-A - 31 16 435 ist ein Brennofen zum Brennen von nassen Formlingen bekannt wobei die Formlinge aufgrund ihrer geringen Festigkeit in vereinzelter Anordnung in die Brennzone wandern und die aus der Brennzone kommenden heißen Produkte gegenläufig zu der noch ungebrannten Ware neben und/oder oberhalb oder unterhalb dieser wandern und dabei ihre Wärmeenergie unter gleichzeitiger Abkühlung an die ungebrannte Ware vor deren Eintritt in die Brennzone abgeben und diese Ware dabei trocknen. Hier erfolgt Trocknen und Brennen im gleichen Kanal. Der Brennofen dient als Wärmetauscher, da neben jedem zur Brennzone hineinlaufenden Foimling ein aus der Brennzone kommender Formling läuft Der Wärmeübergang erfolgt in Form von Strömungswärme.
Erfindungsgemäß werden vorzugsweise Besatz-Scheibenwände gebildet deren Dicke maximal der größten Abmessung eines Formlings entspricht. Die Formlinge können hierbei unter Bildung der Besatz-Scheibenwände kreuzweise gestapelt werden, wodurch eine hohe Standfestigkeit einer Besatz-Scheibenwand erzielt wird.
Zweckmäßig werden Besatz-Scheibenwände gebildet, deren Verhältnis Dicke zu Höhe in einem Bereich zwischen 1 : 1 und 1 : 6, vorzugsweise zwischen 1 : 1 und 1 : 4, liegt. Hierdurch gelingt es, bei ausreichender Standfestigkeit einen hohen Durchsatz durch die Anlage zu sichern.
Vorzugsweise werden die Besatz-Scheibenwände in an sich bekannter Weise durch die Aufhεizzone bis zur Brennzone entlang einer ersten Bahn bewegt, in der Brennzone auf eine benachbarte Bahn umgesetzt und entlang der benachbarten Bahn durch die Kühlzone
entgegengesetzt zur Richtung, in der die Besatz-Scheibenwände durch die Aufheizzone geführt wurden, retourgeführt Hierdurch lassen sich die Materialströme einfach manipulieren, da das Aufgeben der Formlinge in die Anlage und das Entnehmen der Formlinge aus der Anlage nach dem Brennvorgang an ein- und derselben Seite der Anlage erfolgen kann.
Vorzugsweise wird zwischen der Aufheizzone und der Brennzone bzw. zwischen der Brennzone und der Kühlzone Ofengas sowohl aus der Aufheizzone als auch aus der Brennzone abgesaugt und einem Anfangsbereich der Aufheizzone, u.zw. einer Anwäπnzone, wiederum zugeführt wodurch es gelingt einen Großteil des Ofengases als Wärme räger-Medi um einzusetzen. Das Ofengas wird in überwiegendem Maße im Kreislauf geführt und wird nur in
dem Umfang aus der Anlage ausgeschieden, als für den Brennvorgang Sauerstoff bzw. Frischluft zugeführt werden muß.
Vorzugsweise wird hierbei das der Anwärmzone zugeführte heiße Ofengas mit fortschreitender Länge dieser Zone in geringer werdender Menge zugeführt, wodurch eine besonders rasche und doch schonende Aufwärmung der Formlinge erfolgt
Zweckmäßig wird hierbei zur weiteren Energieeinsparung mit dem abgesaugten Ofengas Frischluft vorgewäimt und die vorgewärmte Frischluft der Brennzone zugeführt
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird dabei zur Erzielung eines günstigen Temperaturverlaufes in der Brennzone die der Brennzone zugeführte vorgewärmte Frischluft mit fortschreitender Länge der Brennzone in steigender Menge - u.zw. bis zum Umkehrbereich - zugeführt.
Zum Brennen von mit Ausbrennstoffen versetzten Formlingen wird durch das Ofengas vorgewärmte Frischluft in einer dem Anfangsbereich der Aufheizzone folgenden Ausbrennzone der Aufheizzone zugeführt. Zur Erzielung einer raschen und effektiven Zündung von in den Formlingen enthaltenen Ausbrennstoffen wird dabei zweckmäßig die der Ausbrennzone zugeführte vorgewärmte Frischluft mit fortschreitender Länge der Ausbrennzone in geringer werdender Menge zugeführt.
Vorteilhaft wird durch das Ofengas vorgewärmte Frischluft mindestens einem Brenner der Brennzone zugeführt
Beim erfindungsgemäßen Verfahren vorhandene überschüssige durch das Ofengas vorgewärmte Frischluft wird zweckmäßig einem Trockenofen zugeführt
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird abgesaugtes Ofengas der Brennzone, vorzugsweise über eine im Umkehrbereich der Formlinge angeordnete Mischkammer, zugeführt Hierdurch gelingt es, insbesondere im Zusammenhang mit der Ofengasrückführung in die Anwärmzone, einen sehr großen Teil des Ofengases als Wärmeträger-Medium einzusetzen. So gelingt es, beim Brennen von mit Ausbrennstoffen versetzten Formlingen bis zu 80 % des Ofengases als Wärmeträgermedium im Prozeß im Kreislauf zu führen. Hierdurch fallen nur geringe Abgasmengen an und sind beträchtliche Energieeinspamngen, u.zw. in der Größenordnung von insgesamt bis zu 75 %, möglich. Die Frischluftversorgung dient dann ausschließlich der Wärmeumsetzung, also zur Aufrechterhaltung der eigentlichen Verbrennungsvorgänge.
Das abgesaugte Ofengas kann auch anstelle einer Ableitung durch einen Kamin nach einer eventuell erforderlichen Reinigung (insbesondere beim Brennen von Schadstoff abgebenden Formlingen) einem Trockenofen zugeführt werden.
Vorteilhaft werden als Brennstoff Schweröl oder Altemativbrennstoffe, wie Klärschlamm etc., eingesetzt.
Eine Anlage zur Durchführung des Verfallrens, mit einem eine Aufheizzone, eine Brennzone und eine Kühlzone aufweisenden Tunnelofen und mit einer Mehrzahl durch den Tunnelofen bewegbaren Herdwagenzügen, wobei jeweils ein Herdwagenzug in Gegenrichtung zu einem benachbarten Herdwagenzug bewegbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß einen Herdwagenzug bildende Ofenwagen jeweils zur Aufnahme von maximal zwei nebeneinander angeordneten Besatz-Scheibenwänden ausgebildet sind. Die erfindungsgemäß eingesetzten Ofenwagen sind somit sehr schmal und leicht ausgebildet; insbesondere dann, wenn die Ofenwagen jeweils nur zur Aufnahme einer einzigen Besatz-Scheibenwand ausgebildet sind, wobei die Breite eines Ofenwagens nur geringfügig breiter ist als die maximal größte Abmessung eines Formlings. Sie sind dann besonders leicht manipulierbar.
Vorzugsweise ist der Tunnnelofen als Umkehrtunnelofen ausgebildet, an dessen einem Ende eine Entlade- und Beladestation für die Ofenwagen und an dessen anderem Ende eine in der Brennzone liegende Ofenwagen-Umsetzstation zum Umsetzen der Ofenwagen auf zu Einfahrtsbahnen für die Ofenwagen parallel angeordneten Ausfahrtsbahnen angeordnet sind. Durch die leichte Bauweise der Ofenwagen bereitet das Umsetzen derselben auch im Inneren des Umkehrtunnelofens keinerlei Schwierigkeiten.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Aufheizzone und der Brennzone bzw. zwischen der Brennzone und der Kühlzone ein Ofengas-Absaugkanal in den Ofeninnenraum mündet, der einen ersten Zweigkanal, der zu einem Anfangsbereich der Aufheizzone, u.zw. einer Anwärmzone derselben, geführt ist und dort über eine oder mehrere, über die Länge der Anwärmzone verteilt angeordnete Einmündungen einmündet und einen zweiten Zweigkanal, der zu einem Abgaskamin geführt ist aufweist, wobei zweckmäßig ein dritter Zweigkanal des Ofengas-Absaugkanals in die Brennzone, vorzugsweise in eine am Ende des Umkehrtunnelofens angeordnete Mischkammer der Brennzone, einmündet
Hierbei ist vorteilhaft der Ofengas- Absaugkanal als Rekuperator zur Erwärmung von Firschluft ausgebildet, die durch eine Frischluftzufuhrleitung zugleitet wird, wobei die Frischluftzufuhrleitung als den Ofengas-Absaugkanal umgebender Mantelkanal ausgebildet ist
Vorzugsweise ist in der Frischluftzufuhrleitung die Frischluft in einem ersten Rekuperatorteil im Gegenstrom zum im ersten Zweigkanal gefühlten Ofengas geführt und die vorgewärmte Frischluft zumindest zum Teil in eine der Anwärmzone folgende Ausbrennzone der Aufheizzone über Zweigleitungen zuführbar.
Hierbei ist zur Energieeinsparung zweckmäßig die in der Frischluftzufuhrleitung zugeführte Frischluft in einem zweiten Rekuperatorteil im Gleichstrom zu dem im zweiten Zweigkanal strömenden Ofengas geführt und zumindest zum Teil über Zweigleitungen der Brennzone zuführbar.
Zur Versorgung mindestens eines Brenners mit Luft mündet vorzugsweise die Frischluftzufuhrleitung mit einer Zweigleitung in den Brenner, so daß der Brenner mit vorgewärmter Frischluft versorgt ist
Vorzugsweise mündet die Frischluftzufuhrleitung in einen Trockenofen ein.
Zur Unterstützung der natürlichen Konvektion kann es zweckmäßig sein, daß in den Seitenwänden des Tunnelofens in der Aufheizzone und in der Kühlzone Heißlufttreibdüsen zur Zufuhr vorgewärmter Frischluft vorgesehen sind.
Zu diesem Zweck können in den Seitenwänden des Tunnelofens in der Aufheizzone und in der Kühlzone sowie gegebenenfalls in der Brennzone auch Hochdruckbrenner vorgesehen sein.
Durch die besonders leichte Bauart der Ofenwagen der erfindungsgemäßen Anlage können die Ofenwagen auf im Innenraum des Tunnelofens an dessen Boden angeordneten Schienenbahnen mittels hochtemperaturfester Laufrollen, die an der Unterseite eines feuerfesten Herdwagenkorpus angeordnet sind, gefü-hrt sein, wobei vorteilhaft der Boden des Tunnelofens von einem dichtenden Abdeckblech gebildet ist
Zur Vermeidung von Luftströmungen unterhalb der Herdwagen sind zweckmäßig am Boden des Tunnelofens zwischen benachbarten Schienenbahnen in die Höhe des Herdwagenkorpus ragende Stegbleche, die sich in Längsrichtung der Schienenbal nen erstrecken, vorgesehen sowie weiters die Laufrollen von vom Ofenwagenkorpus nach unten bis knapp zum Boden des Tunnelofens ragenden Abschirmblechen, die sich in Form umlaufender Blechschürzen längs und quer zur Längsrichtung der Schienenbahnen erstrecken, umgeben.
Damit die natürliche Konvektion möglichst ungehindeπ vonstatten gehen kann, sind vorteilhaft die Besatz-Scheibenwände auf Schamotte-Querzug-Sohlsteinen abstützbar.
Zweckmäßig ist eine Brennkammer zur Verbrennung von Sekundärbrennstoff mit einer Ascheaustrageinrichtung vorgesehen, die gegen d^e Brennzone mit einer Flammschutzwand abgeschirmt ist
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, wobei Fig. 1 den Grundriß eines erfindungsgemäßen Umkehrtunnelofens mit abgenommener Decke in schematischer Darstellung zeigt Fig. 2 gibt einen Längs- Vertikalschnitt durch den erfindungsgemäßen Tunnelofen ebenfalls in schematischer Darstellung wieder. Fig. 3 veranschaulicht die im Inneren des Ofens herrschenden mittleren Temperaturverhältnisse sowie die Größenordnung der sich beim Brennvorgang aufbauenden Wärmekapazitäten (schraffierte Flächen). Fig. 4 zeigt einen Teilquerschnitt durch den erfindungsgemäßen Umkehrtunnelofen, wobei als Formlinge auf den Herdwagen Klinker aufgeschichtet sind. Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht eines mit Besatz versehenen Ofenwagens. Die Fig. 6 und 7 veranschaulichen in zu den Fig. 4 und 5 analoger Darstellung einen Besatz für plattenförmige Formlinge. Anhand der Fig. 8 ist die Konvektionsströmung an einem schematisch dargestellten Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Ofen veranschaulicht, Fig. 9 zeigt einen Besatzhilfsstein im Schrägriß.
Mit 1 ist ein Umkehrtunnelofen der erfindungsgemäßen Anlage bezeichnet, in dessen Innenraum 2 eine Aufheizzone 3, eine Brennzone 4 und eine Kühlzone 5 vorgesehen sind. Durch den Innenraum 2 des Umkehrtunnelofens sind eine Mehrzahl von Herdwagenzügen 6 in dessen Längsrichtung bewegbar - gemäß dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel sind es sechs Herdwagenzüge 6, wobei jeweils ein Herdwagenzug 6 in Gegenrichtung zu einem benachbarten Herdwagenzug 6 entlang von Schienenbahnen 7 bewegbar ist, u.zw. in folgender Weise:
Die jeweils einen Herdwagenzug 6 bildenden Ofenwagen 8 werden an einem mit einem Hubtor od.dgl. verschließbaren Ende 9 des Umkehrtunnelofens mit den zu brennenden Formlingen 10 in (nachfolgend noch beschriebener) spezieller Art bestückt und sodann entlang jeder zweiten Schienenbahn 7, den sogenannten Einfahrtsbahnen 11, durch die jeweilige Aufheizzone 3 bis zur am anderen Ende 12 des Umkehrtunnelofens 1 angeordneten Brennzone 4 verfahren. Dort erfolgt in einer Umsetzstation 13, deren Mechanik in einem Raum 14 unterhalb des Umkehrtunnelofens 1 angeordnet ist ein Umsetzen der Ofenwagen 8 auf die jeweils benachbarte Schienenbahn 7, die sogenannten Ausfahrtsbahnen 15, worauf die Ofenwagen 8 durch die jeweilige Kühlzone 5 wiederum aus dem Umkehrtunnelofen 1 herausgefahren
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Damit die natürliche Konvektion möglichst ungehindert vonstatten gehen kann, sind vorteilhaft die Besatz-Scheibeπwände auf Schamotte-Querzug-Sohlsteinen abstützbar.
Zweckmäßig ist eine Brennkammer zur Verbrennung von Sekundärbrennstoff mit einer Ascheaustrageinrichtung vorgesehen, die gegen d,-e Brennzone mit einer Flammschutzwand abgeschirmt ist
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausfühπingsbeispiel näher erläuteπ, wobei Fig. 1 den Grundriß eines erfindungsgemäßen Umkehπunnelofens mit abgenommener Decke in schematischer Darstellung zeigt Fig. 2 gibt einen Längs- Veπikalschnitt durch den erfindungsgemäßen Tunnelofen ebenfalls in schematischer Darstellung wieder. Fig. 3 veranschaulicht die im Inneren des Ofens heπschenden mittleren Temperaturverhältnisse sowie die Größenordnung der sich beim Brennvorgang aufbauenden Wärmekapazitäten (schraffierte Flächen). Fig. 4 zeigt einen Teilquerschnitt durch den erfindungsgemäßen Umkehrtunnelofen, wobei als Formlinge auf den Herdwagen Klinker aufgeschichtet sind. Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht eines mit Besatz versehenen Ofenwagens. Die Fig. 6 und 7 veranschaulichen in zu den Fig. 4 und 5 analoger Darstellung einen Besatz für plattenförmige Formlinge. Anhand der Fig. 8 ist die Konvektionsströmung an einem schematisch dargestellten Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Ofen veranschaulicht, Fig. 9 zeigt einen Besatzhilfsstein im Schrägriß.
Mit 1 ist ein Umkehrtunnelofen der erfindungsgemäßen Anlage bezeichnet, in dessen Innenraum 2 eine Aufheizzone 3, eine Brennzone 4 und eine Kühlzone 5 vorgesehen sind. Durch den Innenraum 2 des Umkehπunnelofens sind eine Mehrzahl von Herdwagenzügen 6 in dessen Längsrichtung bewegbar - gemäß dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel sind es sechs Herdwagenzüge 6, wobei jeweils ein Herdwagenzug 6 in Gegenrichtung zu einem benachbarten Herdwagenzug 6 entlang von Schienenbahnen 7 bewegbar ist, u.zw. in folgender Weise:
Die jeweils einen Herdwagenzug 6 bildenden Ofenwagen 8 werden an einem mit einem Hubtor od.dgl. verschließbaren Ende 9 des Umkehrtunnelofens mit den zu brennenden Formli-ngen 10 in (nachfolgend noch beschriebener) spezieller An bestückt und sodann entlang jeder zweiten Schienenbahn 7, den sogenannten Einfahrtsbahnen 11, durch die jeweilige Aufheizzone 3 bis zur am anderen Ende 12 des Umkehπunnelofens 1 angeordneten Brennzone 4 verfahren. Don erfolgt in einer Umsetzstation 13, deren Mechanik in einem Raum 14 unterhalb des Umkehrtunnelofens 1 angeordnet ist ein Umsetzen der Ofenwagen 8 auf die jeweils benachbaπe Schienenbahn 7, die sogenannten Ausfahπsbahnen 15, worauf die Ofenwagen 8 durch die jeweilige Kühlzone 5 wiederum aus dem Umkehπunnelofen 1 herausgefahren
abgebildet, einzusetzen. Ein solcher Besatz-Hilfsstein 18, der den Querschnitt eines Doppelkammes aufweist stellt schmale Auflageflächen an den Formlingen sicher, so daß nur geringfügige Oberflächenanteile der Formlinge 10 nicht direkt von Ofengas bestrichen sind. Hierdurch wird ein völliger Ausbrand der in den Formlingen enthaltenen Ausbrennstoffe sichergestellt Weiters bewirken solche Besatz-Hilfssteine 18 eine wesentlich freiere Konvektionsströmung, insbesondere in Querrichtung, wodurch die
Wärmeübertragungsverhältnisse zwischen benachbarten Besatz-Scheibenwänden wesentlich verbesseπ werden. Es kommt zu einer Ausbildung einer Quer- Konvektionsströmung, wie dies in Fig. 8 durch Pfeile 27 veranschaulicht ist
Die die Brennzone 4 abschließende Endstirnwand 28 des Umkehrtunnelofens 1 ist von einer Heißluft-Verteilerwand gebildet, hinter der sich eine Hochtemperatur-Mischkammer 29 befindet, in der die vom Brenner 30 (bzw. mehreren Brennern 30) kommenden heißen Flammgase mit wie später noch beschrieben, im Kreislauf geführtem Ofengas vermischt werden. Hierdurch gelingt es, den bzw. die Brenner 30 mit hoher Flammtemperatur, wie sie bei rein stöchiometrischer Verbrennung gebildet wird, zu fahren und trotzdem die in die Brennzone 4 eintretenden Heißgase ganz nach Bedarf hinsichtlich ihrer Temperatur regeln zu können.
Erfindungsgemäß ist es daher möglich, mit sehr hoher Verbrennungstemperatur zu arbeiten, so daß auch schwere Erdöle und/oder Sekundärbrennstoffe einwandfrei verbrannt werden können. Dadurch ergibt sich ein großer Kostenvoπeil, zumal Schweröl und Sekundärbrennstoffe wesentlich billiger sind als Erdgas. Ein weiterer Vorteil der rein stöchiometrischen Verbrennung ist darin zu sehen, daß die für die Verbrennung notwendige Frischluft minimieπ werden kann, wodurch auch das Abgasvolumen minimieπ ist
In den Bereich zwischen der Aufheizzone 3 und der Brennzone 4 bzw. zwischen der Brennzone 4 und der Kühlzone 5 mündet in den Ofeninnenraum 2 ein Ofengas-Absaugkanal 31, der von einem Frischluftzufuhrkanal 32 unter Bildung eines Rekuperators für die Erwärmung von Frischluft mantelförmig umgeben ist Der Ofengas-Absaugkanal 31 weist einen ersten Zweigkanal 33 auf, der oberhalb des Umkehrtunnelofens 1 in Richtung zum verschließbaren Ende 9 des Umkehπunnelofens 1 gefühπ ist Dieser erste Zweigkanal 33 mündet mit mehreren über die Länge des Umkehπunnelofens 1 verteilt angeordneten Einmündungen 34 in den Anfangsbereich der Aufheizzone 3, nachfolgend Anwärmzone 3' genannt. Über diese Einmündungen 34 wird somit ein Teil des Ofengases über die Aufheizzone 3 im Kreislauf gefühπ, wobei zur Unterstützung und Regelung dieses Kreislaufes den Einmündungen 34 Gebläse 35 vorgeordnet sind. Diese Gebläse 35 arbeiten in der An und Weise, daß das der Anwärmzone 3' zugeführte heiße Ofengas mit fortschreitender Länge dieser
abgebildet einzusetzen. Ein solcher Besatz-Hilfsstein 18, der den Querschnitt eines Doppelkammes aufweist stellt schmale Auflageflächen an den Formlingen sicher, so daß nur geringfügige Oberflächenanteile der Formlinge 10 nicht direkt von Ofengas bestrichen sind. Hierdurch wird ein völliger Ausbrand der in den Formlingen enthaltenen Ausbrennstoffe sichergestellt Weiters bewirken solche Besatz-Hilfssteine 18 eine wesentlich freiere Konvektionsströmung, insbesondere in Queπichtung, wodurch die
Wärmeübertragungsverhältnisse zwischen benachbarten Besatz-Scheibenwänden wesentlich verbesseπ werden. Es kommt zu einer Ausbildung einer Quer- Konvektionsströmung, wie dies in Fig. 8 durch Pfeile 27 veranschaulicht ist
Die die Brennzone 4 abschließende Endstirnwand 28 des Umkehrtunnelofens 1 ist von einer Heißluft- Verteilerwand gebildet, hinter der sich eine Hochtemperatur-Mischkammer 29 befindet in der die vom Brenner 30 (bzw. mehreren Brennern 30) kommenden heißen Rammgase mit wie später noch beschrieben, im Kreislauf geführtem Ofengas vermischt werden. Hierdurch gelingt es, den bzw. die Brenner 30 mit hoher Flammtemperatur, wie sie bei rein stöchiometrischer Verbrennung gebildet wird, zu fahren und trotzdem die in die Brennzone 4 eintretenden Heißgase ganz nach Bedarf hinsichtlich ihrer Temperatur regeln zu können.
Erfindungsgemäß ist es daher möglich, mit sehr hoher Verbrennungstemperatur zu arbeiten, so daß auch schwere Erdöle und/oder Sekundärbrennstoffe einwandfrei verbrannt werden können. Dadurch ergibt sich ein großer Kostenvoneil, zumal Schweröl und Sekundärbrennstoffe wesentlich billiger sind als Erdgas. Ein weiterer Vorteil der rein stöchiometrischen Verbrennung ist darin zu sehen, daß die für die Verbrennung notwendige Frischluft minimieπ werden kann, wodurch auch das Abgasvolumen minimieπ ist
In den Bereich zwischen der Aufheizzone 3 und der Brennzone 4 bzw. zwischen der Brennzone 4 und der Kühlzone 5 mündet in den Ofeninnenraum 2 ein Ofengas-Absaugkanal 31, der von einem Frischluftzufuhrkanal 32 unter Bildung eines Rekuperators für die Erwärmung von Frischluft mantelförmig umgeben ist Der Ofengas-Absaugkanal 31 weist einen ersten Zweigkanal 33 auf, der oberhalb des Umkehπunnelofens 1 in Richtung zum verschließbaren Ende 9 des Umkehnunnelofens 1 geführt ist Dieser erste Zweigkanal 33 mündet mit mehreren über die Länge des Umkehnunnelofens 1 verteilt angeordneten Einmündungen 34 in den Anfangsbereich der Aufheizzone 3, nachfolgend Anwäirmzone 3' genannt. Über diese Einmündungen 34 wird somit ein Teil des Ofengases über die Aufheizzone 3 im Kreislauf geführt, wobei zur Unterstützung und Regelung dieses Kreislaufes den Einmündungen 34 Gebläse 35 vorgeordnet sind. Diese Gebläse 35 arbeiten in der An und Weise, daß das der Anwärmzone 3' zugeführte heiße Ofengas mit fortschreitender Länge dieser
Desgleichen wird durch das Ofengas vorgewärmte Frischluft über vom Frischluftzufuhrkanal 32 ausgehende Zweigleitungen 47 in die Brennzone zugeführt, u.zw. mit mit zunehmender Länge der Brennzone 4 abnehmenden Mengen. Auch bei diesen Zweigleitungen 47 sind zur Regelung der zugeführten Frischluftmengen Gebläse 48 vorgesehen.
Wie aus Fig. 2 erkennbar ist, ist die vom Ofengas vorgewärmte Frischluft entlang des ersten Zweigkanales 33 im Gegenstrom zum Ofengas und entlang des zweiten Zweigkanales 37 im Gleichstrom zum Ofengas geführt
Die für den Betrieb des bzw. der Brenner(s) 30 notwendige Frischluft wird ebenfalls aus dem Frischluftzufuhrkanal 32 entnommen, u.zw. über eine Zweigleitung 49, und über ein Gebläse 50 dem bzw. den Brenner(n) 30 zugeführt
Eventuell vorhandene überschüssige vorgewärmte Frischluft kann über eine weitere Zweigleitung 51 und ein Gebläse 52 einem Trockenofen 53 zugeführt werden. In diese Zweigleitung 51 erfolgt auch eine Zuleitung von im Wärmetauscher 40, der dem Abgaskamin 38 vorgeordnet ist, vorgewärmte Frischluft bzw. von reinem Ofenabgas. Die dem Abgaskamin vorgeordnete Abgasreinigungsanlage 39 ist vor allem dann in Funktion, wenn durch den Brand Schadstoffe freigesetzt werden, für die eine Reinigung des Ofengases (z.B. Trockensorption von sauren Gasbestandteilen) erforderlich ist bevor es durch den Kamin 38 abgeführt bzw. dem Trockenofen 53 zugeführt wird.
Die Bauart des "Rohr in Rohr"-Mantelrekuperators 31, 32 ist deshalb äußerst vorteilhaft weil der Umkehrtunnelofen 1 einen langgestreckten Basiskörper darstellt an dessen Länge sich der Rekuperator mit seiner Länge gut anpassen läßt und weil die einzelnen Gasführungsab- und -Zugänge entlang des gesamten Umkehnunnelofens 1 installiert werden müssen.
Außerdem werden die heißen Ofenumwälzgase im innenliegenden, einen großen Durchmesser aufweisenden Ofengas- Absaugkanal 31 (durch Mannlocheinstiege leicht von Ablagerungen, wie Staub etc., zu reinigen) geleitet, so daß durch die Mantelkühlung mittels Frischluft keine Überhitzungen auftreten können. Ein weiterer Vorteil des Rekuperators 31, 32 ist darin zu sehen, daß keine aufwendigen Wärmeisolationseinrichtungen benötigt werden.
Gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die in Fig. 8 dargestellte natürliche Konvektionsströmung, die durch den Gas-Steigdruck der wärmeren Seite hervorgerufen wird, durch eine erzwungene Konvektionsströmung zur Erzielung eines höheren Wärmeüberganges unterstützt werden. Hierzu dienen in den Seitenwänden des Umkehnunnelofens 1 angeordnete Heißgastreibdüsen 54, durch die durch das Ofengas
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Desgleichen wird durch das Ofengas vorgewärmte Frischluft über vom Frischluftzufuhrkanal 32 ausgehende Zweigleitungen 47 in die Brennzone zugeführt, u.zw. mit mit zunehmender Länge der Brennzone 4 abnehmenden Mengen. Auch bei diesen Zweigleitungen 47 sind zur Regelung der zugeführten Frischluftmengen Gebläse 48 vorgesehen.
Wie aus Fig. 2 erkennbar ist ist die vom Ofengas vorgewärmte Frischluft entlang des ersten Zweigkanales 33 im Gegenstrom zum Ofengas und entlang des zweiten Zweigkanales 37 im Gleichstrom zum Ofengas geführt
Die für den Betrieb des bzw. der Brenner(s) 30 notwendige Frischluft wird ebenfalls aus dem Frischluftzufuhrkanal 32 entnommen, u.zw. über eine Zweigleitung 49, und über ein Gebläse 50 dem bzw. den Brenner(n) 30 zugeführt
Eventuell vorhandene überschüssige vorgewärmte Frischluft kann über eine weitere Zweigleitung 51 und ein Gebläse 52 einem Trockenofen 53 zugeführt werden. In diese Zweigleitung 51 erfolgt auch eine Zuleitung von im Wärmetauscher 40, der dem Abgaskamin 38 vorgeordnet ist, vorgewärmte Frischluft bzw. von reinem Ofenabgas. Die dem Abgaskamin vorgeordnete Abgasreinigungsanlage 39 ist vor allem dann in Funktion, wenn durch den Brand Schadstoffe freigesetzt werden, für die eine Reinigung des Ofengases (z.B. Trockensorption von sauren Gasbestandteilen) erforderlich ist bevor es durch den Kamin 38 abgeführt bzw. dem Trockenofen 53 zugeführt wird.
Die Bauart des "Rohr in Rohr"-Mantelrekuperators 31, 32 ist deshalb äußerst vorteilhaft weil der Umkehrtunnelofen 1 einen langgestreckten Basiskörper darstellt an dessen Länge sich der Rekuperator mit seiner Länge gut anpassen läßt und weil die einzelnen Gasführungsab- und -Zugänge entlang des gesamten Umkehrtunnelofens 1 installiert werden müssen.
Außerdem werden die heißen Ofenumwälzgase im innenliegenden, einen großen Durchmesser aufweisenden Ofengas- Absaugkanal 31 (durch Mannlocheinstiege leicht von Ablagerungen, wie Staub etc., zu reinigen) geleitet, so daß durch die Mantelkühlung mittels Frischluft keine Überhitzungen auftreten können. Ein weiterer Vorteil des Rekuperators 31, 32 ist darin zu sehen, daß keine aufwendigen Wärmeisolationseinrichtungen benötigt werden.
Gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die in Fig. 8 dargestellte natürliche Konvektionsströmung, die durch den Gas-Steigdruck der wärmeren Seite hervorgerufen wird, durch eine erzwungene Konvektionsströmung zur Erzielung eines höheren Wärmeüberganges unterstützt werden. Hierzu dienen in den Seitenwänden des Umkehrtunnelofens 1 angeordnete Heißgastreibdüsen 54, durch die durch das Ofengas
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Die erfindungsgemäße Anlage weist den Vorteil auf, daß das Anfeuern besonders einfach bewerkstelligt werden kann. Es brauchen lediglich der bzw. die Brenner 30 und die Ofengasumwälzung in Betrieb gesetzt zu werden. Die Steuerung dieser Einrichtungen ist gegenüber herkömmlichen Tunnelöfen wesentlich vereinfacht da die Brenner 30 nur an einer Stelle angeordnet sind. Auf diese Art und Weise kann die erfindungsgemäße Anlage beispielsweise über das Wochenende in einen temperaturabgesenkten Beharrungsbetrieb genommen und nach dem Wochenende in kurzer Zeit für den Brennbetrieb hochgefahren werden.
Die erfindungsgemäße Anlage kann auch verhältnismäßig gut in bestehende Tunnelofenanlagen integrieπ werden, indem lediglich der Herdwagenpark auf das jeweilige Produkt abgestimmt und ein neuer Brennkanalunterbau errichtet wird. Durch die Schaffung eines besseren Wärmeüberganges können neben wesentlich kürzeren Brennzeiten auch die weiteren enormen Vorteile der Energieeinspaning über das rekuperaüve Ofengasrecycling, über die Verringerung der Abgasabgangsverluste, über die Falschluftvermeidung und über die Vermeidung der Wärmeabstrahlungsverluste aus den großen und schweren Herdwagenaufbauten - die oft tagelang außerhalb des Brennkanales auf Nebengleisen ihrer Be- und Entladung harren und dabei völlig auskühlen - voll genützt werden.
Ein weiterer enormer Vorteil ergibt sich auch aus der Tatsache, daß die erfindungsgemäße Anlage auf Altemativenergieεinsätze, wie Holzmehl, Stroh, Papierschlamm und kommunale Klärschlämme usw., wie auch auf preisgünstigere Primärbrennstoffe (z.B. Schweröl in Brennkammern) umgestellt und dabei auf die Anschaffung und den Betrieb einer dem Tunnelofen nachgeschalteten, äußerst kostspieligen Abgasnachverbrennungsanlage verzichtet werden kann, da das Abgas bei der erfindungsgemäßen Anlage ohnehin durch die spezifische Gasführung bereits in der Brennzone 4 zur Gänze bei hoher Temperatur nachverbrannt und direkt aus dem hochtemperierten Ofengas-Absaugkanal 31 abgeleitet wird. Im Falle des Einsatzes von Sekundärbrennstoffen fungiert die Mischlcammer 29 als Brennkammer und bildet die Endstirnwand 28 eine die Brennkammer 29 gegen die Brennzone 4 abschirmende Flammschutzwand. Unterhalb der Brennkammer 29 ist dann eine automatische Ascheaustrageinrichtung 29' vorgesehen.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern kann in verschiedener Hinsicht modifiziert werden. Beispielsweise ist es möglich, auch mehr als sechs nebeneinander liegende Herdwagenzüge 6 vorzusehen. Der Tunnelofen kann, auch als Durchgangstunnelofen ausgebildet sein, wodurch jedoch einige Nachteile gegenüber einem Umkehrtunnelofen 1 in Kauf genommen werden müssen. Beispielsweise müssen dann an beiden Enden des Tunnelofens Belade- und Entladestationen eingerichtet werden, wogegen bei
der Ausbildung des Tunnelofens als Umkehrtunnelofen 1 wesentliche Investitionskosteneinsparungen möglich sind. Insbesondere ergeben sich hier Vorteile durch die unkomplizierte Gasführung für die Ofengaszirkulation und die Frischluftzuführung.
Weiters wäre es denkbar, die Ofenwagen 8 nicht nur mit einer einzigen Besatz-Scheibenwand 21 zu versehen; es könnten auch - in Abhängigkeit der Gestalt und der Größe der Formlinge 10 - zwei nebeneinander liegende Besatz- Scheibenwände 21 vorgesehen sein, wobei trotzdem ein guter, sich von Natur aus einstellender Wärmeübergang sichergestellt ist, zumal auch bei dieser Variante zu jeder Besatz-Scheibenwand 21 beim Durchgang durch den Tunnelofen eine gegenläufige Besatz-Scheibenwand 21 vorhanden ist - mit Ausnahme der den Tunnelseitenwänden benachbaπen Herdwagenzüge, die allerdings durch die stationäre Wärme der Tunnelofenseitenwände ebenfalls einer Wärmestrahlung ausgesetzt sind.