TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Tunnelofens, bei dem das Ofengas in der Kühlzone im Gegenstrom und in der Anwärmzone im Gleichstrom zum Brenngut geführt wird und bei dem eine Abnahme von Ofengas aus einer Zone hoher Temperatur zur Abfuhr in die Umgebung erfolgt sowie ferner Ofengas aus der Hochtemperaturzone der Anwärmzone zugeführt wird und einen Tunnelofen zur Durchführung des Verfahrens.

STAND DER TECHNIK

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (DE-OS 26 53 118) wird das Ofengas zwischen Kühlzone und

Brennzone aus dem Tunnelofen entnommen und der Anwärm¬ zone zugeführt. Dieses Ofengas ist sehr Sauerstoffreich und dies hat zur Folge, daß in der Anwärmzone eine vorzeitige Verbrennung von Schwelstoffen aus dem brennstoffhaltigen Besatz erfolgen kann. Bei dem bekannten Verfahren besteht die Möglichkeit, daß mehr Ofenabwärme entsteht, als für den Trockenprozeß benötigt wird. Dies gilt insbesondere, wenn wegen eines geringen Wassergehalts der Formlinge der Trockenwärme- bedarf gering ist.

DIE ERFINDUNG

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Er¬ findung di ^' Aufgäbe zugrunde, ein Brennverfahren der als bekannt vorausgesetzten Art so auszubilden, daß eine wirtschaftlich günstige und stabile Verfahrens¬ führung möglich ist. Das der Anwärmzone zugeführte Ofengas soll einen nur geringen Sauerstoffgehalt auf¬ weisen, um eine frühzeitige Zündung von Brennstoff und eine unbeabsichtigte übermäßige Erwärmung des Besatzes in der Anwärmzone zu vermeiden.

Im einzelnen soll das erfindungsgemäße Verfahren bzw. der Tunnelofen zur Durchführung dieses Verfahrens wenigstens einige der folgenden Eigenschaften auf¬ weisen: a) In der Kühlzone soll kein oder möglichst wenig Rauchgas anwesend sein. b) Die für den Verbrennungsprozeß erforderliche Ver- brennungsluft soll hocherhitzt direkt von der Kühl¬ in die Brennzone im Gegenstrom übertreten. σ) Es soll sich erübrigen, in die Hauptbrennzone, Kühl- oder Schnellkühlzone Rauchgase aufzugeben. d) Es soll eine Entnahme von Abgas mit möglichst ge- ringer Luftüberschußzahl ohne Gastrennungsprobleme möglich sein mit einer Temperatur, die ausreichend hoch ist, um die Schadstoffe zu oxydieren bzw. zu verbrennen. e) Auch bei weitgehend selbstbrennenden Besätzen soll eine günstig abgestufte Anwärmkurve möglich sein, um hohe Ofenleistungen zu erreichen.

Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt mit den Merkmalen des Hauptanspruσhs sowie der Unteransprüche.

Eine bevorzugte Aus ührungsform der Erfindung zielt darauf ab, beim Brenn- und Trockenvorgang die Abgas¬ bzw. Abluftvolumina möglichst gering zu halten. Dies erfolgt vorzugsweise dadurch, daß kein Umladevorgang des Brennguts zwischen dem Trockenprozeß und dem Brennprozeß erfolgt. Dabei soll der im Gleichstrom erfolgenden Anwärmung des Brennguts in der Anwärm¬ zone ein im Gleichstrom erfolgender Trocknungsvorgang vorgeschaltet werden. Es werden bei dieser bevorzugten Ausführungsform also zwei Gleiσhstromvorgänge, nämlich ^' eine Gleichstromtrocknung und eine Gleichstromanwärmung hintereinander geschaltet. Daraus ergeben sich geringste Abwärmemengen bei besonders schonender Behandlung des Trockengutes.

Ein weiteres Ziel einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt darin, das aus dem Hochtemperaturbe¬ reich stammende sauerstoffarme hochwertige Ofengas besonders gleichmäßig und günstig in der Anwärmzone zu verteilen. Dabei soll eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung in den Ofenquerschnitten der Anwärmzone erreicht werden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch, daß die Einspeisung des in die Anwärmzone eingesetzten Sauer¬ stoffverarmten Ofengases mittels beweglicher Heizgas- Verteiler erfolgt, die quer zur Längsachse des Tunnel¬ ofens hebe- und senkbar angeordnet sind. Das Heben und Senken kann intermittierend während der Ausblas-

Perioden erfolgen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSABBILDUNG

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. In den Zeichnungen sind gleiche Teile im wesentlichen mit gleichen Bezugszeichen versehen, die sich unterein¬ ander nur durch Hochstriche unterscheiden.

Es zeigen:

Figur 1 - das Schema einer ersten Ausführungsform des

Tunnelofens, Figur 2 - die Temperaturverlaufskurve des Tunnelofens gemäß Figur 1 , Figur 3 - die Druckverlaufskurve für den Tunnelofen gemäß Figur 1 , Figur 4 - eine schematische Darstellung einer weiteren Au führungsform des Tunnelofens analog

Figur 1 , Figur 5 - die Temperaturverlaufskurve zum Tunnelofen gemäß Figur 4, Figur 6 - eine schematische weitere Darstellung eines Tunnelofens, die im wesentlichen nur die

Gasstrδme zeigt, Figur 7 - eine Temperaturverlaufskurve für den Tunnel¬ ofen gemäß Figur 6, Figur 8 — einen Querschnitt durch die Anwärmzone mit Gasverteileinrichtungen,

Figur 9 - eine schematische, teilweise in

Längsrichtung geschnittene

Seitenansicht des vorderen Bereichs der Anwarmzone, Figur 10 - eine Seitenansicht analog Figur 9 mit einer ^' anderen Ausführungsform.

BESTER WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Zunächst zur Ausführungsform gemäß Figuren 1 bis 3:

Im Brennkanal 1 des Tunnelofens sind Brennwagen 10 in Richtung des Pfeils 11 verfahrbar. Dem eigentlichen Tunnelofen ist eine Vorwärmkammer 6 vorgeschaltet, die auch als Gleiσhstromtrockner ausgebildet sein kann. Die Vorwärmkammer besitzt an ihrem Eingang eine Ab- Sperreinrichtung 12 und zur Abtrennung, gegenüber einer Anwärmzone 3 eine Absperreinrichtung 13.

Die in Figur 2 dargestellte Temperaturkurve 4 zeigt den Temperaturverlauf in den verschiedenen Bereichen des Tunnelofens. Die Temperaturverlaufskurve zeigt das Ansteigen der Temperatur in der Anwärmzone 3 bis auf 800 C« In der Anwärmzone wird der mit 25 bezeichnete Ofengasstrom im Gleichstrom zum Brenngut, also im Gleichstrom zu den Brennwagen 10 geführt. Vor der Zone höchster Temperatur, also vor der Garbrandzone 27 wird das Abgas durch den Abgang 16 mittels einer Ab¬ gasabfuhrleitung 2 aus dem Tunnelofen abgeführt. Das Abgas durchströmt einen Wärmetauscher5,der zur Anwärmung eines Luftstroms 19 verwendet wird. Dem Luftstrom 19 kann weitere erhitzte, aus der Kühlzone stammende Luft zugemischt werden. Die in der Luft steckende Energie kann anderweitig zur Nutzung verwendet werden, beispiels-

weise zum Betrieb eines Trockners.

Die am Abgang 20 entnommene Sauerstoffreiche Luft kann über die Leitungen 21 und 22 sowie über die Abgänge 22a bei Bedarf zur Verfahrenssteuerung in die Anwärm¬ zone 3 eingeführt werden. In die Leitung 22 kann auch ein Teilstrom des Abgases über eine Rückführleitung 8 zugemischt werden. Die Förderung des in der Leitung 22 befindlichen Gases kann mit einem Gebläse 18 erfolgen.

Während das Ofengas durch die gesamte Anwärmzone im Gleichstrom geführt wird, strömt es durch die Kühlzone 26 und in Produktförderrichtung gesehen bis vor die Garbrandzone 27 im Gegenstrom. Die Entnahme des Ofen- gasstroms 28 erfolgt an einem Abgang 15. Das bei 15 entnommene Ofengas wird mittels eines Gebläses 17 durch eineZuführleitung 7 der Vorwärmkammer zugeführt. Von der Zuführleitung 7 erfolgt die Einspeisung in die Vorwärm¬ kammer 3 mittels Abgängen 7a.

Aus der Anwärmzone 3 führen Entnahmeleitungen 7b in die Zuführleitung 7 zurück, welche Gebläse 23 aufweisen. Es werden bei dieser Anordnung aus der Anwärmzone über die Leitungen 7b Schwelgase in die Leitung 7 überführt, die dort mit den heißen Gasen verbrennen. Es stehen damit der Anwärmzone gegebenenfalls über weitere Umwälzein¬ richtungen neue Heizgase zur Verfügung.

Während die Abgasmenge minimiert und über einen Luft-/ Rauchgaswärmetauscher 5 abgekühlt und genutzt wird, wird eine ähnlich große Heißluftmenge aus der Kühlzone oder dem hinteren Hochtemperaturbereich beispielsweise bei Abgang 20 entnommen und zur Krafterzeugung verwendet.

Dabei ist es vorteilhaft, die zum Beispiel einem Dampf¬ kessel als Verbraucher zugeführte Heißluft im Kreislauf zu benutzen und dem Ofen bzw. dem hinteren Teil der Kühlzone des Ofens wieder zuzuführen. Hierdurch wird das Entstehen von minderwertiger Kesselabwärme ver¬ hindert.

Das Ofengas in der Zuführleitung 7 kann bei Bedarf ent¬ weder aufgeheizt oder gekühlt werden. Zur Kühlung kann beispielsweise abgekühltes Abgas, welches sich in der Rückführleitung 8 befindet, eingespeist werden. Die entsprechende Verbindung ist in der Zeichnungsfigur 1 nicht dargestellt. Ebenso ist es möglich, bei Bedarf über eine Zusatzfeuerung 29 zusätzliche Energie einzu- speisen.

Mit 6 ist ein Gleichstromtrockner bzw. eine Vorwärm¬ kammer bezeichnet. .

Am Ofenausgang befindet sich eine weitere Absperrein¬ richtung 14.

Aus Figur 3 ist ersichtlich, daß der Unterdruck entlang der Unterdruckkurve 24 in Richtung zur Ofenmitte ständig ansteigt. Vor der Absperreinrichtung 13 herrscht Über¬ druck.

Das im Zusammenhang mit Figuren 1 bis 3 beschriebene Verfahren ist besonders gut geeignet für weitgehend selbstbrennende Besätze, jedoch nicht darauf be¬ schränkt. Ein nach dem geschilderten Verfahren be¬ triebener Tunnelofen vermeidet den unerwünscht hohen

Temperaturanstieg im Bereich der Anwärmzone, wie er bei bekannten Verfahren bei Besätzen auftrat, die stark brennstoffhaltig sind.

Nun zu Figuren 4 und 5:

5

Zwischen den Absperreinrichtungen 11 ' und 13' ist der Gleichstromtrockner 6' vorgesehen. Es schließt sich die Anwärmzone 3' an und danach folgt die Hoch¬ temperaturzone 27' , an die sich die Kühlzone 26' an- o schließt.

Aus dem Trockner 6' gelangt der Feuchtluftstrom 110 zum Wärmetauscher 5' und von dort gelangt der aufge¬ heizte Feuchtluftstrom 111 zum Trockner 6' . Mit 114 5 ist der abgekühlte Abgasstrom bezeichnet und mit 113 der Abluftstrom aus dem Trockner 6' , der einer be¬ liebigen Vorrichtung 107 zugeführt wird, in der die Trocknerabwärme verwertet wird.

₀ Das beschriebene System erlaubt, daß sich ohne

Kondensationsgefahr am Trockengut hohe Ablufttemperaturen aus dem Trockner erzielen lassen bei gleichzeitig hoher Feuchteättigung. Diese Abluft ist damit für eine dritte Verwertungsstufe, z.B. für Heizzwecke nutzbar. 5

Bei vorzugsweise eingesetzten Festbrennstoffen und Abfallbrennstoffen erfolgt dabei die Nutzung in drei Stufen, nämlich

₀ 1 . Brennen (Hochtemperatur)

2. Trocknen CMitteltemperatur)

3. Heizen (niedrige Temperatur) .

Die Abluft kann bei diesem Verfahren dem Trockner 6' mit ca. 60 bis 100 C entnommen werden, im Vergleich zu üblichen 30 bis 60° C.

Nun zu der Ausführungsform gemäß Figuren 6 bis 10:

Das grundsätzliche Verfahrensschema entspricht den Schemen der Figuren 1 und 4. Die einander entsprechen¬ den Bezugszeichen sind mit doppelten Hochstrichen ver- sehen, so daß sich eine genauere Beschreibung der Ver¬ fahrensführung im Zusammenhang mit Figuren 6 und 7 erübrigt.

Das Ofengas wird über die Zuleitung 7" und deren Ab- gänge 7a" dem vorderen Bereich 6a" der Anwärmzone 6" zugeführt.

Die Einführung des Heißgases in die Anwärmzone erfolgt über Heißgasverteiler 209, die kanalartig ausgebildet sein können und im Brennkanal heb- und senkbar sind. Sie sind also innerhalb von Querheizschlitzen ange¬ ordnet.

Der Gasstrom 25" wird im Gleichstrom zu den Brennwagen geführt, ebenfalls dessen Fortsetzung 219' bis zum Abgang 15*. Der Ofengasstrom 28' wird zum Abgang 15" im Gegenstrom zur Brenngutfδrderrichtung 11" geführt.

Figur 8 zeigt in einem Ausführungsbeispiel die An- Ordnung und Funktion der Heißgasverteiler 209 mit einem Brennkanalquerschnitt. Der Heißgasstrom wird über Ge¬ bläse 206 in Schächte 211, welche in der Ofenseiten¬ wand 212 vorgesehen sind, eingeleitet. Über seitliche

Füchse 213 wird das Heißgas in die Heißgasverteiler 209 eingeleitet. Dort tritt es über Austrittsschlitze 214 seitlich und/oder nach unten aus.

Durch Hub- und Senkbewegungen läßt sich eine hohe

Austrittstemperatur einhalten, ohne das Brenngut oder das Brennwagendeck zu rasch aufzuheizen. Infolge der intermittierenden Zuführung und Beaufschlagung mit sauerstoffarmem Heißgas lassen sich wegen hoher Temperaturdifferenzen zwischen Heißgas und Wagendeck 215 sowie Besatz gute Wärmeübertragungsverhältnisse ohne vorzeitige Verbrennung von Festbrennstoffen her¬ beiführen. Beim Nachschieben der Brennwagen werden die Heißgasverteiler in Deckennischen hochgezogen und später wieder herabgelassen sowie programmgemäß ^• jeweils gehoben und gesenkt, um den Besatz gleich¬ mäßig und rasch zu erwärmen.

Bei den ersten Heißgasverteilern 209 im Ofeneingangs- bereich kann die Ausblastemperatur durch Beimischung von Ofengas zwischen der Überführungsleitung und dem Fuchs 213 herabgesetzt werden. Durch die nur geringen Ausblasgeschwindigkeiten sind die Antriebsleistungen für die Ventilatoren verhältnismäßig gering und alle Leitungsteile sind nur geringem Druck ausgesetzt. Die Heißgasverteiler 209 können beispielsweise als nach unten offene Hauben ausgebildet sein oder auch als Deckplatten, um auf diese Weise stets einen Hei߬ gas führenden Sohlquerkanal zu bilden.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 10 wird Heißgas über einen Ofeneingangsschieber 216 eingespeist. Der Ofeneingangs chieber 216 weist im unteren Bereich

Heißgasaustrittsoffnungen 217 auf, mittels derer der jeweils neu in den Ofen gelangende Brennstapel 218 so¬ fort besonders intensiv beheizt werden kann.