DE2330625C3 - Tunnelofen zum Brennen kohlenstoffhaltiger Erzeugnisse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Tunnelofen zum Brennen kohlenstoffhaltiger Erzeugnisse, bei dem die während des Brennvorganges austretenden Gase über Kanäle als Brenngase Brennkammern zuführbar sind.

Es ist ein Tunnelofen zum Brennen kohlenstoffhaltiger Erzeugnisse bekannt, der einen Tunnel aufweist, in welchem die zu brennenden Erzeugnisse untergebracht werden, sowie Einrichtungen zum Eintragen und Austragen der Erzeugnisse aus dem Tunnel, Einrichtungen zur Gewinnung eines Brenngases und einen Saugzug zum Ausstoß des Rauchgases enthält.

Bei dem bekannten Tunnelofen sind die Einrichtungen zur Gewinnung des Brenngases in Form von Brennern zur Verbrennung des Brennstoffes im Tunnelofen ausgebildet, während der Saugzug an der Eintragseite des Tunnelofens angeordnet ist. Auf der Eintragseite weist der Tunnelofen auch eine Vorkammer mit einem Verschluß auf. Bei diesem Tunnelofen werden flüchtige Stoffe, die sich beim Brennen von aus Teerkoks bestehenden Rohlingen abscheiden, zusammen mit den Rauchgasen in die Atmosphäre hinausgeschleudert.

Der bekannte Tunnelofen weist Nachteile auf, die darin bestehen, daß er es nicht ermöglicht, kohlenstoffhaltige Erzeugnisse mit einem Bindemittelgehalt über 10-15% zu brennen. Auch weist der Tunnelofen ein erhebliches Temperaturgefälle in Höhenrichtung des Tunnels auf sowie eine hohe Geschwindigkeit des Temperaturanstieges im Bereich von 300 bis 500° C, was zur Qualitätsminderung der zu brennenden Erzeugnisse führt. Der bekannte Tunnelofen zeichnet sich auch durch einen beträchtlichen Brennstoffverbrauch je 1 kg des Fertigerzeugnisses aus. Darübet hinaus ist wegen der vorhandenen Vorkammer ein kontinuierlicher Arbeitsvorgang des Tunnelofens nicht durchführbar.

Es ist auch ein Tunnelofen zum Brennen-kohlenstoffhaltiger Erzeugnisse bekannt (DE-PS 12 02 706), der mit Beschickungs- und Entleerungseinrichtungen für die zu brennenden bzw. gebrannten Erzeugnisse versehen ist und eine Einrichtung zur Gewinnung eines Brenngases enthält, die in besonderen Brennkammern verbrannt werden, aus denen die Heizgase in, längs der Ofenseite waagrecht geführte Heizkanäle eintreten, in welchen sie den Ofen durchströmen, wobei sie dann den Ofen durch Abzugsrohre verlassen. Hierbei werden die dem Brenngut entweichenden Brenngase an nur einem Ende des Ofens, und zwar an dem, den Brennkammern 5 entgegengesetzten Ende durch Rohrstutzen abgesaugt und durchströmen dann ein in den Wandungen der Ofenmauer geführtes Gaskanalsystem und werden über Zuleitungen teils den Brennkammern zugeführt und verbrannt Ein derartiger bekannter Tunnelofen weist ίο jedoch den Nachteil auf, daß kein gleichmäßiges Temperaturgefälle über die ganze Länge des Tunnelofens erzielbar ist und daß der Tunnelofen durch die erforderlichen Rauchzüge und Brennkammern eine komplizierte bauliche Gestaltung aufweist und keine absolute Ausnutzung des Brennstoffes gewährleistet.

Der Zweck der Erfindung besteht in der Beseitigung dieser Nachteile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tunnelofen zu schaffen, mit dem es ermöglicht wird bei einfacher baulicher Gestaltung desselben den Brennstoff einschließlich aller im Tunnelofen befindlicher Verbrennungsprodukte vollständig auszunutzen und in jedem Tunnelofenquerschnitt einen Temperaturausgleich und somit ein nur geringes Temperaturgefälle zu erzielen, so daß eine Qualitätssteigerung der gebrannten Erzeugnisse und eine Verminderung des Brennstoffverbrauches je 1 kg Fertigerzeugnis unter gleichzeitiger Intensivierung des Brenn Vorganges gewährleistet wird. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Brennkammern kegelförmig ausgebildet sind und daß die Einmündungen der Gaskanäle bzw. des Saugzuges sowohl an der Beschickungs- als auch an der Entleerungsstelle des Tunnelofens angeordnet sind.

Es ist zweckmäßig, wenn der Ofen auf der Beschickungsseite befindliche, mit Gaskanälen und mit Brennstoff-Luft-Kanälen in Verbindung stehende Injektoren enthält.

Des weiteren ist es zweckmäßig, wenn zur Kühlung der gebrannten kohlenstoffhaltigen Erzeugnisse am Tunnelofen zwischen den Brennkammern und dem Saugzug ein Wasserzerstäuber angeordnet ist.

Durch eine derartige Gestaltung des Tunnelofens mit seiner kegelförmig ausgebildeten Brennkammer wird es ermöglicht, nicht nur den Brennstoff vollständig auszunutzen und dadurch, daß dem gewonnenen Brenngas eine erhebliche Eintrittsgeschwindigkeit in den Tunnelofen verliehen wird, eine Wirbelbildung des Brenngases und ein Zusammenwirken mit diesem zu erreichen, so daß in jedem Tunnelofenquerschnitt ein Temperaturausgleich über die gesamte wirksame Länge des Tunnels erzielbar ist, wobei ohne der Notwendigkeit der Anordnung irgendwelcher Rauchzüge oder -führungen es ermöglicht wird, daß die Brennkammern in den mittleren Teil des Ofens münden, so daß jegliche Schleusen erübrigt werden und alle fliegenden kohlenstoffhaltigen Teile in die Brennkammer gelangen und dort verbrennen können.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung in Draufsicht schematisch dargestellt.

Im Tunnel 1 des Tunnelofens werden kohlenstoffhaltige Erzeugnisse 2 ununterbrochen von der Eintragungszone A zur Entleerungszone B bewegt (die Bewegungsrichtung der Erzeugnisse ist in der Zeichnung durch f>5 einen gestrichelten Pfeil dargestellt). Im mittleren Teil des Tunnelofens befinden sich Brennkammern 3, welche kegelförmig gestaltet sind und eine tangential mündende Einführung 4 für das aus Kanälen 5 kommende

Brennstoff-Luft-Gemisch aufweisen. Die Brennkammern 3 wirken somit als Wirbelkammern. Für die Zuführung des Brennstoff-Luft-Gemisches sind Injektoren 6 vorgesehen, welche zwischen den Gaskanälen 7 und den Brennstoff-Luft-Kanälen 5 angeordnet sind. Die Einmündungen 8 der Gaskanäle 7 sind auf der Seite der Eingangszone A in den Tunnel i vorgesehen. Um eine Querschnittsänderung der Gaskanäle 7 zu ermöglichen, sind Klappen 9 angeordnet. Eine Veränderung der Lage der Klappe 9 ändert die Menge der durchtratenden Luft I und des Gemisches II aus Verbrennungsprodukten und flüchtigen Stoffen, die aus dem Tunnel unter ständigem Verbrauch des Brennstoffes IH und der Luft IV kommen (die Richtung des Luftstromes I, des Gemisches II aus Verbrennungsprodukten und aus vom Material ausgeschiedenen flüchtigen Stoffen sowie auch aus anderen Strömen ist in der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung durch Pfeile und durch römische Bezugsziffern in der Zeichnung gezeichnet), welche in die Brennstoff-Luft-Kanäle 5 über Düsen 10 der Injektoren 6 einströmen.

Hinter den Brennkammern 3 auf der Seite der Entleerungszone ßist ein Saugzug 11 des Tunnelofens angeordnet. Der durch den Saugzug 11 erzeugte Unterdruck gewährleistet die Entfernung der Verbrennungsprodukte V aus dem Ofen und die Zuführung der zur Kühlung der Erzeugnisse 2 dienenden Luft VI in den Tunnelofen. Zwischen den Brennkammern 3 jnd dem Saugzug 11 ist ein zu Kühlzwecken dienender Wasserzerstäuber 12 angeordnet, welcher fein zerstäubtes Wasser VII (oder Wasserdampf) für eine schützende Kühlung der Erzeugnisse 2 zuführt.

Die Wirkungsweise des Tunnelofens zum Brennen kohlenstoffhaltiger Erzeugnisse ist folgende:

Die Erzeugnisse 2 werden im Tunnel 2 auf einem (in der Zeichnung nicht dargestellten) ausfahrbaren Herd bekannter Bauart bewegt. Das Brennstoff-Luft-Gemisch wird den Brennkammern 3 durch die Injektoren 6 zugeführt. Durch die in tangentialer Richtung erfolgende Einführung des Brennstoff-Luft-Gemisches in die Brennkammern bilden die Verbrennungsprodukte einseitig gerichtete Wirbel, wodurch sie eine über den Tunnelquerschnitt gleichartige Gasströmung sowie ein gleichmäßiges Temperaturfeld erzeugen.

Die aus den Kammern austretenden Wirbel werden beim Aufeinandertreffen im Tunnel in zwei Ströme aufgeteilt. Der eine Strom VIII ist nach der Seite der Saugkanäle 7 und der andere Strom V nach der Seite des Saugzuges 11 hin gerichtet. Das mengenmäßige Verhältnis derselben hängt von den durch den Saugzug 11 und die Injektoren 6 erzeugten Unterdrucke ab.

Die Höchsttemperatur im Tunnel 1 wird in der Nähe der Achse 0-0 der Brennkammer aufrechterhalten.

Durch den von den Injektoren 6 erzeugten Unterdruck in den Saugkanälen 7 bewegt sich der Strom VIII der Verbrennungsprodukte in Gegenrichtung zur Bewegungsrichtung der Erzeugnisse 2 und gibt die Wärme für deren Erwärmung und den Verlauf von endothermen Reaktionen der Bindemittelkarbonisation ab. Hierbei senkt sich allmählich die Temperatur des Stromes. Die flüchtigen Stoffe, welche sich bei der Karbonisation des Bindemittels des Erzeugnisses 2 abscheiden gelangen in die Gasströmung.

An der Mündung 8 der Saugkanäle 7 mischt sich den Verbrennungsprodukten und den flüchtigen Stoffen die Luft I zu, die durch die Eintragszone A des Tunnelofens in Bewegungsrichtung der Erzeugnisse einströmt. Auf diese Weise wird die Zuführung der flüchtigen Produkte der Bindemittelkarbonisation zum Nachverbrennen sichergestellt. Die Menge des aus Verbrennungsprodukten und flüchtigen Stoffen bestehenden Gemisches II sowie der Luft I, welche aus dem Tunnel 1 in die Saugkanäle (beim konstanten Verbrauch des Brennstoffes II, der Luft IV und beim vorgegebenen Unterdruck des Saugzuges 11) einströmen, werden durch die Lage der Klappen 9 bestimmt. Eine entsprechende Lage der Kluppen 9 der Zugkanäle 7 soll eine Temperatur der Erzeugnisse in der Achse Oj-Oj der Gaskanäle im Bereich von 70 - 200° C gewährleisten.

Die Verminderung der Geschwindigkeit des Temperaturanstieges im Bereich von 300 — 500° C wird in den erforderlichen Grenzen durch Umlenkung eines Teiles der Verbrennungsprcdukte V von der Achse 0-0 der Brennkammern in Bewegungsrichtung der Erzeugnisse 2 zum Saugzug 11 hin durch Änderung der Lage der Klappen 9 gewährleistet. Der durch den Saugzug 11 erzeugte Unterdruck ermöglicht eine Bewegung der Luft entlang den zu brennenden Erzeugnissen 2 von der Seite der Entleerungszone B her. Auf diese Weise gelangt die Luft ! in den Tunnel 1 von der Seite der Eintragszone A in die Brennkammern 3 und die Luft V — von der Seite der Entleerungszone B zur endgültigen Kühlung des Erzeugnisses und der Ausstoß dieser Luft in den Saugzug U, wodurch eine zuverlässige kontinuierliche Arbeit des Tunnelofens ohne Vorkammer und ohne Verschlüsse gewährleistet wird. Durch den Zerstäuber 12 wird dem Tunnel 1 fein zerstäubtes Wasser VII (oder Wasserdampf) für eine schützende Kühlung zugeführt. Durch diese Kühlung wird ein Kontakt der warmen Erzeugnisse 2 mit der im Tunnel 1 von der Seite der Entleerungszone B her eintretenden Luft Vl vermieden.

Beispiel

Ein erfindungsgemäß gestalteter Tunnelofen zum Brennen kohlenstoffhaltiger Erzeugnisse wies eine Länge von 2,3 m und einen Tunneldurchmesser von 0,12 m auf. Das Brennen von Teerkokserzeugnissen erfolgte bei einem Temperaturgefälle, welches in radialer Richtung des Tunnelofens 5% nicht überstieg. Im Temperaturintervall von 300 — 500°C war die Geschwindigkeit des Temperaturanstieges in anderen Intervallen des Brennens und wurde frei durch Änderung des Verbrauches an Brennstoff-Luft-Gemisch, des Widerstandes im Gaskana! 7 und des Unterdruckes im Saugzug 11 geregelt. Die Ausbeute des Koksrückstandes betrug etwa 70%. Die Fertigerzeugnisse wiesen keine Risse auf.

Der vorgeschlagene Tunnelofen zum Brennen kohlenstoffhaltiger Erzeugnisse ist in seiner baulichen Gestaltung einfach und im Betrieb zuverlässig. Er kann als Hauptapparat bei der Herstellung von Kohlegraphitmaterialien dienen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Tunnelofen zum Brennen kohlenstoffhaltiger Erzeugnisse bei dem die während des Brennvorganges austretenden Gase über Kanäle als Brenngase Brennkammern zuführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammern (3) kegelförmig ausgebildet sind und daß die Einmündungen (8) der Gaskanäle (7) bzw. des Saugzuges (11) sowohl an der Beschickungs- als auch an der Entleerungsseite des Tunnelofens angeordnet sind.

2. Tunnelofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen auf der Beschickungsseite befindliche, mit Gaskanälen (7) und mit Brennstoff-Luft-Kanälen (5) in Verbindung stehende Injektoren (6) enthält

3. Tunnelofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung der gebrannten kohlenstoffhaltigen Erzeugnisse (2) am Tunnel (1) zwischen den Brennkammern (3) und dem Saugzug (11) ein Wasserzerstäuber (12) angeordnet ist.