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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Blähton in
einem Drehofen mit getrenntem Vorwärmrohr und Blährohr, bei dem das Material im
Blährohr mit Luftüberschuß beheizt und den von dem Blährohr zum Vorwärmrohr strömenden
Gasen eine geregelte Frischluftmenge beigemischt wird.
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Ein Nachteil aller bisherigen Verfahren zur Herstellung von Blähton
oder ähnlichen Materialien ist der verhältnismäßig hohe Wärmeaufwand. Er liegt über
900 und bis zu 2000 keal/kg Fertigprodukt. Dieser hohe Aufwand rührt in der
Hauptsache daher, daß die endothermen Prozesse, wie Wasseraustreiben, Kalzinieren,
Aufheizen, sich im Einlaufteil des Ofens abspiel ' en und die thermoneutralen
Prozesse oder die exothermen Prozesse in der Verbrennungszone stattfinden, wo der
Wärmeaufwand nicht benötigt wird oder wo sogar, wie bei der Blähtonherstellung,
eine zu hohe Flammentemperatur unerwünscht ist, da das Behandlungsgut bei einer
übermäßigen Temperatursteigerung seine gewünschten Eigenschaften verliert. Man kann
in diesen Fällen nicht nur aus dem Brenngut in den Kühlem der Verbrennungsluft keine
Wärme zuführen, sondem muß sogar die Verbrennung mit einem erheblichen Kaltluftüberschuß
vor sich gehenlassen, um keine überhöhten Flammentemperaturen zu bekommen. Die Verluste
aus dem heißen Ofengut und aus der großen Abgasmenge sind oft erheblich und können
die Wirtschaftlichkeit solcher Verfahren in Frage stellen.
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Es ist durch die Auslegesehrift 1185 976 bekannt, zur Herstellung
von Blähtonen als Vorwärmeinrichtung anstatt eines Vorwärmrohres ein Sinterband
zu verwenden. Hierbei wird aber mit Luftüberschuß in der Vorwärmzone gearbeitet,
was einen außerordentlich hohen Wärmeaufwand erfordert.
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Es hat sich überraschend gezeigt, daß die Nachteile des hohen Wärmeaufwandes
vermieden werden können, wenn man gemäß der vorliegenden Erfindung im Auslaufende
des Vorwärmrohres zusätzlich so viel Brennstoff zugibt, daß der Luftüberschuß in
etwa verbraucht wird.
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Dadurch besteht die Möglichkeit, einen wesentlichen Teil des Wärmeaufwands
dort aufzuwenden, wo er benötigt wird. Damit besteht gleichzeitig die Möglichkeit,
den Wärmeaufwand im Blährohr zu verringern.
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Es besteht weiter die Möglichkeit, die fühlbare Wärme des den Ofen
verlassenden Fertigproduktes weitgehend zu rekuperieren und die Verbrennungsluft
vorgewärmt dem Kühler zu entnehmen. so daß die Notwendigkeit der Zuführung von Frischluft
zur Reduzierung der Flammentemperatur entfällt. Der Brennstoffbedarf bei der im
Blährohr vorgesehenen Beheizungsvorrichtung wird sehr stark eingeschränkt.
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Der durch das vorgeschlagene Verfahren erZielbare geringere Luftüberschuß
macht es von Nutzen, im Vorwärmrohr an sich bekannte wärmesparende Einbauten anzubringen,
im Gegensatz zu den bisher üblichen Verfahren, bei denen durch den im Blährohr vorhandenen
hohen Luftüberschuß in das Vorwärmrohr eine Wärmemenge eingebracht wurde, die den
Bedarf zur Deckung der endothermen Prozesse bei weitem überstieg, so daß zwangläufig
mit und ohne Einbauten hohe Abgastemperaturen auftreten mußten. Erst bei der Erfindung
bringt die Verwendung von wärmesparenden Vorrichtungen, wie Kreuze, Hubschaufeln
oder nachgeschaltete Rostvorwärmer, weitere wärmesparende Vorteile. Die Erfindung
schlägt weiterhin vor, daß ein Teil der aus der Kühlvorrichtung für den erzeugten
Blähton austretenden Luft unter Umgehung des Blährohres der Heizflamme des Vorwärmrohres
zugeführt wird.
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Falls die den das Blährohr verlassenden Gase nicht genügend Sauerstoff
enthalten, um nach Verbrennung der im Vorwärmrohr zusätzlich zugegebenen Brennstoffmenge
eine Luftüberschußzahl von N = 1,1 aufrechtzuerhalten, können
somit heiße sauerstoffhaltige Gase aus dem Kühler über eine zwischen der Kühlvorrichtung
und dem zwischen Vorwärmrohr und Blährohr angeordneten Verbindungsstück vorgesehene
Umgehungsleitung durch die in diesem Fall zweckmäßig vorgesehene Drosselklappe dem
Vorwärmrohr zugeführt werden. Die Drosselklappe befindet sich dabei an der Einmündung
der Umgehungsleitung in das Verbindungsstück.
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Die Drosselklappe kann auch zur Zufuhr von Frischluft dienen.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
dargestellt.
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In der Zeichnung ist mit 1-die Aufgabeschurre für das drehbar gelagerte
Vorwärmrohr 2 bezeichnet. Das Vorwärmrohr 2 mündet in ein Verbindungsstück 4. Unterhalb
der Einmündung des Vorwärmrohres 2 ist eine Übergangsschurre 5 vorgesehen,
welche zu dem ebenfalls drehbar gelagerten Blährohr 6 gehört. Die Einmündungsenden
des Blährohres 6 und des Vorwärmrohres 2 im Verbindungsstück 4 sind einander
zugekehrt und der Höhe nach zueinander versetzt.
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Das andere Ende des Blährohres 6 mündet in ein weiteres Verbindungsstück
8. Unterhalb davon mündet auf der gleichen Seite das Kühlrohr 9 in
das Verbindungsstück 8. Das Kühlrohr 9 ist ebenfalls drehbar gelagert.
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Die in das Blährohr 6 eingebaute Feuerungseinrichtung bzw.
deren Flamme ist mit 7 bezeichnet und die zum Kühlrohr 9 gehörende
Schurre im Verbindungsstück 8 mit 10. Das Kühlrohr 9 besitzt
an seinem anderen Ende ebenfalls eine Schurre 11.
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Im Auslauf des Vorwärmrohres 2 ist eine zusätzliche Feuerungseinrichtung
vorgesehen. Diese Feuerungseinrichtung bzw. deren Flamme ist mit 12 bezeichnet.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist etwa gegenüber der Mündung
des Vorwärmrohres 2 in der Wandung des Verbindungsstückes 4 eine Drosselklappe
3 eingebaut. An dieser Stelle mündet in das Verbindungsstück eine Umgehungsleitung
13, welche das Kühlrohr 9 über das Verbindungsstück 8 unter
Umgehung des Blährohres 6 unmittelbar verbindet. In der Umgehungsleitung
13 ist ein Ventilator 14 eingebaut.
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Die DrosseIklappe 3 sowie die Umgehungsleitung 13 kann
auch in Fortfall.kommen. Wesentlich ist die zusätzliche Feuerungseinrichtung 12,
deren vorbeschriebene Wirkung jedoch durch die Drosselklappe 3
bzw. die Umgdhungsleitung
13 verbessert werden kann. Die Drosselklappe 3 kann auch zur Zufuhr
von Frischluft von außen her dienen.
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Aus nachstehendem Beispiel ist die durch die Erfindung erzielbare
Wärineeinsparung ersichtlich. Beispiel In einem Drehofen soll Blähton gebrannt werden.
Der Wärmeaufwand beträgt 1068 kcal/kg fertigen
Blählon. Der
Ton soll mit 20% Oberflächenfeuchte in den Ofen eintreten. Der trockene Ton soll
aus 50 11/9 Kaolinit mit der Formel A120, * 2 Si/012
* 2 H,0
und 5001o. Quarz bestehen.
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Dann ergibt sich der theoretische Wärmeverbrauch aus folgenden endothermen
und exothermen Vorgängen:
| Aufwärmen von 0,54 kg Kaolinit |
| von 20 auf 4501 C .......... - 65 keal/kg |
| Kaolinentwässerung ........... - 122 kcal/kg |
| Aufwärmen von 0,5 kg Kaolinit, |
| wasserfrei, von 450 auf 1000' C -72 kcal/kg |
| Zerfall von 0,5 kg Kaolinit in |
| Meta-Kaolin ............... + 32 kcal/kg |
| Abkühlung von 0,5 kg Meta- |
| Kaolin von 1000 auf 201 C 128 kcal/kg |
| Theoretischer Wännebedarf . - 99 kcal/kg |
Hierbei ist davon ausgegangen worden, daß der Quarz sich thermoneutral verhält.
Etwaige Wärmeeffekte beim Blähen durch Verbindungsbildung und Glasbildung sollen
außer Betracht bleiben.
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Der Wärmeaufwand für das Brennen nach dem bisher bekannten Verfahren
setzt sich dann folgendermaßen zusammen:
| Theoretischer Wärmebedarf .... -99 kcal/kg |
| Nicht ausgenutzte fühlbare |
| Wärme des mit 1000' C den |
| Ofen verlassenden Tons ..... -235 kcal/kg |
| Abstrahlungsverluste von Ofen |
| und Kühler ................. - 100 kcal/kg |
| Oberflächenwasserverdampfung |
| des Rohtons ................ - 151 kcal/kg |
| Abgasverluste (Temperatur |
| 500- C) |
| Wasserdampf .............. - 80 kcal/kg |
| Verbrennungsgase (Luftüber- |
| schußzahl N = 1,86) ..... -403 kcal/kg |
| Gesamtwärmebedarf ........... - 1068 kcal/kg |
Die zur Verbrennung des Brennstoffs und zur Reduzierung der Flammentemperatur benötigte
Luftmenge beträgt
21,5 Nm3/kg
01 = 2,37 Nms/kg Blähton. Die theoretische
Flammentemperatur ist etwa
12600 C. -
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bekommt man folgende
Wärmebilanz:
| Theoretischer Wärmebedarf 100 kcal/kg |
| Nicht ausgenutzte fühlbare |
| Wärme des den Kühler verlas- |
| senden Blähtons ............ - 100 kcal/kg |
| Abstrahlung von Ofen und Kühler - 100 kcal/kg |
| Oberflächenwasserverdampfung |
| des Rohtons ................ - 151 kcal/kg |
| Abgasverluste (Temperatur |
| 400- C) |
| Wasserdampf ............... - 65 kcal/kg |
| Verbrennungsgase (Luftüber- |
| schußzahl N = 1,1 |
| = 0,79 Nm3/kg Blähton) 106 kcal/kg |
| Gesamtwärmebedarf .......... 622 kcal/kg |
Man hat also gegenüber den vorerwähnten bekannten Verfahren mit einem Wärmebedarf
von
1068 kcal/kg bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit
622 kcal/kg
446 kcal/kg Wärme eingespart.
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Von den 622 kcal/kg werden etwa 300 kcal/kg in der Prozeßzone
erzeugt und der Rest in der Zone der endothermen Prozesse.