Prof. Dr.-Ing. E. Specht and/und M. Sc. P. Meng1; Dr.-Ing. A. Tretau; Dipl.-Ing. E. Rimpel2

Solid-Solid-Rekuperator – Tunnelofen mit Zwangs­konvektion zur Erhöhung der Energieeffizienz

Das Konzept des Gegenlauf-Tunnelofens wurde weiter­entwickelt und optimiert. Bei diesem Ofentyp fahren auf zwei Linien die Wagen entgegengesetzt durch den mittig getrennten Tunnel. Mittels Gebläse wird die Ofenatmosphäre zwischen den beiden Tunnelteilen umgewälzt. Dadurch wird Wärme von dem heißem Gut auf das kalte Gut und umgekehrt übertragen. Für diese Solid-Solid-Rekuperation wurde ein mathematisches Modell erstellt. Die Strömung im Ofen einschließlich der von den Brennern erzeugten Umwälzung wurde mithilfe des Programms „Fluent“ dreidimensional simuliert. Es wurden die optimalen Betriebszustände im Hinblick auf einen hohen Wärmeübergang bei geringem Druckverlust ermittelt unter Berücksichtigung der Minimierung des Energieverbrauchs hinsichtlich der Abgas-, Ausfahr- und Wandverluste sowie des elektrischen Energieverbrauchs durch die notwendige Ventilatorleistung. Es konnte gezeigt werden, dass der Energieverbrauch dieses Gegenlaufofens auf Grund der Solid-Solid-Rekuperation nur etwa 40 % gegen­über des herkömmlicher Tunnelöfen beträgt.

1 Einleitung

Die Herstellung von keramischen Produkten aus Rohstoffen benötigt prinzipiell keine Energie, da der Sinterungsprozess energetisch neutral ist. Bei endothermen Reaktionen dagegen, wie beispielsweise der Kalksteinzersetzung (CaCO3 ➝ CaO + CO2), wird als theoretische Mindestenergie die Reaktionsenthalpie benötigt. Diese Zersetzungsreaktion hat auch Einfluss auf die karbonatreichen Hintermauerziegel. Der Ausbrand organischer Komponenten des Rohstoffs hingegen setzt in bestimmten Temperaturbereichen Energie frei. Eine endotherme Reaktion beim Brand ist die Kristallwasserabspaltung der...

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