Verfahren zur Reduzierung der Schadstoffemissionswerte eines mit Schutzgas arbeitenden Erwärmungsofens

Abstract

 Bei einem Verfahren zur Reduzierung der Schadstoffemissions­werte eines mit Schutzgas arbeitenden Erwärmungsofens, bei dem der Ofeninnenraum (1) mittels geschlossener Strahlrohre (3) be­heizt wird, die wiederum durch von Brennern (4) erzeugte Heizgase erwärmt werden, wird verunreinigtes Schutzgas aus dem Ofenin­nenraum abgeleitet und neben Heizgas und Verbrennungsluft dem Brenner (4) bzw. den Brennern zugeführt.

Beschreibung

[0001] 

[0002] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung der Schadstoffemissionswerte eines mit Schutzgas arbeitenden Er­wärmungsofens, bei dem ein Ofeninnenraum mittels geschlosse­ner Strahlrohre beheizt wird, die wiederum durch von Brennern erzeugte Heißgase erwärmt werden.

[0003] Es ist bekannt, daß in Erwärmungsöfen beim Erwärmen von Werk­stücken eine Oxidation der Werkstückoberfläche dadurch zu vermeiden ist, daß in den Ofeninnenraum Schutzgas eingeführt wird. Zur Beheizung des Ofeninnenraumes werden in solchen Fällen häufig Strahlrohre verwendet, durch die von Brennern erzeugte Heißgase hindurchgeleitet werden. Die Strahlrohre sind gegenüber dem Ofeninnenraum abgedichtet, so daß die Heißgase nicht in die Ofenatmosphäre gelangen können.

[0004] Während des Erwärmungsprozesses wird das in den Ofeninnenraum eingeleitete Schutzgas durch Gase und Dämpfe, die von der O­berfläche des zu erwärmenden Gutes in den Ofeninnenraum ab­gegeben werden, verunreinigt. Um eine Beeinträchtigung der Gutoberfläche zu vermeiden, muß ständig eine bestimmte Menge von verunreinigtem Schutzgas aus dem Ofeninnenraum abgeführt und durch reines Schutzgas ausgeglichen werden.

[0005] Es ist weiter bekannt, die abzuführende Menge des verunrei­nigten Schutzgases mit Hilfe eines Ventilators und einer in eine Schutzgasableitung eingebauten Regelklappe zu bemessen. Die Regelklappe kann dabei über einen Druckregler in Abhän­gigkeit vom Gasdruck des Ofeninnenraums gesteuert werden.

[0006] Je nach der Zusammensetzung des Schutzgases sowie der darin enthaltenen Verunreinigungen, z. B. organische Gase und Dämpfe, können die Schadstoffemissionswerte, z. B. der CO-Ge­halt und die Kohlenwasserstoff-Anteile der verunreinigten Schutzgase, unzulässig hoch sein. Um dadurch sich ergebende Umweltbelastungen zu vermeiden, ist es bekannt, aufwendige Nachverbrennungseinrichtungen für das verunreinigte Schutzgas einzusetzen.

[0007] Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei dem die Abgaswerte so gering gehalten werden, daß unzulässige Belastungen der Umwelt sich nicht ergeben. Ferner soll der technische Aufwand zur Reinigung der verunreinigten Schutzgase reduziert werden.

[0008] Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß verunreinigtes Schutzgas aus dem Ofeninnenraum abgeleitet und neben Heizgas und Verbrennungsluft dem zur Erzeugung der Heißluft verwende­ten Brenner bzw. den Brennern zugeführt wird. Auf diese Weise werden Verunreinigungen der Schuzgase verbrannt und damit in ihrer Umweltbelastung erheblich reduziert. Zu dem werden die Energieinhalte des verunreinigten Schutzgases nutzbar ge­macht. Dies kann ohne zusätliche Nachverbrennungseinrichtun­gen geschehen.

[0009] Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegen­stand von Unteransprüchen.

[0010] Anhand einer Zeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.

[0011] Es ist ein zu beheizender Ofeninnenraum 1 dargestellt, der durch eine Ofenwand 2 begrenzt ist. Zum Erwärmen des Ofenin­nenraums 1 dient ein Strahlrohr 3, das wiederum mit Hilfe von durch einen Brenner 4 erzeugten Heißgasen erwärmt wird. Die Heißgase durchströmen das Strahlrohr 3 in Richtung der Pfeile 5.

[0012] Aus Gründen der Übersichtlichkeit der Darstellung ist nur ein Strahlrohr 3 gezeichnet. Auf die Darstellung der Zündregelung des Brenners 4 sowie die üblichen Gasfilter, Zähler usw. wur­de verzichtet.

[0013] Über eine Gaszuführungsleitung 6, einen Absperrhahn 7, ein Gasregelventil 8 und eine einstellbare Drosselvorrichtung 9 wird der Brenner 4 mit brennbarem Gas versorgt. Die erfoder­liche Verbrennunsluft wird über eine Luftzuführungsleitung 10, einen Absperrhahn 11, eine Luftdrosselvorrichtung 12, ein Verbrennungsluftventil 13 und eine Verbrennungsluftleitung 14 dem Brenner 4 zugeführt.

[0014] Durch das Strahlrohr 3 hindurchgeleitete Heißgase werden über eine Abgassammelleitung 15 in die freie Atmosphäre abgeführt.

[0015] Der Ofeninnenraum 1 wird über eine Schutzgaszuführungsleitung 16, einen Absperrhahn 17, einen Druckregler 18 und eine Re­gelklappe 19, die über einen Motorantrieb 20 betätigt wird, mit Schutzgas gefüllt.

[0016] In den Ofeninnenraum 1 mündet eine Schutzgas-Abzugsleitung 21, die über einen Ventilator 22, eine Drosselklappe 23 mit Motorantrieb 24 sowie eine Drossel 25 an die Verbrennungs­luftleitung 14 angeschlossen ist. Über die Schutzgasabzugs­leitung 21 wird aus dem Ofeninnenraum 1 eine bestimmte Menge von mit Verunreinigungen versehenem Schutzgas entnommen und der Verbrennungsluftleitung 14 zugeführt. Hat der Erwärmungs­ofen mehrere Brenner 4, so kann das über die Schutzgasabzugs­leitung 21 im Ofeninnenraum 1 entnommene verunreinigte Schutzgas jedem dieser Brenner über je eine Drossel 25 zuge­führt werden. Damit kann die Zufuhr des verunreinigten Schutzgases zu jedem Brenner getrennt eingestellt werden.

[0017] Der Motorantrieb 24 der einstellbaren Drosselklappe 23 wird über eine mit dem Ofeninnenraum 1 in Verbindung stehende Drucksonde 27, über einen damit verbundenen Meßumformer 28 und über einen Ofendruckregler 29 betätigt bzw. geregelt.

[0018] Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf sehr einfache Weise ein zu hoher Schadstoffausstoß der Ofenanlage vermieden, ohne daß besondere Nachverbrennungseinrichtungen eingesetzt werden müssen. Zwar wird durch dieses Verfahren der feuerungstechnische Wirkungsgrad geringfügig herabge­setzt. Die mit dem vorgeschlagenen Verfahren erzielten Vor­teile wiegen diesen geringfügigen Nachteil bei weitem auf.

Ansprüche

1. Verfahren zur Reduzierung der Schadstoffemissions­werte eines mit Schutzgas arbeitenden Erwärmungsofens, bei dem ein Ofeninnenraum mittels geschlossener Strahlrohre be­heizt wird, die wiederum durch von Brennern erzeugte Heißgase erwärmt werden, dadurch gekennzeich­net, daß verunreinigtes Schutzgas aus dem Ofeninnenraum abgeleitet und neben Heizgas und Verbrennungsluft dem zur Er­zeugung der Heißluft verwendeten Brenner bzw. den Brennern zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verunreinigte Schutzgas der Verbrennungsluft beige­mischt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Menge des aus dem Ofeninnenraum abgeleite­ten verunreinigten Schutzgases über eine Drosselklappe ge­steuert wird und daß verunreinigtes Schutzgas der Verbren­nungsluftleitung zugeführt wird.

Zeichnung