Keramikbeschichtungen für feuerfeste Auskleidungen von Öfen

Erreicht Ihr Ofen durch die Rauchgastemperatur oder die Feuerungsleistung seine Grenzen? Statt einer vollständigen Umrüstung können wir diese Probleme durch Keramikbeschichtungen mit hoher Wärmeabstrahlung von Cetek für die feuerfesten Oberflächen beheben.  Cetek Keramikbeschichtungen mit hohem Emissionsgrad übertragen die Strahlungswärme von feuerfesten Oberflächen in gasbefeuerten Öfen besser.

Vorteile unserer Beschichtungen:

• Produktivitätsvorteile von 2,5 % bis 5 %
• Brennstoffeinsparungen
• Kapazitätssteigerung
• Verringerung von CO₂– und NO_x-Emissionen
• Fasereinkapselung
• geringere Rauchgastemperaturen
• schnelle Amortisation der Investition

Beschichtungen mit hohem Emissionsgrad von Cetek für feuerfeste Auskleidungen

Bei der Verwendung keramischer Beschichtungen mit hohem Emissionsgrad für feuerfeste Auskleidungen von Industrieöfen hat Cetek Pionierarbeit geleistete. Dieses Verfahren gilt inzwischen als anerkannte Methode zur Erhöhung des Wirkungsgrads von Strahlungszonen in Industrieöfen, die Energie spart sowie Vorteile für Umwelt und Zuverlässigkeit bietet. Wir verwenden seit vielen Jahren eine Reihe selbst entwickelter Keramikbeschichtungen für verschiedene Untergründe, Betriebsumgebungen und spezifische Anwendungen.
In Industrieöfen wird die notwendige Wärmeenergie zur Anregung der endothermen Reaktion durch Verbrennung eines Brennstoff-Luft-Gemisches geliefert und mittels der drei Wärmeübertragungsmechanismen: Strahlung, Konvektion und Wärmeleitung auf den Prozess übertragen. Die Wärmeübertragung mittels Strahlung ist dominant bei Temperaturen > 550°.

Warum ist ein hoher Emissionsgrad so wichtig?

Im Strahlungsbereich eines Industrieofens wird ein Großteil der Strahlungsenergie aus der Flamme/dem Rauchgas direkt auf die Prozess-/Katalysatorrohre übertragen. Ein erheblicher Anteil interagiert jedoch mit den feuerfesten Oberflächen. Diese Interaktion wirkt sich spürbar auf den Gesamtwirkungsgrad der Strahlungswärmeübertragung aus. Ein wesentlicher Faktor bei der Bestimmung des Strahlungswirkungsgrades ist der Emissionsgrad der feuerfesten Oberfläche.

Bei den Betriebstemperaturen von Prozessöfen haben neue keramische Faserauskleidungen beispielsweise Emissionswerte von etwa 0,4. Feuerleichtsteine und feuerfeste Massen haben einen Emissionswert von etwa 0,6. Diese Materialien wurden vor allem unter Berücksichtigung der statischen und Dämmeigenschaften entwickelt. Sie übertragen Wärmestrahlung nicht auf die effizienteste Art und Weise. Cetek Keramikbeschichtungen mit Emissionswerten von über 0,9 wurden jedoch speziell zur Verbesserung der Strahlungseigenschaften feuerfester Oberflächen entwickelt.

Funktionsweise der Cetek-Beschichtungen mit hohem Emissionsgrad

Oberflächen mit hohem Emissionsgrad können Energie in einem breiten Wellenlängenbereich abgeben, was die Energieabsorbtion durch CO2 und H2O im Rauchgas verringert.
Wenn die Strahlung einer Flamme auf einen perfekten Strahler trifft, wird die gesamte Energie absorbiert, vor allem aber wird sie in „Schwarzkörperstrahlung”, d. h. in ein breites Wellenspektrum umgewandelt. Wenn die Energie wieder von der Oberfläche abgestrahlt wird, kann sie die Atmosphäre im Ofen (die Verbrennungsgase) durchdringen, wird kaum absorbiert und durch den Zug zum Schornstein geführt.
Daher kann sie leichter den Ofendurchsatz das „Produkt“ des Ofens erhitzen.

Ist die Oberfläche ein schlechter Strahler oder ein Strahler mit sehr niedrigem Emissionsgrad, wird die auf die Oberfläche auftreffende Energie in der gleichen Wellenlänge und von den Gasen im Ofen leichter absorbiert. Die Ofenatmosphäre, das heißt das Rauchgas, wird „überhitzt”, und Energie verlässt mit den Rauchgasen die Strahlungszone.

Ceteks Analyse/Bewertung

Die auf die feuerfesten Oberflächen aufgetragenen Keramikbeschichtungen von Cetek mit hohem Emissionsgrad haben einen signifikanten Effekt, der je nach Typ und Ausführung der Industrieöfen unterschiedlich ist. Um den größtmöglichen Nutzen zu erzielen, muss vorab eine vollständige technische Analyse/Bewertung der Auswirkungen der Anwendung durchgeführt werden. Die Vorteile im Strahlungsbereich und die Auswirkungen auf den Konvektionsbereich werden untersucht und dargelegt.
Typische Anwendungen von Beschichtungen mit hohem Emissionsgrad in Reformern zeigen, dass die Produktivitätsvorteile (wie Energieeinsparungen oder Produktionssteigerung) zwischen 2,5 % und 5,0 % liegen.

Umweltvorteile durch Beschichtungen mit hohem Emissionsgrad von Cetek

Die Verringerung der Rauchgastemperatur führt zu einer deutlichen Reduzierung der thermischen NO_x-Emissionen. Die typische Reduzierung der NO_x-Emissionen in Dampf-Methan-Reformern liegt bei 20 % bis 30 %, unabhängig vom Brennertyp. Des Weiteren wird eine signifikante Reduzierung des CO2 Ausstoßes erreicht.
CO₂-Emissionen werden proportional zu den Produktivitätsvorteilen verringert.
Die Keramikbeschichtungen von Cetek kapseln Keramikfaserisolierung ein. Die Kristallisation und das brüchig werden der keramischen Fasern wird verhindert und somit auch die Verunreinigung nachgeschalteter Anlagenteile wie z.B. Konvektionszone, SCR-Einheiten sowie der Umwelt. Die Verunreinigung der Atemluft in Öfen, bei befahren (betreten) der beschichteten Ofenkammer in Stillständen ist weniger gefährlich, da es nur zu vernachlässigbaren Verunreinigungen kommt.

Aufbringen der Beschichtung vor Ort

Die Beschichtungen sind sehr langlebig, und die erfahrenen Techniker von Cetek bringen sie direkt vor Ort auf die feuerfesten Auskleidungen von Prozessöfen/Industrieöfen auf. Cetek bietet Beschichtungssysteme mit hohem Emissionsgrad für feuerfeste Auskleidungen jeder Art: Es können sowohl Formsteine mit hohem Tonerdeanteil als auch Teile und Umhüllungen aus leichten, gießfähigen sowie keramischen Faserwerkstoffen beschichtet werden. Für einige Öfen empfehlen wir Prozessrohrbeschichtungen.

Die dünnen Beschichtungen mit hohem Emissionsgrad sind inert, nicht-katalytisch sowie wasserbasiert und erlauben eine vollständig umweltverträgliche Prozessverbesserung.
Der Service wird durch hervorragende Arbeitssicherheit unterstützt, die die üblichen Sicherheitsprotokolle der Branche übersteigt.

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