DD221450A1

DD221450A1 - METHOD FOR GRANULATING GLASS HAZARDOUS MATERIALS

Info

Publication number: DD221450A1
Application number: DD25818083A
Authority: DD
Inventors: Lothar Krell; Lothar Moerl; Hans-Joachim Kuenne; Joerg Kliefoth; Monika Robitzsch; Gerhard Finn; Wolfram Lipfert
Original assignee: Behaelter Und Verpackungsglas
Priority date: 1983-12-20
Filing date: 1983-12-20
Publication date: 1985-04-24

Abstract

Verfahren zur Granulierung von Glasrohstoffgemenge, welches in der Glasindustrie einsetzbar ist. Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, mit dessen Hilfe Glasrohstoffgemenge vereinfacht hergestellt werden koennen, die sich problemlos in die Glasschmelze einbringen lassen und eine Lagerbevorratung ermoeglichen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, staubfreie und rieselfaehige Granulate bis zu einer Groesse von etwa 12 mm, deren Kornspektrum gegenueber dem urspruenglichen Glasrohstoffgemenge eingeengt ist, herzustellen. Obwohl das Kornspektrum der Glasrohstoffgemenge zwischen 10 mm und 2 mm betraegt, wurde ueberraschenderweise gefunden, dass die Glasrohstoffgemenge mit Hilfe von Granulationshilfsmitteln in der Wirbelschicht zu Granulaten geformt werden koennen, in denen alle Stoffe der Gemenge, gleichmaessig verteilt, enthalten sind. Bedingungen fuer ein Granulatwachstum in der Wirbelschicht und fuer die Erzeugung bestimmter Granulatgroessen sind, dass einmal eine Rueckfuehrung der mit dem Abgas ausgetragenen sowie in einem Trockenabscheider von diesem wieder getrennten pulverfoermigen Bestandteile in die Wirbelschicht erfolgt, und zum zweiten die auf eine bestimmte Groesse angewachsenen Granulate mit Hilfe eines klassierenden Granulatabzuges die Wirbelschicht verlassen.Process for the granulation of glass mixtures, which can be used in the glass industry. The aim of the invention is to develop a method by means of which glass raw material mixtures can be produced in a simplified manner, which can be incorporated into the glass melt without difficulty and enable storage of the stock. The invention is based on the object, dust-free and free-flowing granules to a size of about 12 mm, whose grain spectrum is narrowed compared to the original Glasrohstoffgemenge produce. Although the grain spectrum of the Glasrohstoffgemenge amounts to between 10 mm and 2 mm, it was surprisingly found that the Glasrohstoffgemenge can be formed by means of granulation aids in the fluidized bed into granules in which all substances of the batch, evenly distributed, are included. Conditions for a granular growth in the fluidized bed and for the production of certain granulate are that once a return of discharged with the exhaust and in a dry separator of this again separated pulverfoermigen ingredients in the fluidized bed, and secondly the grown to a certain size granules with Help of a classifying granules deduction leave the fluidized bed.

Description

Title of the invention

Verfahren zur Granulierung von GlasrohstoffgemengenProcess for the granulation of glass mixtures

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Granulierung der Ausgangsstoffe für die Glasherstellung, den sogenannten Glasrohstoffgemengen. Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Glasindustrie für folgende Bereiche der Gemenge- und Glaszusammensetzung:The invention relates to a process for the granulation of the starting materials for glass production, the so-called Glasrohstoffgemengen. The field of application of the invention is the glass industry for the following areas of batch and glass composition:

Wirtschafts- und BehältergläserBusiness and container glasses

Baugläserconstruction glass

Technische GläserTechnical glasses

und ihre Gemenge, bevorzugt Natrium-Kalzium-Silikatgläser.and their mixture, preferably sodium-calcium silicate glasses.

Characteristic of the known technical solutions

Ausgangsmaterial für das Schmelzen von Gläsern bilden sogenannte Glasrohstoffgemenge. Ihre Bestandteile sind vorzugsweise Quarzsand, Soda, Normalkalk und oder Branntkalk. Vor dem Einschmelzen müssen die Glasrohstoffgemenge gemischt werden. Da die Körnungen der Stoffe sehr unterschiedlich sind, kommt es beim Transport zwischen Mischer und Schmelzofen zu Entmischungen, die zu Schmelzschwierigkeiten führen - eine unmittelbare Ursache für Glasfehler. Nicht vermeidbar ist es auch, daß die feinkörnigen Stoffe Soda und Kalk teilweise von den Abgasen des Schmelzofens erfaßt und in nachfolgende Anlagenteile, z. B. Wärmegeneratoren, mitgeführt werden.Starting material for the melting of glasses form so-called Glasrohstoffgemenge. Its components are preferably quartz sand, soda, normal lime and or quicklime. Before smelting, the glass batch has to be mixed. Since the grain sizes of the materials are very different, there is segregation during transport between mixer and melting furnace, which leads to melting difficulties - a direct cause of glass defects. It is also unavoidable that the fine-grained substances soda and lime are partially captured by the exhaust gases of the furnace and in subsequent plant parts, eg. B. heat generators, be carried.

Damit wird einmal die Glaszusammensetzung negativ beeinflußt, und zum anderen kommt es zu Schädigungen der genannten Apparate. Insgesamt ist es schwierig, die Glasrohstoffgemenge einschließlich der pulverförmigen Bestandteile in die Schmelze einzubringen. Sie schwimmen in der Regel längere Zeit auf » der Oberfläche der Glasschmelze. Beim bisher bekannten Einsatz der Glasrohstoffgemenge verursachen die kleinen Teilchen Lufteinschlüsse bis in die Schmelze hinein. Als Folge tritt eine verzögerte Aufheizgeschwindigkeit auf, wodurch sich ein erhöhter Energiebedarf ergibt. Darüberhinaus können im Glas Luftblasen eingeschlossen bleiben. Erschwerend für die Arbeitsbedingungen ist die äußerst intensive Staubbildung bei allen TUL-Prozessen bis zum Schmelzofen. Ihr ka-.nn kaum begegnet werden, zumal die Technologie eine Benetzung der Glasrohstoffgemenge vor dem Mischer nur bis auf einen Feuchtegehalt von 4-6 Massen-% zuläßt.Thus, once the glass composition is adversely affected, and on the other it leads to damage of the said apparatuses. Overall, it is difficult to introduce the glass raw material mixture including the powdered ingredients in the melt. They usually swim for a longer time on the surface of the molten glass. In the hitherto known use of the glass raw material mixture, the small particles cause air inclusions into the melt. As a result, a delayed heating rate occurs, resulting in an increased energy requirement. In addition, air bubbles can be trapped in the glass. Aggravating the working conditions is the extremely intense dust formation in all TUL processes up to the smelting furnace. Your ka-nn are hardly encountered, especially as the technology allows wetting of the glass raw material mixture before the mixer only to a moisture content of 4-6% by mass.

Die. Verwendung der bisher bekannten Glasrohstoff gemenge schließt eine Bevorratung und Bepufferung aus. In den letzten Jahren wurden verschiedene Verfahren bekannt, welche durch Stückigmachen des pulvrigen Glasgemenges diese Nachteile beheben sollen. Es handelt sich dabei ausschließlich um mechanische Verfahren, bei welchen durch hohe Drücke die losen Teilchen mit oder ohne Hilfe eines Bindemittels zu Briketts gepreßt, oder mittels teiler- oder mischerähnlichen Anlagen durch das Aufbaugranulationsverfahren granuliert werden. Beide Verfahren erwiesen sich für Glasgemenge als ungeeignet, da entweder beim Brikettieren durch die hohen Drücke und den die Glasqualität beeinflussenden Abrieb die notwendigen Aufwendungen zur Durchführung des Verfahrens so hoch anstiegen, daß die Effektivität nicht erreicht werden konnte, oder bei der Aufbaugranulation die Grundfestigkeit der Pellets den Anforderungen der TUL-Prozesse nicht gewachsen waren und. zerfielen, so daß der Effekt verloren ging. Energetisch aufwendige Nachbehandlungen sollen die Festigkeit dieser Pellets sichern, jedoch steigt auch hier der verfahrens- und anlagentechnische Aufwand so weit, daß die Effektivität nicht erhalten bleibt. .The. Use of the hitherto known glass raw material excludes stockpiling and buffering. In recent years, various methods have become known which are intended to remedy these disadvantages by making up the powdery glass batch. These are exclusively mechanical processes in which the loose particles are pressed into briquettes by high pressures with or without the aid of a binder, or are granulated by means of divider or mixer-like systems by the built-up granulation process. Both methods proved to be unsuitable for glass batch because either the briquetting by the high pressures and the glass quality affecting abrasion, the necessary expenses to carry out the process increased so high that the effectiveness could not be achieved, or in the build-up granulation, the basic strength of the pellets The requirements of the TUL processes were no match and. fell apart, so that the effect was lost. Energetically elaborate post-treatments are intended to ensure the strength of these pellets, but here, too, the procedural and plant-technical complexity increases so much that the effectiveness is not maintained. ,

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, mit dessen Hilfe Glasrohstoffgemenge in einer technologischen Stufe hergestellt werden können, die sich problemlos in die Glasschmelze einbringen lassen und eine Lagerbevorratung ermöglichen. Zur Behandlung der Glasrohstoffgemenge nach dem erfindungsgemäßen Verfahren soll Sekundärenergie genutzt werden können. Gegenüber bekannten Technologien der Glasrohstoffgemengeherstellung und -verarbeitung soll das erfindungsgemäße Verfahren eine Anlagenverkleinerung und damit eine Verringerung der spezifischen Anlagenkosten möglich machen. Das unter Benutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Glas darf keine Fehler aufweisen, die in einer verfälschten Zusammensetzung der Glasrohstoffgemenge ihre Ursache haben, und Lufteinschlüsse im Gla_ts aus gleichem Grunde sind auszuschließen. Der Einsatz der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Glasrohstoffgemenge muß geringere Energiemengen für den Schmelzvorgang als die bisher gebräuchlichen aufweisen.The aim of the invention is to develop a method by means of which glass raw material mixtures can be produced in a technological stage, which can be incorporated into the glass melt without difficulty and enable storage of stock. Secondary energy should be able to be used to treat the glass raw material mixture according to the method of the invention. Compared to known technologies of Glasrohstoffgemengeherstellung and processing the process of the invention should make a plant reduction and thus a reduction of the specific equipment costs possible. The glass produced using the method according to the invention must not have any errors which are caused by a corrupted composition of the glass raw material mixture, and air pockets in the Gla _t s for the same reason are excluded. The use of the glass batch produced by the process according to the invention must have lower amounts of energy for the melting process than those previously used.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die in einem breiten. Kornspektrum (zwischen Pulver und Feinkorn) vorliegenden Glasrohstoff gemenge in eine solche Form zu überführen, daß ein Auftreten der genannten Mangel ausgeschlossen wird und die aufgezeigten Vorteile in der Technologie; Ökonomie und Glasqualität erreicht werden. Dieser angestrebten Form entsprechen staubfreie und rieselfähige Granulate bis zu einer Größe von etwa 12 mm, deren Kornspektrum gegenüber dem ursprünglichen Glasrohstoffgemenge eingeengt ist.The invention is based on the object, in a wide. Grain spectrum (between powder and fine grain) present glass raw material in such a form that the occurrence of said defect is excluded and the advantages shown in the technology; Economy and glass quality can be achieved. This desired form corresponds to dust-free and free-flowing granules up to a size of about 12 mm, whose grain spectrum is narrowed compared to the original Glasrohstoffgemenge.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Glasrohstoffgemenge mit Hilfe von Granulationshilfsmitteln in der Wirbelschicht zu Granulaten geformt werden können, in denen alle Stoffe der Gemenge, gleichmäßig verteilt, enthalten sind. Überraschend ist dieses Ergebnis insofern, als es bisher nicht möglich war, eine homogene Wirbelschicht aus Glasrohstoffgemenge aufzubauen, weil die Wirbelpunktgeschwindigkeit der Feinkorhanteile (Quarzsand) wesentlich größer als die Austragsgeschwindigkeit der pulverför-Surprisingly, it has been found that the glass raw material mixture can be formed with the aid of granulation aids in the fluidized bed into granules in which all substances of the mixture, evenly distributed, are contained. This result is surprising insofar as it was previously not possible to build up a homogeneous fluidized bed of glass raw material mixture because the vortex point velocity of the Feinkorhanteile (quartz sand) substantially greater than the discharge rate of pulverför-

migen Bestandteile (Kalk, Soda) ist. Werden in die Wirbelschicht, die aus den kontinuierlich zugeführten Glasrohstoffgemengen aufgebaut wird, eine Flüssigkeit und Granulationshilfsmittel eingebracht, so .kommt es zum Aufbau von Granulaten. Bedingungen dafür sind, daß einmal eine Rückführung der mit dem Abgas ausgetragenen sowie in einem Trockenabschneider von diesem wieder getrennten pulverförmigen Bestandteile in die Wirbelschicht erfolgt, und zum zweiten die auf eine bestimmte Größe anwachsenden Granulate mit Hilfe eines klassierenden Granulatabzuges die Wirbelschicht verlassen.migen components (lime, soda) is. If a liquid and granulation aids are introduced into the fluidized bed, which is built up from the glass batch mixtures fed in continuously, then granules are formed. Conditions are that once a return of discharged with the exhaust and in a dry cutter of this again separated powdered ingredients in the fluidized bed, and secondly leave the granules growing to a certain size with the aid of a classifying granulate the fluidized bed.

In einer technologischen Stufe wird das erfindungsgemäße Verfahren durch folgende Schritte realisiert:In a technological stage, the method according to the invention is implemented by the following steps:

- Zuführung von Glasrohstoff gemenge (20* m bis 2 mm Kornspektrum) in eine Wirbelschicht. Dabei können die Stoffe im Gemisch oder einzeln in- die Wirbelschicht gelangen. In letzterem Falle wird der Umstand genutzt, daß die Wirbelschicht nahezu einen idealen Rührkessel darstellt und sich daher ein vorgeschalteter Mischer erübrigt. Die Glasrohstoffgemenge setzen sich aus Quarzsand, Soda sowie Normalkalk und oder Branntkalk zusammen.- Feed of glass raw material (20 * m to 2 mm grain spectrum) in a fluidized bed. In this case, the substances can arrive in the mixture or individually in the fluidized bed. In the latter case, the fact is used that the fluidized bed is almost an ideal stirred tank and therefore an upstream mixer is unnecessary. The glass raw material mixture consists of quartz sand, soda as well as normal lime and quicklime.

- Zuführung von Flüssigkeit in die Wirbelschicht. Das Verhältnis zwischen den Massenströmen des Glasrohstoffgemenges und der Flüssigkeit bewegt sich in Abhängigkeit von der Eintrittstemperatur des Fluidisierungsgases in den Grenzen- Supply of liquid in the fluidized bed. The ratio between the mass flows of the Glasrohstoffgemenges and the liquid moves in response to the inlet temperature of the fluidizing gas in the limits

-0,5954-0.5954

_r_mF , G ^; ^nFl - ^d° ^UG _r _mF , G ^; ^ nFl - ^d ° ^U G

Die Flüssigkeit kann Wasser sein.The liquid can be water.

- Zuführung von Granulationshilfsmitteln in die Wirbelschicht zusammen mit der Flüssigkeit, und oder zusammen mit dem Glasrohstoff gemenge bzw. einzelnen Stoffen desselben, und oder als gesonderter Massenstrom. Das Verhältnis zwischen den Massenströmen des Glasrohstoffgemenges und der Granulationshilfsmittel ist mit (20-200) zu 1 festgelegt. Als Granulationshilfsmittel können z. B. Polyvinylalkohol, Lauge oder Wasserglas verwendet werden. Ihr jeweiliger Massenanteil, bezogen auf die zugeführte Flüssigkeit, beträgt 0,003 bis 0,08. Die Zuführung der Granulationshilfsmittel erfolgt kontinuierlich oder zyklisch.- Delivery of Granulationshilfsmitteln in the fluidized bed together with the liquid, and or together with the glass raw material or individual substances thereof, and or as a separate mass flow. The ratio between the mass flows of the glass batch and the granulation aids is set to 1 with (20-200). As Granulationshilfsmittel z. As polyvinyl alcohol, alkali or water glass can be used. Their respective mass fraction, based on the supplied liquid, is 0.003 to 0.08. The supply of granulation aids is carried out continuously or cyclically.

- Zuführung von Fluidisierungsgas in die Wirbelschicht. Die Temperatur des Fluidisierungsgases wird auf maximal 75O⁰C begrenzt.- Supply of fluidizing gas in the fluidized bed. The temperature of the fluidizing gas is limited to a maximum of 75O ⁰ C.

- Granulierung der Glasrohstoffgemenge in einer Wirbelschicht mit klassierendem Granulatabzug. Mit Hilfe des klassierenden Granulatabzuges ist die Granulatgröße festlegbar. Sie erreicht maximal 12 mm. Die Festigkeit der Granulate liegt zwischen 15 und 20 kp/cm², ihre Feuchtigkeit beträgt 2 bis 8 Massen-%.- Granulation of the glass raw material mixture in a fluidized bed with classifying granules deduction. With the help of the classifying granulate hood, the granule size can be determined. It reaches a maximum of 12 mm. The strength of the granules is between 15 and 20 kp / cm ² , their moisture is 2 to 8 mass%.

- Abzug von Granulatprodukt aus der Wirbelschicht in Verbindung mit einer Zuführung von Granulatabzugsgas.- Removal of granular product from the fluidized bed in conjunction with a feed of granulated exhaust gas.

- Trockenabscheidung des die Wirbelschicht verlassenden Abgas-Feinkornanteil-Gemisches. Das Verhältnis zwischen den Massenströmen des Glasrohstoffgemenges und dem Feinkornanteil im Abgas beträgt (20-50) zu 1.- Dry separation of the fluidized bed leaving the exhaust gas fine-grain mixture. The ratio between the mass flows of the glass raw material mixture and the fine grain content in the exhaust gas is (20-50) to 1.

- Abführung von Abgas aus der Trockenabscheidung.- Exhaust gas removal from the dry separation.

- Rückführung von Feinkornanteil aus der Trockenabscheidung in die Wirbelschicht.- Return of fine grain content from the dry separation in the fluidized bed.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens vermindert die Rieselverluste und Staubablagerungen. Es wird eine Lagerbevorratung ermöglicht und die TUL-Prozesse mit den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Glasrohstoffgemengen können auch bei Temperaturen unter 0 C erfolgen. Einher geht das erfindungsgemäße Verfahren mit einer Anlagenverkleinerung, da u.a. Mischer, Behälterwaagen, Transportbänder und Förderschnecken eingespart werden. Möglich ist auch eine zentrale Herstellung der Glasrohstoffgemenge in Verbindung mit einem Transport zu mehreren Schmelzorten. Bei der Herstellung der Glasrohstoffgemenge nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann Sekundärenergie genutzt werden.The application of the method according to the invention reduces the Rieselverluste and dust deposits. A storage of stocks is made possible and the TUL processes with the glass mixtures produced by the process according to the invention can also be carried out at temperatures below 0 ° C. Einher goes the inventive method with a plant reduction, since u.a. Mixers, container scales, conveyor belts and screw conveyors can be saved. Also possible is a central production of the glass raw material mixture in connection with a transport to several melting sites. Secondary energy can be used in the production of the glass raw material mixture by the process according to the invention.

embodiment

Zur Granulierung in einer Wirbelschicht mit klassierendem Granulatabzug werden 30 kg/h Glasrohstoffgemenge zugeführt. Es setzt sich aus 63,3 Massen-/? Sand, 24,2 Massen-% Soda, 5,4 Massen-% Normalkalk und 7,1 Massen-% Branntkalk zusammen. Im Gemisch mit 55 kg/h Wasser gelangt Wasserglas in die Wir-' belschicht. Die Konzentration des Wasserglases im Wasser beträgt 5,93 Massen-%. Zur Fluidisierung strömen 1800 kg/h Luft mit einer Eintrittstemperatur von 127⁰C durch die Wirbelschicht. Durch den klassierenden Granulatabzug werden 216 kg/h Abzugsgas geführt. Es stellt sich eine Temperatur in der Wirbelschicht von 68 C ein, und die Luftaustrittstemperatur liegt bei 64⁰C. Mit dem Abgas gelangen 0,9 kg/h pulverförmige Bestandteile des Glasrohstoffgemenges in einen Trockenabschneider, werden dort vom Abgas getrennt und zurück in die Wirbelschicht geführt .For granulation in a fluidized bed with classifying granules deduction 30 kg / h Glasrohstoffgemenge be supplied. It is composed of 63.3 mass /? Sand, 24.2% by mass of soda, 5.4% by mass of normal lime and 7.1% by mass of quick lime together. In a mixture with 55 kg / h of water, water glass enters the active layer. The concentration of the water glass in the water is 5.93% by mass. For fluidization flow 1800 kg / h of air at an inlet temperature of 127 ⁰ C through the fluidized bed. Through the classifying granulate discharge 216 kg / h of vent gas are fed. It sets a temperature in the fluidized bed of 68 C, and the air outlet temperature is 64 ⁰ C. With the exhaust gas get 0.9 kg / h powdered components of the glass batch in a dry cutter, where they are separated from the exhaust gas and back into the fluidized bed guided .

Das erzeugte Granulatprodukt charakterisieren folgende Parameter: _ . Granulatdichte:-X 15,0 kp/cm² Festfeuchte: 5,86 Massen-% mittlerer Teilchendurchmesser: 1 bis 2 mmThe produced granulate product characterizes the following parameters: _. Granule density: -X 15.0 kp / cm ² solid moisture: 5.86 mass% mean particle diameter: 1 to 2 mm

Claims

Erfindunssanspruch

1. A method for granulating Glasrohstoffgesengen in a fluidized bed with classifying granules deduction, which is provided with
a supply of the fluidizing gas

- A continuous withdrawal of granular product associated with a supply of granulated exhaust gas

- A supply of liquid as well

a dry separation of an exhaust gas fine-grain mixture, coupled with a discharge of exhaust gas and a return of the fine-grained fraction into the fluidized bed,

characterized in that

a continuous supply of glass raw material mixture with a grain spectrum between 10 / m and 2 mm takes place in the fluidized bed,

a supply of granulation aids takes place in the fluidized bed,

a feed of granulation aids into the fluidized bed is realized,

- The temperature of the fluidizing gas is selected to a maximum of 75O ⁰ C.

the ratio between the mass flows of the glass raw material mixture and the granulation aids (20-200) is 1

the ratio between the mass flows of the glass raw material mixture and the liquid as a function of the inlet temperature of the fluidizing gas in the limits

10 (T _G ^E ) - ° ' ⁵⁹⁵⁴ £ _mF_ _< Ζ, E _r 0

mFl - ^u
is set and

the ratio between the mass flows of the glass raw material mixture and the fine grain fraction in the exhaust gas which is subjected to the dry separation is (20-50) 1.

2. Method according to Pnkt. 1, characterized in that the Glasrohstoffgemenge of network compounds, network converters and refining agents, and optionally coloring, decolorizing and opacifying agents are composed.

3. Method according to Pnkt. 1 and 2, characterized in that are used as granulation polyvinyl alcohol, lye and water glass optionally, or in combinations with each other, the mass fractions, based on the supplied liquid, each between 0.003 and 0.08.

4. The method according to points 1, 2 and or 3, characterized in that the Glasrohstoffgemenge is supplied as a mixture or in the form of individual substances in the fluidized bed.

5. The method according to items 1, 2, 4 and or 3, characterized in that the liquid supplied is water.

6. The method according to items 1, 2, 4 and or 3, 5, characterized in that the granulation aid is supplied together with the liquid, and or together with the glass raw material mixture or individual substances thereof and or as a separate mass flow in the fluidized bed.

7. Method according to items 1, 2, 4 and or 3>. 5, 6, characterized in that the Granulationshilfsmittel is supplied continuously or cyclically.

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