DE10158164A1

DE10158164A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Einbringung von Alkaliträgern über den Brennstoffweg in Glasschmelzwannen

Info

Publication number: DE10158164A1
Application number: DE10158164A
Authority: DE
Inventors: Peter Hemmann; Helmut Heelemann; Frank Hegewald
Original assignee: Software & Tech Glas GmbH
Current assignee: Software & Tech Glas GmbH
Priority date: 2001-11-28
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2003-06-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Einbringung von Alkaliträgern über den Brennstoffweg in Glasschmelzwannen. Beim Glasschmelzen treten insbesondere oberflächliche, durch Wasserdampf forcierte Alkaliverarmungen auf, die verantwortlich sind für die nachteilige Stabilität oberflächlichen Glasschaums. Erfinderisch wird Lage und Stärke des Schaums mittels Bildauswertung einer Ofenraumkamera bestimmt und nach einem Entscheidungskriterium, das ein Produkt von Fläche und einem Äquivalent von Differenztemperaturen zu einem Fixpunkt der Umgebung ist und das als "viel Schaum im Gebiet" interpretiert ist, beantwortet, indem dem Brennstoff mindestens eines Brenners des betreffenden Gebiets alkalienreiche Gemengezuschlagstoffe oder eine Aufschwemmung davon durch ein kombiniertes Dosierungs-Ölrücksaugventil zugemischt wird und am Ende der Wechselpumpe mit kleinem Zerstäuberimpuls in den Ofen eingebracht wird, wobei der Zumischtakt dem Takt "Feuer an" der neuen Feuerseite bei regenerativen Öfen unmittelbar vorausgeht. Bei rekuperativ kontinuierlichem Glasschmelz oder Oxy-fuel-Wannen wird abweichend dazu eine willkürliche Taktung vorgenommen, die im Bereich von quasi kontinuierlicher Zugabe des Zusatzes von wenigen Gramm pro Sekunde bis zu wenigen Stunden bei Zusätzen von einigen Kilogramm im Takt, erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Einbringung von Alkaliträgern über den eigentlichen Brennstoffweg hinein in Glasschmelzwannen.
Beim Glasschmelzen treten insbesondere oberflächliche, durch Wasserdampf forcierte Alkaliverarmungen auf, die verantwortlich sind für die nachteilige Stabilität oberflächlichen Glasschaums. Dieses lokale Defizit kann nicht zweckmäßig über den Weg der Gemengeänderung ausgeglichen werden, denn der Ort der Gemengeeinbringung liegt weit entfernt vom Ort der höchsten Schaumbildung, der das hohes Läutertemperaturniveau voraussetzt, zugleich ist die lokale Alkaliverarmung aber sehr stark und selbst bei starker Unterdrückung der thermisch ausgelösten Verarmung und weitgehender Erhaltung ihres Durchschnittsniveaus würde kein befriedigender Zustand gesichert.
Der bekannte Stand der Technik zeigt kein geeignetes Mittel zur Behebung dieses Zustandes. Der Vorschlag, Alkaliträger in wässrigen Lösungen irgendwo auf das Glas aufzusprühen erscheint nicht zweckmäßig, da hierdurch zugleich überwiegend Wasser in den Ofen und an den Reaktionsort transportiert wird, das selbst wesentlich die Austragung von Alkalien aus dem Glas forciert. Das Problem wird dadurch erfinderisch gelöst, dass zunächst die Lage und Stärke des Schaums in interessierenden Gebieten optisch vermessen wird und dann über den Brennstoffweg, also die Brennerlanzen vorzugsweise einer der ausgetriebenen alkalireichen Gemengebestandteile oberflächlich und vorzugsweise in Feuerwechselpausen auf das Glas aufgebracht wird, wobei der begleitende Brennstoff entweder im ofenraum über der Glasoberfläche verbrennt oder sein Restniederschlag den angestrebten Effekt zur Schaumzerstörung unterstützt. Im Wesen der Erfindung wird die Lage und Stärke des Schaums mittels Bildauswertung einer Ofenraumkamera bestimmt und nach einem Entscheidungskriterium, das ein Produkt von Fläche und einem Äquivalent von Differenztemperaturen zu einem Fixpunkt der Umgebung ist und das als "viel Schaum im Gebiet" interpretiert ist, beantwortet, indem dem Brennstoff mindestens eines Brenners des betreffenden Gebiets alkalienreiches Läutermittel oder eine Aufschwemmung davon durch ein kombiniertes Dosierungsrücksaugventil zugemischt wird und am Ende der Wechselpause mit kleinem Zerstäuberimpuls in den Ofen eingebracht wird, wobei der Zumischtakt dem Takt "Feuer an" der neuen Feuerseite bei regenerativen Öfen unmittelbar vorausgeht. Bei rekuperativ kontinuierlichem Glasschmelz oder Oxy-fuel-Wannen wird abweichend dazu eine willkürliche Taktung vorgenommen, die im Bereich von quasi kontinuierlicher Zugabe des Zusatzes von wenigen Gramm pro Sekunde bis zu wenigen Stunden bei Zusätzen von einigen Kilogramm im Takt, erfolgt. Die Anwendung des Verfahrens und einer der erfinderischen Vorrichtungen hat den Vorteil, dass verminderte Schaumbedeckung einen wesentlich besseren Ofentechnischen Wirkungsgrad zur Folge hat und somit bei der Glasschmelze Energie eingespart werden kann. Es wird erwartet das langfristig auch die Stabilisierung guter Glasqualität merklich sein muß. Die Gemengezusammensetzung kann bei gleichbleibender Qualität später besonders durch die Möglichkeit des sparsameren Einsatzes gerade bei den teuersten Bestandteilen vermindert werden. Anhand von zwei Ausführungsbeispielen soll anschließen die Erfindung an Hand von Bild 1 näher erläutert werden. In einem Ölvorratsbehälter wird leichtes Heizöl mit Natriumkarbonat zu Zuschlagsöl(10) vermischt und über eine gesonderte Zuschlagsleitung (5) einem Ölrücksaugventil zugeführt. Das Ölrücksaugventil ist erfinderisch als kombiniertes Dosierungs-Ölrücksaugventil (1) ausgeführt. Es weist eine seitliche Zuschlagsstoffzuführung (2) auf, die in den hinteren Teil des Zylinderraums(3) des kombinierten Dosierungs-Ölrücksaugventils (1) einmündet. Die Zuschlagsleitung(5) weist ein Rückschlagventil(4) auf. Das kombiniertes Dosierungs-Ölrücksaugventil (1) wird in der Wechseltaktung des Feuers bei einer regenerativen Glasschmelzwanne fremdbetätigt, so dass am Ende der Feuerperiode der Kolben (6).
Eine Stellhandlungsvorgabe über das Prozessleitsystem entscheidet nun wie weit der Kolben zurückgefahren wird. Im konkreten Fall der beabsichtigten Zuschlagsstoffdotierung wird der Kolben bis in die mechanische Saugendlage (7) gefahren, dabei überfährt er die Position des Endlagenschalters (8) der zuschlagsstofffreien Endlage (9) und saugt über für die Zuschlagsleitung (5) Zuschlagsöl (10) in den Zylinderraum. Dabei ist auf dem Weg des Kolbens (6) zwischen geschalteter und mechanischer Endlagenposition der Ansaugkanal (11) geschlossen und das integrierte Rückschlagventil (12) unterbindet eine Einsaugung aus der Brennerzuführungsleitung (13). Kurz vor beginn der neuen Feuerperiode dieser Seite wird der Kolben in Richtung vor verfahren und drückt das zurückgesaugte Restöl gemeinsam mit dem Zuschlagsöl in die Brennerzuführungsleitung 13, wobei das Rückschlagventil (4) ein Zurückdrücken in die Zuschlagsleitung unterbindet. Vor dem Start des Feuers wird Natriumkarbonat zusammen mit Heizöl über diesen vom Leitsystem vorgewählten Brenner in die Wanne eingespritzt und minder in seinem Flammengebiet den Schaum. Im zweiten Beispiel wird die Anwahl über das Leitsystem für eine Gasbefeuerung näher erläutert. Das Bild einer Ofenraumkamera von der Glasbadopberfläche wird bildpunktweise, wie an sich bekannt nach Helligkeit oder Farbwichtung von rot, grün und blau als relativ heiß oder kalt analysiert. Dabei wird ein Vergleich mit einem Bildpunkt außerhalb der Glasbadoberfläche geführt, der eine repräsentative und relativ stabile Seitenwandtemperatur aufweist. Diese bildpunktweise Auswertung wird für vorgewähltes Gebiet geführt, das die Achslage der Flamme 4 einer Querflammenwanne mit einem Meter Seitenausdehnung entspricht. Im Ausführungsbeispiel ist hier das sogenannte Quellpunktgebiet lokalisiert. Entscheidungskriterium ist das ein Produkt von Fläche und einem Äquivalent von Differenztemperaturen zu einem Fixpunkt der Umgebung, das bei Überschreitung eines wählbaren Limits als "viel Schaum im Gebiet" interpretiert ist. Es ist im Beispiel ein vereinfachtes Kriterium in Anwendung, das für dieses Gebiet eine durchschnittliche Helligkeit unterhalb der Wandvergleichsstelle am Ende der Feuerperiode zulässt. Im konkreten Fall wird dieser Wert überschritten und als starke Schaumbedeckung interpretiert. An der Zuschlagsleitung einer zentral im Gasbrenner angeordnet endenden Öldruckzerstäubung wird ein Magnetventil manuell wählbar kurzzeitig geöffnet, dass dem Zuschlagsöl den Weg zur Druckzerstäuberdüse freigibt.
Bei rekuperativ kontinuierlichem Glasschmelzen oder Oxyfuel-Wannen wird abweichend dazu eine willkürliche Taktung vorgenommen, die im Bereich von quasi kontinuierlicher Zugabe des Zusatzes von wenigen Gramm pro Sekunde bis zu wenigen Stunden bei Zusätzen von einigen Kilogramm im Takt, erfolgt. Liste der verwendeten Bezugszeichen 1 Kombiniertes Dosierungs-Ölrücksaugventil
2 Zuschlagsstoffzuführung
3 hinterer Teil des Zylinderraums
4 Rückschlagventil
5 Zuschlagsleitung
6 Kolben
7 mechanische Saugendlage
8 Endlagenschalter
9 zuschlagsstofffreie Endlage
10 Zuschlagsöl
11 Ansaugkanal
12 integriertes Rückschlagventil
13 Brennerzuführungsleitung

Claims

1. Verfahren zur Einmischung von Zuschlagsstoffen in den Brennstoffweg der Befeuerung von Glasschmelzwannen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens und vorzugsweise eine Komponente des Gemengerezepts der Glasschmelzwanne teilweise auf dem Weg des Brennstoffs dem Ofen zugeführt wird.

2. Verfahren zur Einmischung von Zuschlagsstoffen in den Brennstoffweg der Befeuerung von Glasschmelzwannen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschlagsstoff pulverförmig und vorzugsweise ein Karbonat ist

3. Verfahren zur Einmischung von Zuschlagsstoffen in den Brennstoffweg der Befeuerung von Glasschmelzwannen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschlagsstoff eine flüssig wässrige Lauge ist

4. Verfahren zur Einmischung von Zuschlagsstoffen in den Brennstoffweg der Befeuerung von Glasschmelzwannen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschlagsstoff ein Läutermittel ist.

5. Verfahren zur Einmischung von Zuschlagsstoffen in den Brennstoffweg der Befeuerung von Glasschmelzwannen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschlagsstoff ein Alkaliträger ist.

6. Verfahren zur Einmischung von Zuschlagsstoffen in den Brennstoffweg der Befeuerung von Glasschmelzwannen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass bei überwiegend gasbefeuerten Öfen der Zuschlagsstoff einem Zusatzbrennstoff in Form von Heizöl zudotiert ist.

7. Verfahren zur Einmischung von Zuschlagsstoffen in den Brennstoffweg der Befeuerung von gasbeheizten Glasschmelzwannen nach Anspruch 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ausmündenden Gasstrahl oder dessen Weg eine flüssige Lauge eingespritzt wird.

8. Verfahren zur Einmischung von Zuschlagsstoffen in den Brennstoffweg der Befeuerung von Glasschmelzwannen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung in den Ofen bei regenerativbefeuerten Glasschmelzwannen getaktet in der Wechselpause erfolgt.

9. Verfahren zur Einmischung von Zuschlagsstoffen in den Brennstoffweg der Befeuerung von Glasschmelzwannen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschlagsstoff an querbeheizten Wannen in Brennstoffzuführungen von Brennern erfolgt deren Flammenachse am Ort hohen Schaumaufkommens lokalisiert sind.

10. Verfahren zur Einmischung von Zuschlagsstoffen in den Brennstoffweg der Befeuerung von Glasschmelzwannen nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderauswertung einer an sich bekannten Ofenraumkamera Anfallort und Stärke des Schaumaufkommens bestimmt und mindestens einer Flammenachse zuordnet.

11. Verfahren zur Bestimmung des Anfallortes und der Stärke des Glasschaums mittels Bildauswertung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Entscheidungskriterium Schaum als störend eingestuft wird, das ein Produkt von einer überwärmten Fläche und einem Äquivalent der Differenztemperaturen in dieser Fläche zu einem Fixpunkt der Umgebung ist, wobei als "viel Schaum im Gebiet" ein großes Produkt von Fläche und Temperaturüberhöhung in einem manuell gewählten Bildausschnitt interpretiert ist.

12. Verfahren zur Bestimmung des realitätsbezogenen Anfallortes des Glasschaums mittels Bildauswertung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der realitätsbezogene Ort des Schaumanfalls in der Wanne mittels an sich bekannter Trapezentzerrung erfolgt, mit einem Draufsichtbild der Glasbadoberfläche verglichen ist, dem Flammenabschnitte zugeordnet sind und die Überschreitung eines manuell festgelegten Betrags des Produkts im Flammenabschnitt, das Kriterium der Zuschlagsstoffzudosierung ist.

13. Verfahren zur Einmischung von Zuschlagsstoffen in den Brennstoffweg der Befeuerung von Glasschmelzwannen nach Anspruch 9 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuschaltung der Zudosierung für einzelne zulässige Flammenabschnitte vorwählbar ist.

14. Vorrichtung zur Realisierung des Verfahrens nach Anspruch 2 oder 3 zur brennernahen Zudosierung des Brennstoff- Zuschlagsstoffgemisches, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiervorrichtung bei Ölbrennern ein Dosier- Ölrücksaugventil ist, dessen Ausstoßtakt innerhalb der Wechselpause der Feuerperiode unmittelbar vorausgehend eingestellt ist.

15. Vorrichtung zur Realisierung des Verfahrens nach Anspruch 2 oder 3 zur brennernahen Zudosierung des Brennstoff- Zuschlagsstoffgemisches, dadurch gekennzeichnet, dass in Brennernähe eine T-Einmündung am Ölzuführungsrohr angeordnet ist, deren Zudosierungsrohr vor der T-Einmündung ein diskretes Magnetventil aufweist.

16. Dosier-Ölrücksaugventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein herkömmliches Rücksaugventil mindestens einen zusätzlichen Endlagenschalter aufweist, der die Endlage beim herkömmlichen Rücksaugtakt markiert, dass diese Endlage für den Takt des Zuschlagsstoffzudosierung überfahren wird, dass im dazwischenliegende Abschnitt die Brennerzuführungsleitung mittels Schieber geschlossen ist und dass die Zuschlagsstoffzuführung durch die Kolbenstellung des Kolbens geöffnet ist.

17. Gasbrenner zur Realisierung des Verfahrens nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass in Mündungsnähe und annähernd zentraler Lage ein flüssigkeitsführendes Rohr mit einem Außendurchmesser unterhalb der Hälfte des Innendurchmessers der Gasbrennermündung positioniert ist, das in einer Druckzerstäuberdüse endet.