-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Mikrohohlkugeln aus Glas. Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.
-
Mikrohohlkugeln aus Glas, also Hohlkugeln mit einer Glaswand und Durchmessern im Sub-Millimeterbereich (ca. 1 Mikrometer bis 1.000 Mikrometer) werden vielfach als Leichtzuschlagstoffe in Kompositmaterialien und Leichtbeton eingesetzt. Des Weiteren finden diese – auch als „glass microspheres” bezeichneten – Mikrohohlkugeln unter anderem Verwendung in der Medizin sowie der Verbrauchsgüterindustrie.
-
Solche Glas-Mikrohohlkugeln werden üblicherweise in Vertikalöfen (auch als Schachtöfen bezeichnet) hergestellt. In einem in
US 3,230,064 A beschriebenen Verfahren wird zur Herstellung der Mikrohohlkugeln durch Befeuerung mittels eines Brenners in einer Brennkammer des Vertikalofens eine aufwärts gerichtete heiße Gasströmung erzeugt. Im Bereich des Brenners wird kontinuierlich ein Brenngut eingebracht, das aus mit einem Treibmittel versetzten Glaspartikeln besteht. In der heißen Gasströmung werden die Glaspartikel einerseits aufgeschmolzen. Des Weiteren wird durch das Treibmittel in den aufgeschmolzenen Mikropartikeln Gas erzeugt, durch welches die Glaspartikel zu den gewünschten Mikrohohlkugeln aufgebläht (expandiert) werden. Aufgrund ihrer dann erniedrigten Dichte schwimmen die Mikrohohlkugeln in der Gasströmung auf und werden zusammen mit den Abgasen der Befeuerung durch einen am oberen Ende des Vertikalofens angeordneten Gasauslass aus der Brennkammer ausgetragen. Die ausgetragenen Mikrohohlkugeln werden gemäß
US 3,230,064 A in einem dem Vertikalofen nachgeschalteten Zyklon-Abscheider oder einem Sackfilter von der Gasströmung getrennt. Ferner ist der bekannte Vertikalofen auch an der Unterseite der Brennkammer mit einer Auslassöffnung versehen, über die sich am Boden der Brennkammer ansammelnde Mikrohohlkugeln aus der Brennkammer abgezogen werden können.
-
Des Weiteren ist beispielsweise aus
US 2009/0280328 A1 ,
US 2007/0275335 A1 sowie
US 5,002,696 A bekannt, die als Ausgangsstoff für die Herstellung der Mikrohohlkugeln verwendeten Glaspartikel kontinuierlich von oben in eine abwärts gerichtete, heiße Gasströmung einzubringen, so dass die Glaspartikel mit dieser Gasströmung nach unten fallen und hierbei expandiert werden.
-
Die Herstellung von Mikrohohlkugeln aus Glas in einem Vertikalofen ist allerdings nachteiligerweise vergleichsweise aufwändig und ineffektiv.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine effektive Herstellung von Mikrohohlkugeln aus Glas zu ermöglichen.
-
Bezüglich eines Verfahrens zur Herstellung von Mikrohohlkugeln aus Glas wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bezüglich einer Anlage zur Herstellung von Mikrohohlkugeln aus Glas wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 9. Vorteilhafte und teils für sich gesehen erfinderische Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.
-
Erfindungsgemäß werden Partikel eines Glasmehls in einem Pulsationsreaktor zu Mikrohohlkugeln expandiert. Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß ein Pulsationsreaktor zur Herstellung von Mikrohohlkugeln aus Glas verwendet.
-
Pulsationsreaktoren sind an sich beispielsweise aus
WO 02/072471 A2 ,
DE 10 2004 044 266 A1 und
DE 10 2006 046 803 A1 bekannt und werden üblicherweise zur Herstellung von feinteiligen Pulvern, insbesondere Oxid- und Mischoxidpulvern, verwendet.
-
Der erfindungsgemäß herangezogene Pulsationsreaktor umfasst in an sich üblicher Weise eine Brennkammer und ein daran anschließendes Resonanzrohr, das einen gegenüber der Brennkammer wesentlich reduzierten Strömungsquerschnitt aufweist. In die Brennkammer wird ein Brenngas-Primärluft-Gemisch eingeleitet und dort entzündet. Die hierdurch verursachte Verpuffung erzeugt eine Druckwelle in dem Resonanzrohr. Diese verursacht wiederum einen Unterdruck in der Brennkammer, wodurch erneut Brenngas und Primärluft in die Brennkammer eingesaugt werden. Durch erneute Entzündung entstehen so eine pulsierende Verbrennung und eine pulsierende Heißgasströmung in dem Resonanzrohr.
-
Der Pulsationsreaktor ist vergleichsweise kompakt und unaufwändig realisierbar und ermöglicht eine präzise Prozesssteuerung. Er erlaubt somit eine vergleichsweise effektive Herstellung der Mikrohohlkugeln.
-
Das Glasmehl kann im Rahmen des Verfahrens als fertiges Rohprodukt bezogen werden. Alternativ kann im Rahmen des Verfahrens der Rohstoff für das Glasmehl in Form von Glasfritte (abgeschreckter Glasschmelze) bezogen werden, die zur Herstellung des Glasmehls lediglich gemahlen werden muss. Vorzugsweise – insbesondere bei Verwendung von aus mehreren Glassorten gemischtem Altglas als Rohstoff für das Glasmehl – wird zur Herstellung desselben aber zunächst ein Rohglasgemenge aufgeschmolzen. Die resultierende Glasschmelze wird zur Bildung einer Glasfritte abgeschreckt, die anschließend zu dem Glasmehl vermahlen wird. Als „Rohglasgemenge” wird ein Gemenge aus makroskopischen Glaspartikeln mit typischen Durchmessern von wenigen Millimetern bis zu mehreren Dezimetern bezeichnet. Im Regelfall enthält das Rohglasgemenge hierbei Glaspartikel mindestens zweier verschiedener Glasarten. Im Rahmen der Erfindung kann das Rohglasgemenge aber im Extremfall – gegebenenfalls bis auf unvermeidbare Verunreinigungen – auch nur Glaspartikel einer einzigen Glasart enthalten. In letzterem Fall wird das Rohglasgemenge vorzugsweise nicht aufgeschmolzen, sondern unmittelbar zu dem Glasmehl vermahlen.
-
Um eine hinreichende Gasbildung während der thermischen Expansion der Glasmehlpartikel zu gewährleisten, insbesondere ohne dem Rohglasgemenge gesonderte Blähmittel oder sonstige gasbildende Substanzen zumischen zu müssen, ist das Rohglasgemenge in einer zweckmäßigen Ausführung der Erfindung derart zusammengestellt, dass es – gemessen an seiner Gesamtmasse – mindestens 70 Masse% an weißem Flachglas und/oder braunem Behälterglas (Braunglas) enthält, wobei diese beiden Bestandteile im Rahmen der Erfindung grundsätzlich in Relation zueinander in beliebigen Mengenanteilen enthalten sein können. Als „weißes Flachglas” (auch als ”Flachglas weiß” oder „Solarglas” bezeichnet) wird hier und im Folgenden in Abgrenzung von gewöhnlichem Fensterglas ein Glas mit geringem Eisengehalt bezeichnet, wie es typischerweise für Solarkollektoren und Photovoltaikelemente hergestellt und verwendet wird.
-
In Ausführungsformen der Erfindung kann das Rohglasgemenge also z. B.
- – mindestens 70 Masse% an weißem Flachglas, aber kein braunes Behälterglas, oder
- – mindestens 70 Masse% an braunem Behälterglas, aber kein weißes Flachglas enthalten.
-
Des Weiteren kann das Rohglasgemenge in Ausführungen der Erfindung eine Mischung aus weißem Flachglas und braunem Behälterglas umfassen, die in ihrer Gesamtheit mindestens 70 Masse% der Gesamtmasse des Rohglasgemenges ausmacht.
-
In besonders bevorzugter Ausführung der Erfindung besteht das Rohglasgemenge – bis ggf. auf typische Verunreinigungen – ausschließlich aus weißem Flachglas und braunem Behälterglas. Alternativ enthält das Rohglasgemenge in zweckmäßigen Ausführungen der Erfindung bis zu 30 Masse% Zumischung an anderen Glasarten, insbesondere Fensterglas und weißem Behälterglas. Optional ist dem Rohglasgemenge des Weiteren 2 Masse% bis 5 Masse%, vorzugsweise zwischen 3 Masse% und 4 Masse% an Flugasche (insbesondere in Form mindestens eines der unter den Handelsnamen SEROX oder CALUMITE vertriebenen Rohstoffe) zugemischt.
-
Vorzugsweise enthält das Rohglasgemenge allerdings – ggf. bis auf typische Verunreinigungen von maximal 2 Masse%, bezogen auf die Gesamtmasse des Rohglasgemenges – kein grünes Behälterglas.
-
Vorzugsweise wird als Rohstoff für das Glasmehl Altglas (Recycling-Glas) herangezogen. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann das Glasmehl grundsätzlich allerdings auch aus kommerziell erhältlichem Wannenglas (also noch unverarbeitetem Neuglas) hergestellt werden. Auch Mischungen aus Wannenglas und Altglasanteilen sind im Rahmen der Erfindung denkbar.
-
Vorzugsweise, insbesondere bei Verwendung von Altglas als Rohstoff, besteht das Glasmehl vollständig oder zumindest zum großen Teil aus Kalk-Natron-Silikatglas. Alternativ kann das Glasmehl allerdings im Rahmen der Erfindung auch aus Borsilikatglas hergestellt sein. Wiederum alternativ kann das Glasmehl im Rahmen der Erfindung aus einer Mischung von Anteilen der vorstehend genannten Glasarten hergestellt sein.
-
Das Glasmehl wird vorzugsweise auf eine Feinheit von d97 ≤ 30 Mikrometer gemahlen. Das Glasmehl wird mit anderen Worten derart fein gemahlen, dass 97% der Glasmehlpartikel einen Durchmesser von maximal 30 Mikrometer aufweisen. In zweckmäßiger Ausführung der Erfindung ist das Glasmehl hierbei ausschließlich durch Trockenmahlung, insbesondere in einer Kugelmühle, hergestellt. Vorzugsweise wird das Glasmehl aber in einem zweistufigen Mahlprozess hergestellt. Hierbei wird das Rohglasgemenge in einer ersten Verarbeitungsstufe trocken zu einem Grobmehl vorvermahlen. Das resultierende Grobmehl wird dann in einer zweiten Verarbeitungsstufe auf die oben genannte Feinheit nassvermahlen. Die Nassvermahlung ermöglicht hierbei – im Vergleich zu ausschließlich trockenvermahlenem Glasmehl gleicher Feinheit – eine Reduzierung der Prozesstemperaturen.
-
Um die Glasmehlpartikel vergleichsweise unaufwändig auf eine hinreichend hohe Expansionstemperatur (von insbesondere zwischen 1000°C und 1500°C, vorzugsweise zwischen 1000°C und 1300°C) zu erhitzen, wird das Glasmehl vorzugsweise direkt in die Brennkammer des Pulsationsreaktors eingegeben. Alternativ hierzu wird das Glasmehl in einen stromaufwärts gelegenen (d. h. nahe an der Brennkammer angeordneten) Bereich des Resonanzrohres, insbesondere in den Einlass des Resonanzrohres eingegeben.
-
In zweckmäßiger Ausführung der Erfindung wird das Glasmehl vor der Einbringung in den Pulsationsreaktor – insbesondere unter Nutzung eines Drehrohr- oder Wirbelschichtofens – vorgewärmt. Das Glasmehl wird hierbei vorzugsweise auf eine Temperatur erwärmt, die dicht (insbesondere ca. 50°C bis 100°C) unterhalb der – auch als Erweichungs- oder Littleton-Punkt bezeichneten – Klebetemperatur der Glasmehlpartikel liegt. Bei einer typischen Klebetemperatur der Glasmehlpartikel von ca. 650°C wird das Glasmehl somit vorzugsweise auf ca. 550°C bis 600°C vorgewärmt und in diesem Zustand in den Pulsationsreaktor eingegeben.
-
Die aus dem Pulsationsreaktor ausgeblasenen Mikrohohlkugeln werden vorzugsweise in einer nachgeschalteten Kühlfalle abgekühlt. Die Kühlfalle weist hierbei vorzugsweise einen sich gegenüber dem Resonanzrohr wesentlich verbreiternden Querschnitt auf. Insbesondere ist die Kühlfalle durch eine trichterförmige Erweiterung des Resonanzrohres gebildet. Die Kühlwirkung wird dabei insbesondere durch Einblasen von Kaltluft erzielt. In der Kühlfalle werden die durch das Resonanzrohr aus dem Pulsationsreaktor ausgeblasenen Mikrohohlkugeln insbesondere schlagartig, vorzugsweise innerhalb von 2 Millisekunden bis 100 Millisekunden auf mindestens 50°C unter die Klebetemperatur abgekühlt.
-
Die erfindungsgemäße Anlage ist allgemein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer der vorstehend beschriebenen Verfahrensvarianten eingerichtet. Sie umfasst in jedem Fall einen Pulsationsreaktor zur Expansion von Partikeln eines Glasmehls zu den bestimmungsgemäß herzustellenden Mikrohohlkugeln. In bevorzugten Ausgestaltungen umfasst die Anlage weiterhin – wie vorstehend beschrieben – eine Einrichtung zur Vorwärmung des in den Pulsationsreaktor einzubringenden Glasmehls und/oder eine dem Resonanzrohr des Pulsationsreaktors nachgeschaltete Kühlfalle.
-
Das Resonanzrohr des Pulsationsreaktors ist in einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Anlage in herkömmlicher Weise horizontal ausgerichtet. In alternativer Ausgestaltung des Pulsationsreaktors ist das Resonanzrohr vertikal ausgerichtet. Die vertikale Ausrichtung des Pulsationsrohrs ist dabei insbesondere vorteilhaft, um ein Verkleben von Glasmehlpartikeln und hieraus entstehenden Mikrohohlkugeln mit den Wänden des Resonanzrohres zu vermeiden oder zumindest weitgehend zu reduzieren.
-
Die mittels des Verfahrens und der zugehörigen Anlage hergestellten Mikrohohlkugeln haben in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung eine sphärische Wand aus einer homogenen Glasmatrix, die einen einzigen kugelförmigen Hohlraum umschließt. Die bestimmungsgemäß hergestellten Mikrohohlkugeln haben insbesondere einen Durchmesser zwischen ca. 20 Mikrometer und ca. 150 Mikrometer.
-
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
-
1 in schematischer, teilgeschnittener Darstellung eine Anlage zur Herstellung von Mikrohohlkugeln aus Glas, mit einem Pulsationsreaktor, einer nachgeschalteten Kühlfalle und einem wiederum nachgeschalteten Abscheider, und
-
2 in schematischer Darstellung eine erweiterte Ausführungsform der Anlage gemäß 1, bei der dem Pulsationsreaktor eine Schmelzwanne mit nachgeschalteter Abschreckwanne, eine Trockenmühle, eine Nassmühle und ein Drehrohrofen vorgeschaltet sind.
-
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Die in 1 dargestellte Anlage zur Herstellung von Mikrohohlkugeln M aus Glas umfasst als Kernkomponenten einen Pulsationsreaktor 1, eine nachgeschaltete Kühlfalle 2 sowie einen Abscheider 3.
-
Der Pulsationsreaktor
1 ist gegliedert in eine Mischkammer
4, eine daran anschließende Brennkammer
5 und ein wiederum daran anschließendes Resonanzrohr
6. In die Mischkammer
4 münden eine Brenngasleitung
7 und eine Primärluftleitung
8. Die Mischkammer
4 ist mit der Brennkammer
5 durch (in
1 nur grob schematisch angedeutete) Rückschlagventile
9 verbunden, die einen unidirektionalen Gasfluss von der Mischkammer
4 in die Brennkammer
6 ermöglichen, einen entgegengesetzten Gasfluss aber hemmen. Die Rückschlagventile
9 sind vorzugsweise durch klappenlose, aerodynamische Ventile gebildet, wie sie beispielsweise aus
US 2,825,203 A bekannt sind. Grundsätzlich können die Rückschlagventile
9 aber in alternativer Ausführung auch mit beweglichen Sperrorganen wie z. B. Ventilklappen versehen sein. Im Bereich eines dem Resonanzrohr
6 zugewandten Auslassendes
10 (und somit in Richtung auf einen Einlass des Resonanzrohres
6 weisend) ist die Brennkammer
5 mit einer trichterförmigen Verjüngung versehen.
-
Das an die Brennkammer 5 anschließende Resonanzrohr 6 definiert einen Strömungskanal 11, der einen wesentlich kleineren Querschnitt aufweist als die Brennkammer 5. Im Bereich der Kühlfalle 2 weitet sich der Querschnitt dieses Strömungskanals 11 wiederum trichterförmig auf. In diesen Bereich des Strömungskanals 11 münden mehrere, um den Umfang der Kühlfalle 2 verteilte Kühlluftleitungen 12.
-
Der an die Kühlfalle 2 anschließende Abscheider 3 ist beispielsweise durch einen Zyklonabscheider oder einen Filter (beispielsweise Sinterlamellen oder einen Kerzenfilter) gebildet.
-
In die Brennkammer 5 – insbesondere in das sich verjüngende Auslassende 10 derselben – mündet eine Beschickungsleitung 13. In alternativer (nicht explizit dargestellter) Ausführung der Anlage mündet die Beschickungsleitung 13 in einen stromaufwärts gelegenen (und somit nahe an der Brennkammer 5 angeordneten) Bereich des Resonanzrohres 6.
-
Alternativ zu der Darstellung gemäß 1, in der das Resonanzrohr 6 horizontal ausgerichtet ist, verläuft das Resonanzrohr 6 in einer (nicht explizit dargestellten) Variante der Anlage zumindest über einen Großteil seiner Länge vertikal. Insbesondere schließt das Resonanzrohr 6 hierbei mit einem kurzen horizontalen Anschlussabschnitt an die – gemäß 1 – bevorzugt horizontal ausgerichtete Brennkammer 5 an, wobei der Anschlussabschnitt nach Art eines Ofenrohrs über einen Rohrbogen in einen – im Vergleich zu dem Anschlussabschnitt wesentlich längeren – Vertikalabschnitt übergeht. Die Beschickungsleitung 13 kann bei der vorstehend beschriebenen Variante der Anlage analog zu 1 in die Brennkammer 5 münden. Bevorzugt mündet sie hierbei aber in das untere Ende des Vertikalabschnitts des Pulsationsrohrs 6.
-
Im Betrieb der Anlage wird über die Brenngasleitung 7 ein Brenngas B (insbesondere Erdgas) in die Mischkammer 4 eingeleitet. Des Weiteren wird über die Primärluftleitung 8 Primärluft P in die Mischkammer 4 eingeleitet. Das hieraus resultierende Gas-Luft-Gemisch gelangt über die Rückschlagventile 9 in die Brennkammer 5 und wird hier mittels einer (nicht explizit dargestellten) Zündvorrichtung gezündet. Aufgrund der hierdurch verursachten Verpuffung entsteht eine Druckwelle, mit der sich Heißgas H durch das Resonanzrohr 6 stoßartig in Richtung auf die Kühlfalle 2 fortbewegt. Ein Rückschlagen der Verpuffung in die Mischkammer 4 wird durch die Rückschlagventile 9 unterbunden. Vielmehr wird durch die sich in dem Resonanzrohr 6 fortbewegende Druckwelle in der Brennkammer 5 ein Unterdruck erzeugt, durch den das in der Mischkammer 4 enthaltene Gas-Luft-Gemisch in die Brennkammer 5 gesaugt wird. Durch erneute Zündung des Gas-Luft-Gemischs – aktiv mittels der Zündvorrichtung oder durch Selbstzündung aufgrund der in der Brennkammer 5 herrschenden Temperatur – wird eine erneute Druckwelle erzeugt, so dass der vorstehend beschriebene Zyklus erneut abläuft.
-
Im Betrieb des Pulsationsreaktors 5 kommt es somit in der Brennkammer 5 zu einer diskontinuierlichen, pulsartigen Verbrennung, aufgrund welcher sich das Heißgas H in dem Resonanzrohr 6 in periodischen Druckwellen fortbewegt.
-
Während der vorstehend beschriebenen pulsartigen Verbrennung wird über die Beschickungsleitung 13 als Ausgangsstoff für die herzustellenden Mikrohohlkugeln M Glasmehl G mit einer Feinheit von d97 ≤ 30 Mikrometer in die Brennkammer 5 eingebracht. In beispielhafter Ausführung des mittels der Anlage durchgeführten Verfahrens ist das Glasmaterial, aus dem die Partikel des Glasmehls G bestehen, derart gewählt, dass die Glasmehlpartikel eine Klebetemperatur von ca. 650°C aufweisen.
-
Durch die pulsierende Heißgasströmung werden die Glasmehlpartikel in das Resonanzrohr 6 eingeblasen. In der Brennkammer 5 und dem stromaufwärtigen Bereich des Resonanzrohres 6 werden die Glasmehlpartikel aufgeschmolzen und auf eine (ca. 350°C bis 600°C über der Klebetemperatur) liegende Expansionstemperatur zwischen 1200°C und 1300°C erhitzt. Bei dieser Expansionstemperatur werden die Glasmehlpartikel infolge einer durch Redoxprozesse in dem geschmolzenen Glasmaterial verursachten Gasbildung zu den gewünschten Mikrohohlkugeln M expandiert.
-
In der Kühlfalle 2 werden die Mikrohohlkugeln M schlagartig, nämlich in Abhängigkeit der Größe der Mikrohohlkugeln M innerhalb von ca. 10 bis 100 Millisekunden auf ca. 550°C (und somit auf ca. 100°C unter die Klebetemperatur) abgekühlt.
-
Die schlagartige Abkühlung wird hierbei realisiert, indem über die Kühlluftleitungen 12 Kaltluft K in den Strömungskanal 11 eingeblasen wird.
-
In dem Abscheider 3 werden die nunmehr erstarrten Mikrohohlkugeln M von der aus dem Heißgas H und der eingeblasenen Kaltluft K gebildeten Abgasströmung A abgeschieden.
-
Während die Abgasströmung A über einen Abgaszug 14 – gegebenenfalls nach Abgasreinigung und/oder Wärmerückgewinnung – an die Umgebung abgegeben wird, werden die abgeschiedenen Mikrohohlkugeln M über eine Produktleitung 15 einem Produktreservoir 16 (z. B. einem Silo oder Container) zugeführt. In der Produktleitung 15 ist hierbei in zweckmäßiger Ausgestaltung der Anlage eine (nicht explizit dargestellte) druckdichte Schleuse, z. B. in Form einer Doppelpendelklappe oder einer Zellradschleuse, vorgesehen.
-
Die mit der Anlage hergestellten Mikrohohlkugeln M haben beispielhaft einen Durchmesser zwischen 20 Mikrometern und 150 Mikrometern.
-
2 zeigt eine erweiterte Ausführungsform der Anlage, in der diese zusätzlich zu dem Pulsationsreaktor 1, der Kühlfalle 2 und dem Abscheider 3 weitere Anlagenkomponenten zur Herstellung sowie Trocknung und Vorwärmung des Glasmehls G aufweist, nämlich
- – eine Glasschmelzwanne 20,
- – eine Abschreckwanne 21,
- – eine Trockenmühle 22,
- – eine Nassmühle 23, und
- – einen Drehrohrofen 24.
-
Im Betrieb der Anlage gemäß 2 wird die Glasschmelzwanne 20 mit einem Rohglasgemenge R beschickt. Das Rohglasgemenge R besteht in beispielhaften Ausführungen zu 70 Masse% bis 100 Masse% aus weißem Flachglas (Solarglas) und/oder braunem Behälterglas, aus 0 Masse% bis 30 Masse% Fensterglas und/oder weißem Behälterglas sowie optional 3 Masse% bis 4 Masse% Flugasche.
-
In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung besteht das Rohglasgemenge R
- – zu 72 Masse% bis 78 Masse% aus weißem Flachglas (Altglas),
- – zu 20 Masse% bis 26 Masse% aus braunem Behälterglas (Altglas) sowie
- – im Übrigen aus 2 Masse% bis 3 Masse% weißem Behälterglas (Altglas).
-
Bis auf typische Verunreinigungen der verwendeten Rohstoffe enthält das Rohglasgemenge R kein grünes Behälterglas.
-
Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Anlage drei Vorratsbehälter 25 für das weiße Flachglas, für das braune Behälterglas bzw. für das weiße Behälterglas.
-
Die vorstehend genannten Bestandteile des Rohglasgemenges R werden entweder – wie exemplarisch in 2 angedeutet – direkt in die Glasschmelzwanne 20 eingegeben oder zunächst einem (nicht dargestellten) Glasbrecher zugeführt, in dem die Glaspartikel zerstoßen und miteinander vermengt werden.
-
In der Glasschmelzwanne 20 wird das Rohglasgemenge R zu einer Glasschmelze S aufgeschmolzen. Aus einem Auslass der Glasschmelzwanne 20 wird die Glasschmelze S der Abschreckwanne 21 zugeführt und erstarrt hier unter Kontakt mit Wasser zu einer Glasfritte F. Die Glasfritte F wird aus der Abschreckwanne 21 abgezogen und zunächst der Trockenmühle 22 zugeführt.
-
In der als Kugelmühle mit nachgeschaltetem Sichter ausgeführten Trockenmühle 22 wird die Glasfritte F zu einem Grobmehl Z mit einer Feinheit von beispielsweise d97 ≤ 100 Mikrometern vorgemahlen. Das Grobmehl Z wird anschließend der ebenfalls als Kugelmühle ausgeführten Nassmühle 23 zugeführt.
-
In der Nassmühle 23 wird das Grobmehl Z zu dem für die Beschickung des Pulsationsreaktors 1 vorgesehenen Glasmehl G, und somit auf die gewünschte Feinheit von d97 ≤ 30 Mikrometer feinvermahlen. Das aus der Nassmühle 23 abgezogene Glasmehl G wird in dem nachgeschalteten Drehrohrofen 24 getrocknet und auf ca. 600°C (und somit auf ca. 50°C unter die Klebetemperatur vorgeheizt). In diesem Zustand wird das Glasmehl G über die Beschickungsleitung 13 in die Brennkammer 5 des Pulsationsreaktors 1 eingegeben.
-
In nicht dargestellten Varianten der Anlage wird das Glasmehl G in einem lediglich einstufigen Mahlprozess hergestellt. Hierbei umfasst die Anlage nur die Trockenmühle 22, in der die Glasfritte F unmittelbar zu dem Glasmehl G vermahlen wird.
-
In einer weiteren Variante der Anlage ist anstelle des Drehrohrofens 24 ein Wirbelschichtofen zur Trocknung und Vorwärmung des Glasmehls vorgesehen.
-
In einer wiederum weiteren Variante der Anlage wird anstelle von Altglas kommerziell in Form von Glasfritte bezogenes Wannenglas als Ausgangsprodukt für das Verfahren herangezogen. In diesem Fall sind die Glasschmelzwanne 20 und die Abschreckwanne 21 nicht vorgesehen.
-
Die Erfindung wird an den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen besonders deutlich, ist auf diese Ausführungsbeispiele aber nicht beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung aus den Ansprüchen und der vorliegenden Beschreibung abgeleitet werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Pulsationsreaktor
- 2
- Kühlfalle
- 3
- Abscheider
- 4
- Mischkammer
- 5
- Brennkammer
- 6
- Resonanzrohr
- 7
- Brenngasleitung
- 8
- Primärluftleitung
- 9
- Rückschlagventil
- 10
- Auslassende
- 11
- Strömungskanal
- 12
- Kühlluftleitung
- 13
- Beschickungsleitung
- 14
- Abgaszug
- 15
- Produktleitung
- 16
- Produktreservoir
- 20
- Glasschmelzwanne
- 21
- Abschreckwanne
- 22
- Trockenmühle
- 23
- Nassmühle
- 24
- Drehrohrofen
- 25
- Vorratsbehälter
- A
- Abgasströmung
- B
- Brenngas
- H
- Heißgas
- F
- Glasfritte
- G
- Glasmehl
- K
- Kaltluft
- M
- Mikrohohlkugel
- P
- Primärluft
- R
- Rohglasgemenge
- S
- Glasschmelze
- Z
- Grobmehl
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 3230064 A [0003, 0003]
- US 2009/0280328 A1 [0004]
- US 2007/0275335 A1 [0004]
- US 5002696 A [0004]
- WO 02/072471 A2 [0009]
- DE 102004044266 A1 [0009]
- DE 102006046803 A1 [0009]
- US 2825203 A [0032]
