DE3116755C2

DE3116755C2 - Vorrichtung zum Vorerhitzen von Einsatzstoffen für Glasschmelzen

Info

Publication number: DE3116755C2
Application number: DE3116755A
Authority: DE
Inventors: Hubert Ing.(grad.) 5657 Haan Wurtscheid
Original assignee: Gerresheimer Glas AG
Current assignee: Gerresheimer Glas AG
Priority date: 1981-04-28
Filing date: 1981-04-28
Publication date: 1983-05-19
Also published as: GB2097381A; FR2504513A1; BE892949A; DE3116755A1; IT1148540B; IT8248274A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vorerhitzen von Einsatzstoffen für Glasschmelzen, bestehend aus einem mit einem Ofen verbundenen, von heißen Gasen von unten nach oben durchströmten Gehäuse mit mehreren, übereinander angeordneten, mit dem Gehäuse fest verbundenen, öffnungen aufweisenden stationären Aufnahmeböden und bewegliche Aufnahmeböden mit gegenüber den stationären Aufnahmeböden versetzten öffnungen und mit Materialbewegungsmitteln.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der deutschen Patentschrift 12 35 528 bekannt. Das Gehäuse wird von unten nach oben von heißen Gasen durchströmt und enthält stationäre Aufnahmeböden mit Öffnungen etwa in der Mitte und an einem Rahmen aufgehängte bewegliche Aufnahmeböden, die an jeder Längskante mit dem Gehäuse einen Spalt bilden, durch den das Material hindurchfällt. Der Rahmen mit den bewegliehen Aufnahmeböden wird durch einen Antrieb in eine Querbewegung versetzt, so daß das darauf befindliche Material durch mit dem Gehäuse fest verbundene Abstreifer abwechselnd in die eine und die andere Richtung seitlich gestoßen wird und sich in dem Maß vorschiebt und auf die feststehenden Materialaufnahmeboden herabfällt, in dem die hin- und hergehende Bewegung des Rahmens aufrechterhalten wird.

Aus dem mehrfach unterbrochenen freien Fall resultiert nachteiligerweise ein Entmischen der Bestandteile, wodurch sich die Homogenität des erschmolzenen Glases erheblich verschlechtert Auch wenn die Einsatzstoffe vorher agglomeriert werden, ist diese Gefahr nicht gebannt, da die agglomerierten Teilchen, die im freien Fall schweren Belastungen untenvorfen sind, teilweise zerstört werden. Im übrigen ist das Agglomerieren in Form von Pellets oder Briketts teuer und nachteilig, da der investitions- und Energieaufwand wegen der dazu notwendigen Anlagen hoch ist Ferner sind zum Pelletieren Rohstoffe in feiner Aufmahlung notwendig und es ist zum Binden der Rohstoffe Wasser bis zu 10% zusätzlich erforderlich, das später wieder verdampft werden muß.

Dieses Problem wird zwar schon in der österreichischen Patentschrift 2 75 068 angesprochen, die vorschlägt, die Gase zum Vorwärmen des Schmelzgutes durch einen Austauscher hindurchzuführen, in dem sich das Schmelzgut in loser Schüttung befindet und langsam nachrutscht Diese Lösung ist jedoch ebenfalls mit erheblichen Nachteilen verbunden. Um nämlich die Gase zum Vorwärmen des Schmelzgutes durch den Austauscher hindurchführen zu können, ist eine Saug- bzw. Druckvorrichtung erforderlich, da beim Durchströmen der Schmelzgutschüttung ein erheblicher Druckverlust auftritt, der umso größer ist je feinteiliger das Material ist Die hierfür erforderliche Energie verschlechtert die Energiebilanz des Verfahrens, so daß ein Teil der Vorteile, die mit dem Vorwärmen des Schmelzgutes dvrch die Ofenabgase verbunden sind, dadurch wieder verlorengeht, daß ein Gebläse erforderlich ist Im übrigen kann im Austauscher gemäß der österreichischen Patentschrift 2 75 068 je nach der Gasströmungsgeschwindigkeit doch wieder ein Entmischen stattfinden, da die leichteren Bestandteile der Schmelzgutschüttung aus dem Austauscher ausgetragen werden können und damit in der Mischung fehlen. Diese Gefahr ist bei der bekannter. Vorrichtung nicht zu vernachlässigen, da die Gase aufgrund der größeren Druckdifferenz notwendigerweise beim Austritt aus der Schmelzgutschüttung eine höhere Strömungsgeschwindigkeit besitzen und somit kleine Partikel mitreißen können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, durch die loses Glasgemenge und/oder Glasscherben zum Vorerhitzen hindurch zu einer Schmelzwanne geleitet werden, ohne daß ein Agglomerieren erforderlich ist und die Gefahr besteht,

so daß sich die Bestandteile entmischen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch eine sich im Gehäuse mit 0,2 bis 1 Umdrehung/Minute drehende senkrechte Welle mit Aufnahmeböden und stationären trichterförmigen Aufnahmeböden mit einer zentrischen öffnung, deren Durchmesser kleiner als der Außendurchmesser der beweglichen Aufnahmeböden ist, und mit Materialbewegungsmitteln.

Infolge der geringen Umdrehungsgeschwindigkeit der mit der senkrechten Welle verbundenen Aufnahmeboden wird mit Hilfe der Materialbewegungsmittel, die die Form von gepanzerten Pflügen, Rechen und Abstreifern besitzen können und deren Anstellwinkel sich ändern läßt, ein schonendes Durchmischen der aufgegebenen Einsatzstoffe in jeder Stufe gewährleistet, so daß selbst beim freien Fall von den beweglichen Aufnahmeböden auf die trichterförmigen Aufnahmeböden und von dort aus erneut auf die beweglichen Aufnahmeböden ein Entmischen nicht möglich ist.

Gleichzeitig findet durch das Gegensiromyerfahren und das Umlenken der Heizgasströme ein intensiver Wärmeaustausch sowohl über die Aufnahmeböden als auch zwischen dem Heizgas und dem herabfallenden Material statt, so daß das vorerwärmte Material mit bis zu 800⁰C in die Schmelzwanne gelangt

Vorzugsweise beträgt die Rotationsgeschwindigkeit der Welle 0,5 Umdrehungen/Minute und ist die Welle mit den Aufnahmeböden von einem senkrechten, zylindrischen oder kegeligen Gehäuse umgeben, das mit einem Isoliermantel und Inspektionstüren versehen ist.

Um die hohen Vorwärmungstemperaturen zu erreichen, wird das bereits vorerhitzte Gut durch zusätzlich direkt oder über eine Brennkammer wirkende Brenner auf eine Temperatur von 750 bis 850° C gebracht Auf diese Weise ergibt sich eine Vorreaktion mit besserem Wirkungsgrad als im Glasofen, so daß sich die Gesamtwärmebilanz des Glasschmelzprozesses erheblich verbessert

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 die Vorrichtung im Aufriß mitten Schnitt entsprechend der Schnittlinie A-B in F i g. 2 und

Fi g. 2 einen Querschnitt entsprechend den Schnittlinien C-Din Fig. 1.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sich um einen Rotationswärmetauscher. Dieser Wärmetauscher weist eine senkrecht angeordnete Welle 1 auf, auf der mindestens zwei, vorzugsweise jedoch drei bis zehn scheibenförmige Materialaufnahmeböden 2 angeordnet sind.

Die Welle 1 mit den Böden 2 ist von einem zylindrischen oder kegeligen Gehäuse 3 umgeben, das von den aus der Schmelzwanne abgeführten wärmeabgebenden Heizgasen durchströmt wird. In das Gehäuse 3, das mit Inspektionstüren 5 und gegen Wärmeverlust mit einem Isoliermantel 6 versehen ist, sind stationäre, trichterförmige Aufnahmeböden 4 eingebaut. Die Aufnahmeböden 4 sind jeweils zwischen zwei scheibenförmigen Abnahmeboden 2 angeordnet. Sie schließen außen fest an das Gehäuse an und weisen innen eine Öffnung auf, die kleiner ist als der Durchmesser des jeweils darunterliegenden Aufnahmebodens 2.

Die Heizgase, die vorzugsweise Abgase aus einem Glasschmelzofen sind, nehmen auf dem Weg durch den erfindungsgemäßen Wärmetauscher, "on den Böden 2 und 4 gezwungen, einen Zick-Zack-Weg und heizen sie dabei auf. Dabei werden die Heizgase auch direkt mit dem auf den Boden 2 ruhenden Gut in Kontakt gebracht.

Das Gut mit den gegebenenfalls darin enthaltenen Glasscherben wird sowohl durch Kontakt mit den Böden 2 und 4 als auch im Herabrieseln durch die Heizgase aufgeheizt.

Die Vorrichtung weist Gaseinlaß- und Auslaßgehäuse 7 auf mit Leitblechen 8 mit verstellbaren Zungen 9, die für eine gleichmäßige Verteilung der Heizgase über den gesamten Gehäuseumfang sorgen. Dabei können die Heizgase im Gegenstrom, Gleichstrom, Querstrom oder in Kombinationen aus den genannten Möglichkeiten geführt werden. Die Geschwindigkeit der Heizgase, die durch die Vorrichtung strömen, ist im jeweiligen Austrittsbereich vorzugsweise niedriger als 0,4 m/sec.

Die Rotationsgeschwindigkeit der Welle 1 mit den daran befestigten Materialaufnahmeböden 2 ist langsam, d. h. sie beträgt 0,2 bis 1 Upm, vorzugsweise 0,5 Upm,

Oberhalb der Materialaufnahmeböden 2 sind gepanzerte Pflüge 10, Rechen 11 und Abstreifer 12 verstellbar vorgesehen, durch die das aufzuheizende Gut bewegt wird. Ihre Anstellwinkel können von beliebiger Größe sein, um jede Gutbewegung durchführen i.u können. Zusätzlich zu den von dem Glasofen herangeführten Abgasen kann weitere Heizluft erzeugt werden. Hierzu dienen Zusatzbrenner oder zusätzliche Brennkammern, die im einzelnen nicht weiter beschrieben sind.

Der Abstand zwischen den Materialaufnahmeböden 2 ist so gehalten, daß das aufzuheizende Gut keine großen Höhen zu überwinden hat Die Pflüge 10 und die Abstreifer 12, die vorzugsweise lamellenförmig sind, sowie die Rechen 11 üben durch die speziellen Anstellwinkel eine mischende Wirkurvj auf das Gut aus. Im Verein mit der beschriebenen rieurigen Gasgeschwindigkeit erfolgt die Aufheizung des losen Gemenges ohne nennenswerte Entmischung.

Der erfindungsgemäße Wärmetauscher oder Teile desselben bestehen aus einem Material, das geeignet ist, vorzugsweise 850" C auszuhalten, z. B. aus wärmefesten Stählen; auch ist die Möglichkeit des Ausmauerns mit feuerfesten Steinen gegeben.

Beim Durchgang des Glasgemenpes findet eine Konditionierung der zum Aufheizen benutzten Ofenabgase statt Dadurch werden deren korrodierende Wirkung auf nachgeschaltete Entstaubungsfilter sowie die Schadstoffemission reduziert.

Das aufzuheizende Gut wird über eine Einlaufschleuse 13 sowie eine Einlaufrutsche 14 auf den obersten Materialaufnahmeboden 2 aufgegeben. Durch die Rotation des Aufnahmebodens 2 und die Wirkung der Pflüge 10 und Rechen 11 findet eine Verteilung sowie Durchmischung des Gutes auf dem Boden 2 statt. Hierbei wird Wärme durch Kontakt mit den durch die Hebgase aufgeheizten Metallteilen aufgenommen. Gepanzerte Abstreifer 12 weisen das Gut an beliebigen Stellen, spätestens vor Erreichung der Rutsche 14, vom Aufnahmeboden 2 ab und über Leitbleche bzw. Rutschen 15 sowie den nächsttieferliegcnden trichterförmigen Boden 4 auf den nächsttieferen Materialboden 2.

Im Herunterrieseln durchfällt das Gut den Gasstrom und wird hierbei weiter aufgeheizt. Auf den folgenden Böden 2 wiederholt sich der beschriebene Aufheizvorgang bei fortschreitend höherer Temperatur. Außerdem findet eine Wärmeeinleitung vom Gas her direkt zum auf dem Boden 2 ruhenden Gut dadurch statt, daß das Gas, durch den jeweils darüberliegenden trichterförmigen Boden 4 erzwungen, in Kontakt rr.n der das Material tragenden Oberseite der Abnahmeboden 2 kommt.

Der sphärische Zick-Zack-Weg des Gasstroms ist mit 16 bezeichnet. Das 30 aufgeheizte Gut fließt über einen Trichter 17 durch eine Auslaufschleuse 18 in die Einlegung der Glaswanne.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

\. Vorrichtung zum Vorerhitzen von Einsatzstoffen für Glasschmelzen, bestehend aus einem mit einem Ofen verbundenen von heißen Gasen von unten nach oben durchströmten Gehäuse mit mehreren übereinander angeordneten, mit dem Gehäuse fest verbundenen, öffnungen aufweisenden stationären Aufnahmeböden und beweglichen Aufnahmeböden mit gegenüber den stationären Aufnahmeböden versetzten Öffnungen und Materialbewegungsmitteln, gekennzeichnet durch eine sich im Gehäuse mit 0,2 bis einer Umdrehung pro Minute drehende, senkrechte Welle (1) mit Aufnahmeböden (2) und stationären trichterförmigen Aufnahmeböden (4) mit einer zentrischen öffnung, deren Durchmesser kleiner als der Außendurchmesser der beweglichen Aufnahmeböden (2) ist und Materialbewegungsmitteln (10, 11, 12).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsgeschwindigkeit der Welle (1) 0,5 Umdrehungen pro Minute beträgt
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb eines beweglichen Aufnahmebodens (2) mehrere gepanzerte Pflüge (10), Rechen (11) und Abstreifer (12) mit verstellbarem Anstellwinkel angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (1) mit den Aufnahmeböden (2) von einem senkrechte.! zylindrischen oder kegeligen Gehäuse (3) umgeben ist, das mit ein-.τι Isoliermantel (6) und Inspektionstüren (5) versehen ist
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das bereits vorerhitzte Gut durch zusätzlich direkt oder über eine Brennkammer wirkende Brenner auf eine Temperatur von 750 bis 850° C vorzugsweise 800° C gebracht wi -d.