DE3323937A1 - Improved process for the preparation of water-soluble alkali metal silicates and of silicate glass - Google Patents

Improved process for the preparation of water-soluble alkali metal silicates and of silicate glass

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DE3323937A1
DE3323937A1 DE19833323937 DE3323937A DE3323937A1 DE 3323937 A1 DE3323937 A1 DE 3323937A1 DE 19833323937 DE19833323937 DE 19833323937 DE 3323937 A DE3323937 A DE 3323937A DE 3323937 A1 DE3323937 A1 DE 3323937A1
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Heinrich 4006 Erkrath Krings
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Abstract

The invention relates to an improved process for the preparation of water-soluble alkali metal silicates and of silicate glass from a homogeneous batch of silicon dioxide and suitable metal compounds by the melt process, which is characterised in that the principal batch components are subjected separately to prewarming with the aid of the energy present in the process offgases before the batch is introduced into the melter. <IMAGE>

Description

Verbessertes Verfahren zur Herstellung von Improved Process for Making

wasserlöslichen Alkalimetallsilikaten und von Silikatglas Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen Alkalimetallsilikaten und von Silikatglas aus einem homogenen Gemenge von Siliciumdioxid und geeigneten Metallverbindungen im Schmelzprozess, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Hauptgemengekomponenten vor dem Einführen in die Schmelzwanne getrennt voneinander einem Vorwärmprozess mit Hilfe des in den Prozeßabgasen enthaltenen Energieanteils unterworfen werden. water-soluble alkali metal silicates and of silicate glass The invention relates to an improved process for the preparation of water-soluble alkali metal silicates and of silicate glass from a homogeneous mixture of silicon dioxide and suitable Metal compounds in the melting process, which is characterized in that the main batch components separate from each other a preheating process before being introduced into the melting tank with the help of the energy contained in the process exhaust gases.

Die Herstellung wasserlöslicher Alkalimetallsilikate, allgemein als Wassergläser bezeichnet, erfolgt im technischen Maßstab in der Regel durch Schmelzen von Siliciumdioxid, beispielsweise in Form von Sand, Quarzmehl, Kieselsäure o.dgl. und geeigneten Alkalimetallverbindungen, vorzuqsweise den Alkalimetallcarbonaten sowie gegebenenfalls den Hydrogencarbonaten oder Hydroxiden, in hierfür geeigneten Öfen bei Temperaturen im Bereich von 1000 bis 1600"C.The manufacture of water-soluble alkali metal silicates, commonly called Designated water glasses, is usually carried out on an industrial scale by melting of silicon dioxide, for example in the form of sand, quartz powder, silica or the like. and suitable alkali metal compounds, preferably the alkali metal carbonates and, if appropriate, the hydrogen carbonates or hydroxides, in suitable for this purpose Furnaces at temperatures in the range of 1000 to 1600 "C.

In analoger Weise erfolgt die Herstellung von Silikatglas; allgemein als Glas bezeichnet, bei Temperaturen im Bereich von etwa 1200 bis 18000C, wobei die Metallverbindungen in Form von Salzen des Natriums, Kaliums, Calciums, Magnesiums, Aluminiums, Bariums, Zinks, Bleis oder anderer Metalle zugesetzt werden.Silicate glass is produced in an analogous manner; generally referred to as glass, at temperatures in the range of about 1200 to 18000C, where the metal compounds in the form of salts of sodium, potassium, calcium, magnesium, Aluminum, barium, zinc, lead or other metals can be added.

Aufgrund der verfahrensbedingt hohen Temperaturen erfordert ein solcher Schmelzprozess einen entsprechend hohen Energieaufwand, dessen Kosten in steigendem MaBe zu Buche schlagen.Due to the high temperatures involved in the process, such a device is required Melting process requires a correspondingly high amount of energy, the costs of which are increasing Take measurements into account.

Die'Beheizung eines Schmelzofens erfolgt in technisch gebräuchlicher Weise mit Hilfe von Brennern, in denen z.B. schweres Heizöl oder Erdgas in offener Flamme verbrannt und so die zum Schmelzen der Reaktionskomponenten notwendige -Wärmeenergie erzeugt wird. Um wenigstens einen Teil der in den heißen Prozeßabgasen mitgeführten Wärmeenergie zurückzugewinnen und um - die notwendig hohen Flammentemperaturen zu erreichen, werden diese Abgase in der Regel durch periodisch betriebene Wärmeaustauscher, Regeneratoren genannt, geleitet, um die für die Verbrennung erforderliche Frischluft aufzuheizen. Auf diese Weise gelingt es, die-in den Prozeßabgasen ("Rauchgasen") enthaltene Wärmeenergie zumindest partiell wieder dem Schmelzprozeß zuzuführen.The heating of a melting furnace takes place in a technically common way Way with the help of burners in which e.g. heavy fuel oil or natural gas in open Flame burned and so the heat energy necessary to melt the reaction components is produced. To at least some of the entrained in the hot process exhaust gases Recover thermal energy and in order to - the necessary high flame temperatures reach, these exhaust gases are usually through periodically operated heat exchangers, Called regenerators, directed to the fresh air required for combustion to heat up. In this way it is possible to - in the process exhaust gases ("flue gases") at least partially to supply the thermal energy contained in the melting process again.

Die mit Hilfe des Regeneratorsystems erzielbaren Rückgewinnungsraten. betragen jedoch im Schnitt nur 50 bis 60 Z; bezogen auf den gesamten Energiegehalt der Rauchgase. Der restliche Energieanteil geht dem eigentlichen Schmelzprozess verloren, da die Rauchgase i.m allgemeinen nach Passieren der Regeneratoren in einen Abluftkamin geleitet werden.The recovery rates that can be achieved with the aid of the regenerator system. however, are on average only 50 to 60 Z; based on the total energy content the flue gases. The rest of the energy goes into the actual melting process lost, since the flue gases generally after passing through the regenerators in a Exhaust chimney.

Aus den DE-OSen 30 12 073 und 30 12 074 ist nun ein Verfahren bekannt, mit dem sich auch eine weitere Menge des in den Rauchgasen enthaltenen Wärmepotentials für den Schmelzprozeß nutzen- läßt. Dies geschieht dadurch, daß man die eine Hauptkomponente des Rohgemenges, den Sand, unter Ausnutzung der in den Prozeßabgasen enthaltenen Wärmeenergie erhitzt, den Sand dann mit den übrigen Komponenten homogen vermischt und sodann das erhitzte Gemenge dem Schmelzprozess zuführt.From DE-OSs 30 12 073 and 30 12 074 a method is now known with which there is also a further amount of the heat potential contained in the flue gases can be used for the melting process. This is done by having one main component of the raw mixture, the sand, utilizing that contained in the process exhaust gases Heat energy, then the sand is mixed homogeneously with the other components and then the heated mixture is fed into the melting process.

Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens ist es, daß eine Temperaturkontrolle der vorgeheizten Komponente erfolgen muß, bevor man diese mit den übrigen Komponenten des Gesamtgemenges homogen vermischt.A major disadvantage of this process is that it requires temperature control the preheated component must be done before this with the other components of the total mixture mixed homogeneously.

Dabei muß die Temperatur des vorbeheizten Sandes deutlich unter dem Schmelzpunkt der mengenmässig wesentlichen Metallsalzkomponente liegen, um ein Zusammenbacken oder Verklumpen dieser Komponente und damit verbundene Inhomogenitäten des Gemenges zu verhindern.The temperature of the preheated sand must be well below the Melting point of the quantitatively essential metal salt component lie around caking or clumping of these components and the associated inhomogeneities of the mixture to prevent.

Eine Vorwärmung der Metallsalz-Komponente des Gemenges mit den Rauchgasen wurde grundsätzlich als nachteilig angesehen, da die in den Rauchgasen üblicherweise enthaltenen Schwefelverbindungen, z.B. SO2 oder SO3 zu unerwünschten Reaktionen mit den Metallsalz-Komponenten des Gemenges führten und die gebildeten Sulfate in der Glasschmelze verbleiben und somit nicht erwünschte Eigenschaften zur Folge haben. Daher wird in den Verfahren gemaß der genannten deutschen Offenlegungsschriften mit den Prozeßabgasen nur die mit SO2 bzw. SO3 nicht reagierende Komponente, nämlich der Sand, aufgeheizt.A preheating of the metal salt component of the mixture with the flue gases was generally considered to be disadvantageous, as that in the flue gases is usually sulfur compounds, e.g. SO2 or SO3, lead to undesirable reactions with the metal salt components of the mixture and the sulfates formed in remain in the molten glass and thus result in undesirable properties. Therefore, in the procedure according to the above-mentioned German Offenlegungsschrift with the process exhaust gases only the component that does not react with SO2 or SO3, namely the sand, heated.

In der DE-OS 31 16 755 wird ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens beschrieben, in dem Glasrohgemenge, Scherben oder eine Mischung aus beiden vor der Einführung in die Glasschmelzwanne einem Abgasstrom mit niedriger Geschwindigkeit ausgesetzt und dadurch schonend- erwärmt werden. Eine Entmischung des Rohgemenges und in Folge auftretende Inhomogenitäten der Produkte halten sich in vertretbaren Grenzen. Dieses- für die Produktion von Industrieglas anwendbare Verfahren läßt sich .jedoch nicht auf die Produktion von Gläsern übertragen, an die.wegen ihrer speziellen Verwendung hohe Anforderungen an.die Homogenität des Materials und die Einheitlichkeit der Produkte gestellt werden. In DE-OS 31 16 755 a method and a device to carry out this process described in the Glasrohgemenge, cullet or a mixture of the two prior to introduction into the glass furnace in an exhaust gas stream exposed at low speed and thus gently heated. One Segregation of the raw batch and consequent inhomogeneities in the products keep within reasonable limits. This - for the production of industrial glass Applicable processes cannot, however, be transferred to the production of glasses, due to their special use, high demands are placed on the homogeneity of the Material and the uniformity of the products are made.

Ein Verfahren zur Rückgewinnung der Wärme der aus. einem Wannenglasofen austretenden Verbrennungsgase. beschreibt die DE-OS 26 42 947. Ziel dieses Verfahrens ist es, eine in Suspensions- bzw. Schwebezustand befindliche pulverförmige Substanz durch die aus einem Wannenglasofen entlassenen heißen Verbrennungsgase zu erhitzen und die für das Verfahren notwendige Verbrennungs-Frischluft mit der so erhitzten pulverförmigen Substanz vorzuwärmen. Die pulverförmige Substanz hat die Funktion eines Wärmetauschers und kann einen Bestandteil der Glasgrundstoffe darstellen, der dann dem Schmelzofen gemeinsam mit der Verbrennungsluft zuge- -führt wird. A method of recovering the heat from. a pan glass oven escaping combustion gases. describes DE-OS 26 42 947. The aim of this process it is a powdery substance in a suspension or floating state to be heated by the hot combustion gases released from a furnace glass furnace and the fresh combustion air necessary for the process with the so heated preheat powdery substance. The powdery substance has the function a heat exchanger and can be part of the basic glass materials, which is then fed to the melting furnace together with the combustion air.

Abgesehen von hohen Anforderungen an Homogenität -des -Materials und Einheitlichkeit der Produkte besteht auch ein Beda-rf nach einem Verfahren.,- in dem die für den Schmelzprozeß notwendige Wärmeenergie aus in ste-i-. Apart from the high demands on the homogeneity of the material and uniformity of the products, there is also a need for a process., - in which the heat energy necessary for the melting process from in ste-i-.

-gendem,Maße eingesetzten Brennstoffen stammt, die einen hohen Schwefelgehalt aufweisen, ohne daß damit auch die Emission schwefelsaurer Abgase über das zulässige Maß hinaus ansteigt.- The fuels used to a certain extent have a high sulfur content have without that also the emission of sulfuric acid exhaust gases increases beyond the permissible level.

Überraschend wurde nun gefunden, daß beide Komponenten, Sand und Zuschläge, mit den Prozeßabgasen auf eine schere Temperatur geheizt werden können, als es mit einer Komponente bei nachträglichem Zumischen einer zweiten, nicht aufgeheizten Komponente möglich ist, wenn der Abgasstrom in einem den Anforderungen entsprechenden Verhältnis aufgeteilt wird und mit den beiden Teilströmen beide Hauptkomponenten des Rohgemisches getrennt aufgeheizt werden. Außerdem zeigte sich, daß bei einem solchen Vorgehen nicht nur der Schwefelgehalt in den in die Atmosphäre emittierten Abgasen, bezogen auf die erzeugte Glasmenge, durch Rückführen einzelner Gasbestandteile in den Schmelz- bzw. Vorwärmprozeß reduziert werden kann, sondern durch die verschiedenen Prozeßparameter auch eine Steuerung des Schwefelgehaltes im Produkt in gewünschten Grenzen möglich ist.Surprisingly, it has now been found that both components, sand and aggregates, can be heated to a shear temperature with the process exhaust gases than with one component with subsequent admixture of a second, not heated one Component is possible if the exhaust gas flow in a corresponding to the requirements Ratio is divided and with the two partial flows both main components of the raw mixture are heated separately. In addition, it turned out that with one Such an approach not only controls the sulfur content in the emitted into the atmosphere Exhaust gases, based on the amount of glass produced, by recirculating individual gas components can be reduced in the melting or preheating process, but by the different Process parameters also control the sulfur content in the product as desired Limits is possible.

Dabei betrifft die Erfindung ein verbessertes Verfahren. zur herstellung von wasserlöslichen Alkalimetailsilikaten und von Silikatglas aus einem homogenen Gemenge von Siliciumdioxid und geeigneten Metallverbindungen im Schmelzprozess, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Iwauptgemengekomponenten vor dem Einführen in die Schme].zwanne getrennt voneinander einem Vorwärmprozess rnit hilfe des in den Prozeß abgasen enthaltenen Energieanteils unterworfen werden.The invention relates to an improved method. for the production of water-soluble alkali detail silicates and of silicate glass from a homogeneous Mixture of silicon dioxide and suitable metal compounds in the melting process, which is characterized in that the main batch components prior to introduction into the melting tub separately from each other in a preheating process with the aid of the in the process exhaust gases contained in the energy content are subjected.

Die Verbesserunq gegenüber den nach dem. Stand der Technik bekannten Verfahren besteht also darin, neben dem Hauptbestandei1 dc; Gemenges, dem Sand, auch die zweitc Komponente, die Metalloxide oder Metailsalze, in einer getrennten Vorwärmanlage mit einem Teilstrom der Abgase aufzuheizen. Dabei ist eine Aufteilung des Prozeßabgasstroms nach den jeweiligen Erfordernissen (notwendige Wärmemenge, gewünschter Schwefelgehalt im Produkt, Abgaszusammensetzung) notwendig. Im Rahmen dieses Prozesses werden die sauren Anteile der Abgase, vorzugsweise SO2 und SO3, beispielsweise entsprechend der nachfolgenden Reaktionsgleichung von den Metalloxiden oder den Metallsalzen gebunden und der Ofenanlage wieder zugeführt: Na20 + SO3 2 4 Im Verlauf des .Schmelzvorgangs werden dann aus den gebildeten Salzen die sauren Anteile entsprechend der Umkehrung der obigen Reaktionsgleichung wieder freigesetzt und reichern die Prozeßgase an SO2 bzw.. S03 an.The improvement over the after. Process known from the prior art thus consists in, in addition to the main constituent dc; Mixtures, the sand, including the second component, the metal oxides or metal salts, are heated in a separate preheating system with a partial flow of the exhaust gases. It is necessary to divide the process exhaust gas flow according to the respective requirements (required amount of heat, desired sulfur content in the product, exhaust gas composition). As part of this process, the acidic components of the exhaust gases, preferably SO2 and SO3, are bound by the metal oxides or metal salts, for example according to the following reaction equation, and fed back into the furnace: Na20 + SO3 2 4 In the course of the melting process, the acidic fractions are then released again from the salts formed, in accordance with the inverse of the above reaction equation, and the process gases are enriched in SO2 or S03.

Sie werden jedoch der Anlage zum Teil über die Wärmetauscher für die Gemengekomponenten wieder zugeführt; ein Anteil verlässt nach Vorwärmen des Sandes die Anlage, während der dem Wärmetauscher für die Metal.lverbindungen zugeführte Anteil rezirkuliert.However, they are partly used by the heat exchanger for the plant Batch components supplied again; some of it leaves after the sand has been preheated the plant, during which the heat exchanger for the metal.lverbindungen supplied Share recirculated.

Zum Vorheizen des Gemenges zur Wasserglas-- bzw. Silikatglasherstellung werden 60 bis 75 % der Wärme zum Aufheizen des Sandes, der Rest von 40 bis 25 % zum Aufheizen der Metalloxide bzw. Metallsalze benötigt. Da-.For preheating the batch for water glass or silicate glass production 60 to 75% of the heat is used to heat the sand, the rest from 40 to 25% required to heat up the metal oxides or metal salts. There-.

bei werden beide Komponenten auf gleiche Endtemperatur.both components are at the same final temperature.

aufgeheizt. Entsprechend ist der Prozeß-Abgasstrom in Teile von 3/5 bis 3/4 einerseits und 2/5 bis 1/4 andererseits aufzuteilen, um damit den Sand und getrennt davon die Zuschlagstoffe in bekannten Apparaturen aufzuheizen.heated up. Correspondingly, the process exhaust gas flow is in parts of 3/5 to 3/4 on the one hand and 2/5 to 1/4 on the other hand to divide up the sand and separately to heat the aggregates in known apparatus.

Ein Beispiel. des erfindungsgemäßen Verfahrens im Betriebszustand zeigt das Fließschema in Fig. 1.An example. of the method according to the invention in the operating state shows the flow diagram in FIG. 1.

Die Flamme des Schwerölbrenners beheizt das Schmelzgut in der Schmelzwanne 1. Aus der Verbrennung von z.B.The flame of the heavy oil burner heats the material to be melted in the melting tank 1. From the combustion of e.g.

1,5 % Schwefel enthaltendem Heizöl führt die Ver-.brennungsluft eine Menge von z.B. 50 kg/h SO2 ,2, mit.Heating oil containing 1.5% sulfur feeds the combustion air into a Amount of e.g. 50 kg / h SO2, 2, with.

Die SO2-Konzentrati.on im Gesamtabgasstrom wird noch angereichert durch 25 kg/h S02, 3, die bei der thermischen Zersetzung der in den Zuschlägen gebundenen S02- bzw. SO3-Mengen wieder frei werden.The SO2 concentration in the total exhaust gas flow is still enriched by 25 kg / h of S02, 3, the thermal decomposition of the bound in the aggregates S02 or SO3 quantities are released again.

Der nun 75 kg/h SO2 enthaltende Gesamtabgasstrom 4 wird in zwei Teilströme 5 und 10 aufgeteilt, von denen einer, d.h. Teilstrom 5, 2/3 des Abgases, und damit auch des Schwefeldioxids, mit sich führt und in einem Wärmetauscher (schematisiert, 6) den Sand 7 aufheizt; danach verlassen die Abgase und mit ihnen die angefallenen 50 kg/h SO2 über den Abluftkamin 8 die Anlage.The total exhaust gas stream 4, which now contains 75 kg / h SO2, is divided into two substreams 5 and 10 divided, of which one, i.e. partial flow 5, 2/3 of the exhaust gas, and thus also of sulfur dioxide, carries with it and in a heat exchanger (schematized, 6) heats the sand 7; afterwards the exhaust gases leave and with them the accumulated ones 50 kg / h SO2 via the exhaust air chimney 8 the system.

Der aufgeheizte Sand 9 wird dem Schmelzofen zugeführt.The heated sand 9 is fed to the melting furnace.

Das verbleibende Drittel 10 des Gesamtabgasstroms 4, und mit ihm 25 kg/h 502, heizen in einem zweiten Wärmetauscher (schematisiert, 11) die Zuschläge 12, in diesem Fall Soda, auf; das saure SO2 wird an die Soda gebunden und auf diesem Wege 13 der Schmelzwanne 1 wieder zugeführt. Beim Schmelzprozeß wird diese Menge von 25 kg/n S02 wieder frei ,3, und erhöht damit vorübergehend die aus der Verbrennung des schwefelhaltigen öls resultierende, dem Ofen 1 zugeführte SO2-Menge 2 Uberraschezoci bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindtncj war es, daß durch die getrennte Aufheizung cler beiden fiaulDtgemenqe-Bestandteile der Glasroh- mischung mit zwei Teilströmen .der Prozeß abgase beim Anfahren der Schmelzanlage die in die Atmosphäre emittierte Menge an Schwefeldioxid pro Stunde Betriebszeit der Anlage in immer geringerem Maße ansteigt und sich nach Erreichen des Betriebszustandes der Anlage auf einem bestimmten Niveau einstellt. Für den oben angegebenen Fall, daß die Verbrennungsluft bei 2 beim Anfahren der Anlage eine Menge von 50 kg/h SO2 enthält und der Abgasstrom im Verhältnis 2/3 : 1/3 aufgeteilt wird, geht dies aus der nachfolgenden Tabelle hervor.The remaining third 10 of the total exhaust gas flow 4, and with it 25 kg / h 502, heat the supplements in a second heat exchanger (schematized, 11) 12, in this case soda, on; the acidic SO2 is bound to and on the soda Paths 13 of the melting tank 1 are fed back. This amount becomes during the melting process of 25 kg / n S02 is released again, 3, and thus temporarily increases the amount from the combustion of the sulfur-containing oil resulting in the amount of SO2 supplied to the furnace 1 2 Uberraschezoci When carrying out the method according to the invention it was that by the separate Heating of the two fouling mixture components of the glass tube mixture with two substreams .the process exhaust gases when starting up the smelting plant into the Amount of sulfur dioxide emitted in the atmosphere per hour of operating time of the system increases to an ever lesser extent and after reaching the operating state the system adjusts to a certain level. In the above case, that the combustion air at 2 when the system starts up a quantity of 50 kg / h SO2 and the exhaust gas flow is divided in the ratio 2/3: 1/3, this goes out the table below.

Tabelle Verfahrens- Al) BI) C1) D1) E1) stufe (kg/h) (kg/h) (kg/h) (kg/h) (%) Start der Anlage 50 33,3 16,7 66,7 -2 66,7 .44,5 22,2 72,2 33,6 3 72,2 48,1 24,1 74,1 8,1 4 74,1 49,4 24,7 74,4 2,7 5 74,4 49,8 24,9 - 74,9 0,8 6 74,9 49,9 25,0 75,0 > 0,2 7 75,0 50,0 25,0 75,0 X 0f2 Betriebszustand 75,0 50,0 25,0 75,0 0,0 5) Bemerkungen: A: SO2-Zufuhr bei 2 (vgl.Fiq.l) B: SO2-Emission bei 8 C: SO2-AIenge an Zuschlag gebunden bei 13 bzw. 3 D:- SO2-Zufuhr bei 2 in der nachfolgenden Verfahrensstufe.Process table Al) BI) C1) D1) E1) stage (kg / h) (kg / h) (kg / h) (kg / h) (%) Start of the system 50 33.3 16.7 66.7 -2 66.7, 44.5 22.2 72.2 33.6 3 72.2 48.1 24.1 74.1 8.1 4 74.1 49.4 24.7 74.4 2.7 5 74.4 49.8 24.9 - 74.9 0.8 6 74.9 49.9 25.0 75.0> 0.2 7 75.0 50.0 25.0 75.0 X 0f2 operating status 75.0 50.0 25.0 75.0 0.0 5) Comments: A: SO2 supply at 2 (see Fiq.l) B: SO2 emissions at 8 C: SO2 amount tied to surcharge for 13 or 3 D: - SO2 supply for 2 in the following Procedural stage.

E: Steigerung der SO2-Emission gegenüber der Vorstufe. E: Increase in SO2 emissions compared to the preliminary stage.

Wie aus Spa.lte B der Tabelle ersichtlich wird, steigt die S02-Emission im Abluftkamin 8 von 33,3 kg/h beim Anfahren der Anlage auf 50 kg/h nach Erreichen des Betriebszustandes an, wobei die Steigerungsraten immer geringer werden. Da der Glasausstoß durch eine verringerte Verweilzeit des Schmelzgutes im Schmelzofen 1 aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens erhöht werden kann, sinkt die Emission an S02 pro Tonne ausgestoßenen Glases bzw. Wasserglases.As can be seen from column B of the table, the S02 emission increases in the exhaust air chimney 8 from 33.3 kg / h when starting up the system to 50 kg / h after reaching of the operating state, whereby the rate of increase is getting smaller. Since the Glass output due to a reduced dwell time of the melting material in the melting furnace 1 can be increased due to the method according to the invention, the emission decreases of S02 per ton of glass or water glass emitted.

Überraschenderweise steigt der Schwefelgehalt im Glas bei Führen des Prozesses gemäß dem vorliegenden Verfahren nur geringfügig an; er kann zudem durch Veränderung der Prozeßparameter, wie z.B. der Aufheiztemperatur für die Zuschläge, gesteuert werden. AuBerdem kann ein Teil des Zusatzes von Natriumsulfat als Läuterungsmittel, das dem Rohgemenge zugeschlagen wird, um blasenfreies, klares Glas zu erhalten, eingespart werden.Surprisingly, the sulfur content in the glass increases when the Process according to the present procedure only slightly; he can also get through Change of the process parameters, such as the heating temperature for the aggregates, being controlled. In addition, part of the addition of sodium sulfate can be used as a refining agent, which is added to the raw batch in order to obtain bubble-free, clear glass, can be saved.

Die Verwendung der Prozeßabwärme zur zusätzlichen getrennten Aufheizung der Hauptgemengebestandteile führt zu einer weitgehenden Ausnutzung der Abgaswärme bis auf die zur Vermeidung von Taupunktunter.schreitungen notwendigen Temperaturen im Schornstein. Dadurch werden Energiekosten für die Erwärmung der Komponenten in der Schmelzwanne reduziert. Darüberhinaus können die Regenerativkammern kleiner ausgelegt und somit ein Teil der Investitionskosten für den Bau der Kammern eingespart werden, da deren Abwärme immer noch der Aufheizung des Aufgabegutes dient. Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, durch Zusatzfeuerung oder mit Fremdwärme das Aufgabegut aufzuheizen und auch dadurch die Brennst.offko-sten zu reduzieren. Da sich die Bestandteile des Glas-Rohgemenges schon auf einem höheren Temperaturniveau befinden als bei herkömmlichen Verfahren, verringert sich die. Zeit der Wärmeaufnahme in der eigentlichen Schmelzwanne, und bei gleichblcibender Wärmebelastung der Schmelzwanne führt - dies zu einer Erhöhung der Kapazität.The use of waste heat from the process for additional separate heating the main constituents of the batch lead to extensive utilization of the exhaust gas heat except for the temperatures necessary to avoid falling below the dew point in the chimney. This reduces energy costs for heating the components in the melting tank reduced. In addition, the regenerative chambers can be smaller designed and thus saved part of the investment costs for the construction of the chambers because their waste heat is still used to heat the feed material. Of course there is the option of using additional firing or external heat to feed the feed material heating up and thereby also reducing fuel costs. As the components of the raw glass mix on a higher level Temperature level than with conventional methods, the. Time of heat absorption in the actual melting tank, and with the same heat load on the melting tank leads - this leads to an increase in capacity.

Trotz der unterschiedlichen Teilchengrößen und Schüttgewichte der Rohstoffkomponenten, führt die getrennte kontinuierliche Aufheizung der Gemengebestandteile mit den heißen Prozeßabgasen und das nachfolgende Zusammengeben der erwärmten Komponenten zu einem hinsichtlich des Schmelzverhaltens im nachfolgenden Schmelzprozeß homogenen Gemisch, das später ein einheitliches Glas -ergibt. Entmischungserscheinungen der Komponenten vor dem Schmelzprozeß, wie sie im Stand der Technik befürchtet werden, werden vermieden.Despite the different particle sizes and bulk weights of the Raw material components, carries out the separate continuous heating of the batch components with the hot process exhaust gases and the subsequent combining of the heated components to a homogeneous one with regard to the melting behavior in the subsequent melting process Mixture which later results in a uniform glass. Segregation phenomena of the Components before the melting process, as feared in the prior art, are avoided.

In dem nachstehenden Beispiel wird die Durchführung des erfindunsgemäßen Verfahrens anhand eines Wasserglas-Schmelzprozesses näher erläutert.In the example below, the implementation of the erfindunsgemäße Method explained in more detail using a water glass melting process.

In einer Wasserglaswanne mit einer Schmelzleistung. von 12 t/h, ausgerüstet mit Regenerativ-Vorwärmung der Verbrennungsluft, fiel eine Abyasmenge von 19 000 m3/h (bei Normalbedingungen) mit einer Temperatur von 600°C an. Der Abgasstrom wurde. im Verhältnis 70 g zu 30 % aufgeteilt. Der größere Anteil trock-nete den Sand und heizte ihn auf 4500C auf; das Abgas wurde dabei auf 200°C abgekühlt. Der kleinere Anteil des Gasstromes heizte die Soda ebenfalls auf 450"C auf.In a water glass tub with a melting power. of 12 t / h with regenerative preheating of the combustion air, the amount of Abyas fell to 19,000 m3 / h (under normal conditions) with a temperature of 600 ° C. The exhaust gas flow was. divided in a ratio of 70 g to 30%. The greater part dried the sand and heated it to 4500C; the exhaust gas was cooled to 200 ° C. in the process. The smaller one Part of the gas flow also heated the soda to 450 "C.

Die Ofenleistung stieg durch die Vorheizunq des Gemenges von 12 t/h auf 18 t/h an, was einer Steigerung der Schmelzleistung'von 50 % entsprach.The furnace output increased due to the batch preheating of 12 t / h to 18 t / h, which corresponds to an increase in the melting capacity of 50%.

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Claims (3)

Patentansprüche . Verbessertes Verfahren zur Herstellung von wasseröslichen Alkalimetalls i 3. ikaten und von Silikatglas. Claims. Improved Process for Making Water Soluble Alkali metal i 3. ikaten and of silicate glass. aus einem homogenen Gemenge von Siliciumdioxid und geeigneten Metallverbindungen im Schmelzprozeß, dadurch gekennzeichnet, daß die EIauptgemengekomponenten vor dem Einführen in die Schmelzwanne getrennt v.oneinander einem Vorwärmprozess mit Hilfe des in den Prozeßabgasen enthaltenen Energieanteils unterworfen werden. from a homogeneous mixture of silicon dioxide and suitable metal compounds in the melting process, characterized in that the egg main batch components before Introduce into the melting tank separately from each other with the help of a preheating process of the energy contained in the process exhaust gases. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßabgase in zwei unterschiedlich große. 2. The method according to claim 1, characterized in that the process exhaust gases in two different sizes. Teilströme aufgeteilt werden, wobei der größere Anteil das Siliciumdioxid, der kleinere Anteil die Metallverbindungen auf gleiches Temperaturniveau erhitzt, bevor die vorgewärmten Glas-Grundstoffe miteinander vermischt und einem Wannenglas-Schmelzo,fen zugeführt werden. Partial streams are divided, with the greater proportion of the silicon dioxide, the smaller part heats the metal compounds to the same temperature level, before the preheated glass raw materials are mixed with one another and a pan glass melting point, fen are fed. 3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und , dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilströme im Volumenverhältnis 60 : 40 bis 75 : 25 aufgeteilt werden. 3. The method according to claims 1 and, characterized in that the two partial flows are divided in a volume ratio of 60:40 to 75:25.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0355618A2 (en) * 1988-08-19 1990-02-28 Ppg Industries, Inc. Method of making glass with preliminary reaction of batch materials

Cited By (2)

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EP0355618A2 (en) * 1988-08-19 1990-02-28 Ppg Industries, Inc. Method of making glass with preliminary reaction of batch materials
EP0355618A3 (en) * 1988-08-19 1991-01-09 Ppg Industries, Inc. Method of making glass with preliminary reaction of batch materials

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