DE69721466T2 - VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR REDUZIERUNG VON NOx EMISSIONEN IN EINER GLASOFEN - Google Patents

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR REDUZIERUNG VON NOx EMISSIONEN IN EINER GLASOFEN Download PDF

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Description

  • Die Erfindung betrifft Glasschmelzöfen, speziell diejenigen, die bei der Herstellung von Flachglas vom Typ Floahglas verwendet werden, und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung, die darauf gerichtet sind, die NOx-Emissionen in den Abgasen aus dem Ofen zu senken.
  • Es ist ein Bestreben der Hersteller von Glasschmelzöfen, die NOx-Emissionen in den Verbrennungsgasen soweit wie möglich zu begrenzen, insbesondere aufgrund der Normen, die auf diesem Gebiet immer anspruchsvoller werden. So wäre es angebracht, diese Emissionen auf 500 mg/m3 NOx zu begrenzen, was bei den bekanntes Verfahren nicht oder nur auf Kosten ihrer Rentabilität möglich ist.
  • Die Factoren, welche die Bildung von NOx beeinflussen, sind bekannt. Dies sind im Wesentlichen die Temperatur, da seine Emission exponentiell ab 1 300°C zunimmt, oder der Luftüberschuss, da NOx von der Quadratwurzel der Sauerstoffkonzentration abhängig ist, oder auch die N2-Konzentration.
  • Ein bekanntes Verfahren besteht darin, auf das Abgas ein Reduktionsmittel einwirken zu lassen, durch welches das NOx in Stickstoff umgewandelt wird. Dieses Mittel kann Ammoniak sein, wobei jedoch die Nachteile bei der Lagerung und Handhabung eines solchen Produkts bekannt sind. Es kann auch ein Erdgas als Reduktionsmittel verwendet werden, jedoch zu Lasten des Verbrauchs des Ofens.
  • Es wäre daher bevorzugt, auf diese Verfahren verzichten zu können, wobei bereits daran gedacht worden ist, primäre Maßnahmen zu ergreifen, beispielsweise, indem die NOx-Bildung in der Flamme selbst durch Verkleinerung des Verbrennungsluftüberschusses verhindert wird. Dazu ist versucht worden, die Heißluft zu begrenzen, die in den Regenerator gelangt, und den Zustrom von Kaltluft auszuschalten oder zu verringern, der um die Düsen herum in einem undichten Ofen mitgerissen wird. So kann die primäre Zerstäubungsluft verringert werden, indem der Zerstäubungsdruck des Brennstoffs erhöht wird. Dazu ist es erforderlich, eine kontinuierliche Kontrolle des Sauerstoffüberschusses in den Regenerationskammern vorzusehen und geeignete Brennstoffdüsen anzuordnen. Die erhaltenen Ergebnisse bleiben jedoch unzureichend und erlauben es nicht, den weiter oben angegebenen Prozentsatz leicht zu erreichen.
  • Eine weitere primäre Maßnahme besteht darin, auf die Temperatur einzuwirken. So kann versucht werden, die Brennstoffverteilung zu modifizieren, um die maximale Wärmemenge des Ofens zu verringern, oder geeignete Düsen zu installieren, um den Impuls des Brennstoffs bis auf die Grenze des Auftretens von nicht verbrannten Bestandteilen in der Ausgangsleitung zu verringern. Man kann auch ein anderes Zerstäubungsmittel als Luft, beispielsweise Dampf, verwenden, falls dieses zur Verfügung steht.
  • Diese Primärmaßnahmen erlauben es nicht, die gestellten Aufgaben zu lösen, weshalb der Erfindung die Aufgabe zugrunde liegt, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, durch welche die Effekte kombiniert werden, die aus dem jeweiligen bekannten Primärverfahren resultieren, d. h., dass zunächst die Temperaturspitzen begrenzt werden, indem die Flammenlänge beibehalten wird, und das Volumen der Flammen front vergrößert wird, um die Temperaturen zu senken. Außerdem wird eine Abstufung der Verbrennung durch den Brennstoff und das Verbrennungsmittel gewährleistet. Vorteilhafterweise wird schließlich im Sinne einer Verwendung einer Flamme mit 100 Sauerstoff an der heißesten Stelle des Ofens eingewirkt.
  • In EP-A2-0 699 634 ist ein Industrieofen für das Erschmelzen von Glas beschrieben, der über die Breite der Brennerkehle mit asymmetrischen Brennerlanzen versehen ist.
  • In US-A-4 911 744 wird ein Verfahren zur Verarbeitung von Glas in einem Glasschmelzofen gelehrt, gemäß welchem eine Sauerstofflanze zwischen dem Spiegel der Glasschmelze und der Brennstoffzufuhr derart angeordnet wird, dass die Verbrennung der Flamme vervollständigt wird und die Eigenschaften und die Produktivität des Ofens verbessert werden.
  • In DE-C-4 244 068 wird ein Glasschmelzofen gelehrt, der auf mindestens einer Seite versehen ist mit einem
    • – Hauptzufuhrmittel für das Verbrennungsmittel in Form eines Luftports,
    • – Hauptzufuhrmittel für den Brennstoff in Form von Brennern, die unter dem Luftport angeordnet sind, und
    • – Mittel zur Verzögerung des Kontakts zwischen Verbrennungsmittel und Brennstoff, das aus Nebenbrennern besteht, die in die Luftzufuhr quer zu dieser reichen und eine Flamme als Trennschicht zwischen Luft und Brennstoff erzeugen.
  • So wird in jenem Dokument ein Verbrennungsverfahren zum Erschmelzen von Glas gelehrt, in welchem die Versorgung mit Brennstoff und die mit Verbrennungsmittel beide erfolgen, indem der Kontakt Brennstoff/Verbrennungsmittel vergleich mäßigt wird, wodurch die Temperaturspitzen begrenzt und die NOx-Emissionen gesenkt werden.
  • Eine Ofenkonstruktion wie diejenige von DE-C-4 244 068 führt zu einer Flamme, die an einem Luftdefizit leidet und somit lokal an Sauerstoff und demzufolge an NOx verarmt. Eine solche Flamme ist jedoch reduzierend, was für das Glas nachteilig sein kann. Die Erfindung löst insbesondere dieses Problem. Erfindungsgemäß wird mindestens eine Sauerstofflanze oder mindestens ein Lufteintritt in der Nähe der Glasoberfläche angeordnet und dadurch diese Oberfläche geschützt.
  • Ein erfindungsgemäßer Gegenstand besteht daher in einem Verbrennungsverfahren für das Erschmelzen von Glas, in welchem die Zufuhr des Brennstoffs und die des Verbrennungsmittels beide derart erfolgen, dass der Brennstoff/Verbrennungsmittel-Kontakt im Laufe der Zeit vergleichmäßigt und/oder das Kontaktvolumen vergrößert wird, um insbesondere die Temperaturspitzen zu begrenzen und die NOx-Emission zu verringern, wobei die Oberfläche der Glasschmelze durch mindestens eine Sauerstofflanze oder mindestens einen Lufteintritt, die/der sich in der Nähe dieser Oberfläche befindet, vor Berührung mit einer reduzierenden Atmosphäre geschützt wird.
  • Die Erfindung hat weiterhin zum Gegenstand einen Glasschmelzofen vom Typ Ofen für die Herstellung von Flachglas, der insbesondere mit Wechsel arbeitet, in welchem das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 1 durchgeführt wird und welcher auf mindestens einer Seite mit einem
    • – Hauptzufuhrmittel für das Verbrennungsmittel in Form eines Luftports,
    • – Hauptzufuhrmittel für den Brennstoff in Form einer Vielzahl von Gas- bzw. Brennstoffen, die unter dem Luftport angeordnet sind, und
    • – Mittel zur Verzögerung des Kontakts des Verbrennungsmittels mit dem Brennstoff
  • versehen ist und auch ein Mittel zum Schutz der Oberfläche der Glasschmelze vor einer Berührung mit einer reduzierenden Atmosphäre in Form von mindestens einer Sauerstofflanze oder mindesters einem Lufteintritt in der Nähe dieser Oberfläche enthält.
  • Erfindungsgemäß sind verschiedene Ofenkonstruktionen vorgesehen, die es erlauben, den Kontakt zwischen Verbrennungsmittel und Brennstoff zu verzögern, zu verlangsamen und im Laufe der Zeit zu vergleichmäßigen.
  • Entsprechend einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst das Mittel zur Verzögerung des Kontakts zwischen Verbrennungsmittel und Brennstoff mindestens eine Düse für "Puffergas", das gegenüber dem Verbrennungsvorgang inert und im Luftport oder in dessen Nähe über den Düsen des Hauptzufuhrmittels für den Brennstoff angeordnet ist.
  • Das "Puffergas" ist insbesondere CO2. Dabei kann es sich jedoch auch vorteilhafterweise um Verbrennungsgas/Abgas/Rauch handeln, das/der vom Glasschmelzofen kommt und so wenigstens teilweise "rezirkuliert" werden kann, indem es/er beispielsweise am Fuße des Schornsteins abgezogen wird.
  • Dieses Gas, das somit ausgewählt wird, um nicht aktiv an der Verbrennung teilzunehmen, wird so zwischen die Hauptzufuhrzonen von Brennstoff und Verbrennungsmittel eingeblasen, um die Ausbreitung der Flamme weiter zur Ofenmitte "zu treiben", die sich dann so ausgedehnter, breiter befindet, weshalb die Flammentemperatur homogener und damit im Sinne einer NOx-Verringerung wird.
  • Entsprechend einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das Mittel zur Verzögerung des Kontakts zwischen Verbrennungsmittel und Brennstoff ein Nebenzufuhrmittel für den Brennstoff in Form mindestens einer Gas- bzw. Brennstoffdüse, die im Luftport oder in der Nähe dieses Ports über den Düsen des Hauptzufuhrmittels für den Brennstoff angeordnet ist.
  • Erfindungsgemäß wird in dieser Ausführungsform vorgeschlagen, das Puffergas in situ in dem Sinne zu erzeugen, dass diese Brennstoffnebendüsen mit weiter unten genannten passenden Eigenschaften einen Brennstoff abgeben, der mit dem Sauerstoff des Luftstroms, der aus dem Luftport kommt, auf begrenzte Weise derart reagiert, dass eine de facto inerte Abgasbahn gebildet wird, die vorübergehend den Luftstrom gegen den Brennstoff, der hauptsächlich von den anderen Düsen zugeführt wird, isoliert. Vorzugsweise sind die Nebendüsen in den Seitenwänden des Luftports oder an der im Wesentlichen vertikalen Wand eines Absatzes, der insbesondere horizontal und am Boden der Leitung angeordnet ist, im Strömungsschatten des Luftports angeordnet. Diese Düsen können entweder im Wesentlichen parallel zu den "Hauptdüsen" derart angeordnet werden, dass die Brennstoffströme, die so von den zwei Düsentypen abgegeben werden, näherungsweise parallel oder konvergent sind. Man kann sich auch dafür entscheiden, die "Nebendüsen" derart anzuordnen, dass sie im Wesentlichen quer zu den "Hauptdüsen" derart stehen, dass die Brennstoffströme weiterhin näherungsweise einander überlagert sind, jedoch auch im Wesentlichen zueinander quer stehen, was der Fall sein kann, wenn sich die Düsen im weiter oben genannten Absatz befinden.
  • Dass sich. der von den Nebendüsen abgegebene Brennstoffstrom im "Strömungsschatten" des Luftstroms befindet, ist dafür vorteilhaft, dass sich die Flammen unter einem schwachen Impuls ausbreiten.
  • Außerdem erlauben sie, wenn sie quer zu den Hauptdüsen und de facto zu dem Luftstrom stehen, der vom Luftport abgegeben wird und in Richtung der Flammen mit kleinem Impuls geht, die richtige Rauchgasschicht zu erzeugen.
  • Weiterhin ist es im gleichen Zusammenhang bevorzugt, dass die "Hauptdüsen" (die des Hauptzufuhrmittels für den Brennstoff) den Brennstoff mit einem Durchfluss und einer Geschwindigkeit abgeben, die deutlich höher als die desjenigen sind, der aus den "Nekendüsen" kommt. So ist es bevorzugt, dass die Geschwindigkeit des von den Hauptdüsen kommenden Brennstoffs (beispielsweise 40 bis 60 m/s) mindestens drei Mal höher als diejenige des Brennstoffs ist, der von den Nebendüsen kommt (beispielsweise 2 bis 10 m/s).
  • Außerdem ist es bevorzugt, dass der Brennstoffdurchfluss, der von den Nebendüsen abgegeben wird, nur etwa 5 bis 30% des gesamten Brennstoffdurchflusses ausmacht, der dem Ofen zugeführt wird.
  • Der erfindungsgemäße Ofen kann außerdem ein Mittel zur Vervielfachung der Quellen für das Verbrennungsmittel enthalten, um die Verbrennung maximal abzustufen, insbesondere derart, dass das Volumen beim Kontakt zwischen Verbrennungsmittel und Brennstoff vergrößert wird. Es liegt in Form eines Neben zufuhrmittels für das Verbrennungsmittel vor, das aus mindestens einer Sauerstofflanze oder mindestens einem Lufteintritt ausgewählt ist, wobei die Sauerstofflanze die einfachste Lösung ist.
  • Die Sauerstofflanzen (oder Lufteintritte) müssen derart konstruiert sein, dass sie an der Verbrennung teilnehmen. Man entscheidet sich daher vorzugsweise dafür, sie in der Nähe der "Hauptdüsen" für den Brennstoff, insbesondere in der Nähe darunter oder in der Nähe auf derselben Höhe anzuordnen. Wenn die Hauptdüsen so im Wesentlichen in einer Ebene in einer Linie angeordnet sind, können sie sich mit den Sauerstofflanzen abwechseln. In diesem Fall ist es, um die gewünschte Abstufung der Verbrennung zu erhalten, bevorzugt, den Luftdurchfluss des Hauptluftports zu regeln, damit sie an Sauerstoff unterstöchiometrisch ist, wobei die Sauerstofflanzen (oder der Lufteintritt) den Sauerstoff ergänzen, um eine vollständige Verbrennung des Brennstoffs sicherzustellen.
  • Weiterhin enthält der erfindungsgemäße Ofen ein Mittel in Form mindestens einer Sauerstofflanze oder mindestens eines Lufteintritts über und in der Nähe der Oberfläche, um die Oberfläche der Glasschmelze vor einem Kontakt mit einer reduzierenden Atmosphäre zu schützen. Bei dieser Aufgabe sind die Sauerstofflanzen oder Lufteintritte nicht wirklich konstruiert, um an der Verbrennung teilzunehmen, im Gegensatz zum vorhergehenden Fall. Es ist dann bevorzugt, dass das Hauptzufuhrmittel für den Brennstoff in Form eines Luftports derart geregelt wird, dass es stöchiometrischen Sauerstoff liefert, um die maximale Verbrennung des Brennstoffs sicherzustellen.
  • Diese/r Sauerstofflanzen oder Lufteintritt dienen dazu, für eine ständig oxidierende (nicht reduzierende) Umgebung über der Glasschmelze, um zu vermeiden, dass diese verschlechtert wird, durch eine einfache Decke zu sorgen, die nur eine geringe Menge an Sauerstoff oder Luft mit einem kleinen Durchfluss und einer relativ hohen Geschwindigkeit erfordert.
  • Vorteilhafterweise ist die Verwendung dieser weiter oben beschriebenen verschiedenen Sauerstoff- oder Lufteintritte, um die Glasschmelze zu schützen, derart, dass sich ihre Anzahl vom "hinteren" bis zum "vorderen" Teil der Brennkammer erhöht, wodurch es nicht unerlässlich ist, sie ganz hinten in der Beschickungszone für die Glasrohstoffe vorzusehen, und ihre Anzahl fortschreitend mit der Länge der Brennkammer erhöht werden kann. Vorzugsweise ist keiner dieser Sauerstoff- oder Lufteintritte in der "hintersten" Zone der Brennkammer vorgesehen, in welcher die Glasschmelze mit einem "Teppich" aus nicht geschmolzenen Glasrohstoffen bedeckt ist, und werden sie nur in der "vorderen" Zone, in welcher die Glasschmelze nicht mehr von diesem "Teppich" geschützt wird, in einer in Bezug auf die Längsachse der Brennkammer regelmäßigen und symmetrischen Verteilung verwendet.
  • Vorzugsweise ist die Erfindung auf einen mit Wechsel arbeitenden Ofen mit im Wesentlichen axialer Symmetrie in Bezug auf die Längsachse des Ofens in der Verteilung der verschiedenen weiter oben beschriebenen Gas/Verbrennungsmittel/Brennstoff-Zufuhrmittel gerichtet.
  • Die Erfindung besteht daher insbesondere in einer Vorrichtung zur Senkung der NOx-Emission in einem Glasschmelzofen, dessen Brennkammer mit Brennstoff und Verbrennungsmittel von der Seite des Ofens versorgt wird, gemäß welcher Vorrichtung der Ofen mit mindestens einem Brenner, der mit einer ersten Reihe von Brennstoffdüsen versehen ist, die unter dem Verbrennungsluftstrom angeordnet sind, der von einem seitlichen Port kommt, sowie mit mindestens einer Gasdüse, die im Luftport oder in der Nähe dieses Luftports angeordnet ist, und mit mindestens einer Sauerstofflanze, die unter dem Brenngasstrom unmittelbar über der Glasschmelze vorgesehen ist, ausgerüstet ist. Der Brennstoffdurchfluss, der von dem zweiten Typ einer Gasdüse in den Luftport oder in dessen Nähe abgegeben wird, beträgt etwa 5 bis 30% des gesamten Brennstoffdurchflusses.
  • Entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Brenner mit mindestens einer seitlichen Düse und vorzugsweise mit mindestens zwei seitlichen Düsen versehen, die in einer oder den Seitenwänden des Luftports inmitten des Luftstroms angeordnet sind. Die Düse/n ist/sind derart ausgerichtet, dass sie zur Achse der ersten Düsenreihe konvergiert/konvergieren.
  • In einer Abwandlung ist/sind sie am vertikalen Teil eines Absatzes der Brennerleitung im Strömungsschatten des Luftstroms angeordnet.
  • Entsprechend einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal besteht/bestehen die seitlichen Düse/n, die sich am vertikalen Absatz der Brennerleitung befindet/befinden, aus Düsen, die zum Einblasen eines Puffergases dienen können. Weiterhin können am selben Absatz Puffergasdüsen in der Nähe von seitlichen Brennstoffdüsen derart vorgesehen werden, dass das Einblasen von Puffergas und Brennstoff kombiniert werden kann.
  • Weitere erfindungsgemäße Merkmale und Vorteile werden anhand der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf Ausführungs beispiele und auf die im Anhang befindlichen Zeichnungen näher erläutert, wobei
  • 1 eine schematische Teilansicht eines Glasschmelzofens, der mit zwei Düsenreihen und Sauerstofflanzen ausgerüstet ist, im vertikalen Schnitt,
  • 2 einen horizontalen Teilschnitt durch eine Form der Anbringung der seitlichen Düsen und
  • 3 eine Abwandlung der Rusführungsform des Ofens von 1 zeigt und die
  • 4 und 5 Teilansichten von Abwandlungen der Ausführung des vertikalen Absatzes der Brennerleitung zeigen.
  • In 1 ist schematisch ein Glasschmelzofen 1 mit einer inneren Brennkammer 2 über der Glasschmelze 3 gezeigt, wobei dieser Kammer Brennstoff und Verbrennungsmittel von der Seite des Ofens zugeführt werden.
  • Der Ofen ist für die Herstellung von Flachglas vom Typ Floatglas bestimmt. Man muss sich vorstellen, dass er auf bekannte Weise axialsymmetrisch und mit zwei seitlichen Regeneratoren ausgerüstet ist.
  • Die vom seitlichen Port 4 in das Ofeninnere eingeblasene Luft erzeugt einen Luftstrom, der durch die Strichellinie 5 dargestellt ist.
  • Der Ofen ist mit mindestens einem Brenner ausgerüstet, der mit zwei Düsenreihen, d. h. Gas- oder Brennstoffdüsen 6, die unter dem Luftstrom angeordnet sind, und mit seitlichen Gasdüsen 7 versehen ist, die in den Wänden des Luftports 4 und damit inmitten des Luftstroms angeordnet sind, wobei sie zur Achse 8 der ersten Düsen 6, wie deutlicher in 2 zu sehen, konvergierend ausgerichtet sind. Unter den Düsen 6 sind Lanzen 9 angeordnet, die Sauerstoff unter den Brenngasstrom blasen, wobei der Sauerstoff über der Glasschmelze 3 eingeblasen wird. In 1 sind diese Lanzen in direkter Nähe dargestellt, wobei sie jedoch auch etwas höher als dargestellt sein können.
  • Die Düsen 7 geben durch die Brennerwände einen kleinen Teil des Brennstoffs von etwa 5 bis 30% des gesamten Durchflusses ab. Die Hauptflamme breitet sich daher in den Ofen mit einem Luftüberschuss aus, der vom Port 4 kommt. Ihre Temperatur ist aber noch genügend niedrig, um NOx zu minimieren. Die Abgase dieser Hauptflamme vermischen sich mit der Restluft, bevor sie den Brennstoffstrahl erreichen, der von den Düsen 6 kommt, die unter dem Luftstrom 5 angeordnet sind. Die abgegebene Nebenflamme entwickelt sich in einem Luft-Abgas-Gemisch, das ebenfalls NOx verringert – dies ist die weiter oben erläuterte Ausführungsform der Erzeugung des Puffergases in situ.
  • Außerdem ist der Verbrennungsluftdurchfluss, der durch die Brennerleitungen gelangt, geringer als der theoretisch erforderliche, und auch die Nebenflamme hat ein Luftdefizit und ist damit lokal an Sauerstoff und demzufolge an NOx verarmt. Die Aufgabe der Lanzen 9, die den Sauerstoff über der Glasschmelze mit einer Geschwindigkeit von etwa derjenigen des Brennstoffs in Relation mit dem Konvergenzwinkel des von den Düsen 7 abgegebenen Brennstoffs einblasen, besteht darin, die Zone aus Sauerstoff-Brennstoff-Gemisch mehr oder weniger weit in den Ofen zu transportieren, was es erlaubt, die Temperatur am Flammenursprung zu senken und in Richtung der NOx-Senkung geht. Hier befinden sich die Lanzen 9 in unmittelbarer Nähe zum Glas und erlauben so in der Nähe der Glasschmelze 3 eine oxidierende Atmosphäre sicherzustellen, die insbesondere für oxidierte Gläser mit hoher Qualität erforderlich ist, indem der Einfluss einer zu reduzierenden Atmosphäre auf Färbung und Läuterung des Glases verhindert wird. Wenn man will, dass sie eine aktive Rolle bei der Verbrennung spielen, ist es dann bevorzugt, sie etwas höher, in der Nähe der Ebene, in welcher sich die Düsen 6 befinden, anzuordnen, es kann dann in diesem Fall vorgesehen werden, sie entweder in der Flammenkeilbildungszone oder so anzuordnen, dass sie eine gewisse Anzahl von Brennstoffdüsen 6 ersetzen.
  • Der gesamte Sauerstoffdurchfluss, der vom Luftstrom 5 und den Lanzen 9 gebracht wird, wird geregelt, um in der Nähe des Minimums, das für eine stöchiometrische Verbrennung erforderlich ist, oder sogar noch darunter zu sein.
  • In der in 3 dargestellten Abwandlung der Ausführung einer abgestuften Verbrennung sind die seitlichen Düsen 7 im vertikalen Teil eines Absatzes 10 der Brennerleitung und folglich im "Strömungsschatten" des Luftstroms 5 angeordnet. Sie können derart angeordnet sein, dass sie den Brennstoff in einer Richtung abgeben, die nahe derjenigen des Brennstoffs ist, der von den Zwischendüsen 6 abgegeben wird. Sie können auch in einer quer stehenden Richtung, wie mit den Strichellinien gezeigt, aber immer noch oberhalb der Ebene, in welcher sich die Düsen 6 befinden, angeordnet werden. Die seitlichen Düsen 7 können im vorderen Teil des Absatzes 10 wie dargestellt oder in einer (nicht dargestellten) Abwandlung in den seitlichen Teilen dieses Absatzes angeordnet werden. Die Verbrennung wird dann verzögert und die Temperatur am Flammenursprung gesenkt. Wie im vorhergehenden Fall können die Düsen sich in einer zur Ofenachse konvergierenden Position befinden.
  • 4 zeigt dieselbe Gestaltung wie 3, wobei sich aber im vertikalen Teil des Absatzes 10 anstelle der Gasdüsen 7 Düsen 11 für ein Puffergas wie CO2 befinden, dessen Aufgabe es ist, die Luft-Brennstoff-Mischung zu verzögern und damit eine Temperatursenkung an den Flammenursprüngen zu begünstigen.
  • In 5 ist noch eine weitere Gestaltung zu sehen, in welcher die abgestufte Verbrennung und das Einblasen von Puffergas kombiniert sind. So befinden sich im vertikalen Teil des Absatzes 10 Puffergasdüsen 11 und darunter die Brenngasdüsen 7.
  • Das Einblasen des Puffergases durch die Düsen 11 erfolgt mit einer Geschwindigkeit von etwa derjenigen des Brennstoffs, wenn die Brennstoffdüsen parallel zu den Puffergasdüsen ausgerichtet sind. Gemäß einer nicht dargestellten Abwandlung kann dieses Puffergas durch ein ringförmiges Rohr direkt um jede Brennstoffdüse eingeblasen werden.
  • In den dargestellten Fällen erlaubt es das Einblasen von Sauerstoff durch die Lanzen 9, die Neigung der Brennstoffdüsen nach oben zu verringern, ohne in der Nähe der Flammenursprünge eine reduzierende Atmosphäre befürchten zu müssen.
  • Der zuvor für eine Vorrichtung mit abgestufter Verbrennung beschriebene Ofen erlaubt es daher, mehrere primäre Maßnahmen zu kombinieren, durch welche NOx verringert wird, das unter besten Bedingungen und ohne eine reduzierende Verbrennung befürchten zu müssen, die für die Färbung des Glases nachteilig wäre, emittiert wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind besonders für die Herstellung von Glas mit hoher Qualität, insbesondere von Flachglas durch das Floatverfahren, geeignet.

Claims (14)

  1. Verbrennungsverfahren für das Erschmelzen von Glas, in welchem die Zufuhr des Brennstoffs und die des Verbrennungsmittels beide derart erfolgen, dass der Brennstoff/Verbrennungsmittel-Kontakt im Laufe der Zeit vergleichmäßigt und/oder das Kontaktvolumen vergrößert wird, um insbesondere die Temperaturspitzen zu begrenzen und die NOx-Emission zu verringern, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Glasschmelze durch mindestens eine Sauerstofflanze oder mindestens einen Lufteintritt, die/der sich in der Nähe dieser Oberfläche befindet, vor Berührung mit einer reduzierenden Atmosphäre geschützt wird.
  2. Glasschmelzofen (1), der insbesondere mit Wechsel arbeitet, in welchem das Verfahren nach Anspruch 1 durchgeführt wird und welcher auf mindestens einer Seite mit – einem Hauptzufuhrmittel für das Verbrennungsmittel in Form eines Luftports (4), – einem Hauptzufuhrmittel für den Brennstoff in Form einer Vielzahl von Gas- bzw. Brennstoffdüsen (6), die unter dem Luftport (4) angeordnet sind, und – einem Mittel (7, 10, 11) zur Verzögerung des Kontakts des Verbrennungsmittels mit dem Brennstoff versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass er vom Typ eines Schmelzofens für die Herstellung von Flachglas ist, und dass er auch ein Mittel zum Schutz der Oberfläche der Glasschmelze vor Berührung mit einer reduzierenden Atmosphäre in Form von mindestens einer Sauerstofflanze oder mindestens einem Lufteintritt, die/der sich in der Nähe dieser Oberfläche befindet, enthält.
  3. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (7, 10, 11) zur Verzögerung des Kontakts des Verbrennungsmittels mit dem Brennstoff mindestens eine Düse (11) für ein gegenüber der Verbrennung inertes "Puffergas" umfasst, die im Luftport (4) oder in dessen Nähe über den Düsen (6) des Hauptzufuhrmittels für den Brennstoff angeordnet ist.
  4. Ofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Düse (11) ein Inertgas vom Typ CO2 und/oder ein Inertgas, das aus der Rezirkulierung von aus dem Ofen kommenden Rauchgas/gasförmigen Abprodukten stammt, strömt.
  5. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (7) zur Verzögerung des Kontakts des Verbrennungsmittels mit dem Brennstoff ein Nebenzufuhrmittel für den Brennstoff in Form von mindestens einer Gas- oder Brennstoffdüse (7) ist, die im Luftport (4) oder in dessen Nähe über den Düsen (6) des Hauptzufuhrmittels für den Brennstoff angeordnet ist.
  6. Ofen nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (7, 10, 11) zur Verzögerung des Kontakts des Verbrennungsmittels mit dem Brennstoff Düsen (7) umfasst, die in den Seitenwänden des Luftports (4), insbesondere zur Achse (8) der Düsen (6) des Hauptzufuhrmittels für den Brennstoff konvergierend, oder an der im Wesentlichen vertikalen Wand eines Absatzes (10) im Strömungsschatten des Luftports (4) angeordnet sind.
  7. Ofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (7, 11) im Wesentlichen parallel zu den Düsen (6) des Hauptzufuhrmittels für den Brennstoff angeordnet sind.
  8. Ofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (7, 11) im Wesentlichen quer zu den Düsen (6) des Hauptaufuhrmittels für den Brennstoff angeordnet sind.
  9. Ofen nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (6) des Hauptzufuhrmittels für den Brennstoff diesen mit einer Geschwindigkeit einspritzen, die mindestens 3 Mal höher als die der Gase ist, die von den Düsen (7, 11) des Mittels zur Verzögerung des Kontakts des Verbrennungsmittels mit dem Brennstoff eingeblasen werden.
  10. Ofen nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass er weiterhin ein Mittel zum Abstufen der Verbrennung und/oder zum Vergrößern des Kontaktvolumens des Verbrennungsmittels mit dem Brennstoff im Nebenzufuhrmittel für das Verbrennungsmittel enthält, das aus mindestens einer Sauerstofflanze oder mindestens einem Lufteintritt ausgewählt ist.
  11. Ofen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Nebenzufuhrmittel für das Verbrennungsmittel eine Vielzahl von Sauerstofflanzen umfasst, die im Wesentlichen auf derselben Höhe wie die Düsen (6) des Hauptzufuhrmittels für den Brennstoff, insbesondere in einer derartigen Gestaltung, dass sich Lanzen und Düsen (6) auf derselben Höhe abwechseln, angeordnet sind.
  12. Ofen nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbrennungsmittel des Hauptzufuhrmittels (4) an Sauerstoff unterstöchiometrisch ist, um die Verbrennung des gesamten Brennstoffs sicherzustellen.
  13. Ofen nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass er mit Sauerstofflanzen oder seitlichen Luftports ausgerüstet ist, deren Anzahl sich vom "hinteren" zum vorderen" Teil der Brennkammer erhöht.
  14. Ofen nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass er mit Wechsel mit axialer Symmetrie in den seitlichen Gas/Brennstoff/Verbrennungsmittel-Zufuhrmitteln arbeitet.
DE69721466T 1996-07-11 1997-07-09 VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR REDUZIERUNG VON NOx EMISSIONEN IN EINER GLASOFEN Expired - Lifetime DE69721466T2 (de)

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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2772118B1 (fr) 1997-12-05 2001-08-17 Saint Gobain Vitrage Procede de combustion et bruleur a pulverisation de combustible mettant en oeuvre un tel procede
FR2788839B1 (fr) 1999-01-22 2001-04-20 Saint Gobain Vitrage Procede et dispositif de regulation d'un courant de combustible gazeux
US6705117B2 (en) 1999-08-16 2004-03-16 The Boc Group, Inc. Method of heating a glass melting furnace using a roof mounted, staged combustion oxygen-fuel burner
WO2002002468A1 (de) * 2000-07-05 2002-01-10 Software & Technologie Glas Gmbh Cottbus Stickoxidgeminderte brenngaseinbringung in brennluftports von glasschmelzwannen
DE10118880C2 (de) * 2001-04-18 2003-04-30 Sorg Gmbh & Co Kg Verfahren und Anordnungen zum Beheizen von Glasschmelzöfen mit fossilen Brennstoffen
US6708527B1 (en) * 2001-08-14 2004-03-23 Praxair Technology, Inc. Glass feeder operated with oxy-gas combustion
FR2834774B1 (fr) * 2002-01-16 2004-06-04 Saint Gobain Emballage BRULEUR ET PROCEDE POUR LA REDUCTION DE L'EMISSION DES NOx DANS UN FOUR DE VERRERIE
FR2892497B1 (fr) * 2005-10-24 2008-07-04 Air Liquide Procede de combustion mixte dans un four a regenerateurs
US20070281264A1 (en) * 2006-06-05 2007-12-06 Neil Simpson Non-centric oxy-fuel burner for glass melting systems
US20100159409A1 (en) * 2006-06-05 2010-06-24 Richardson Andrew P Non-centric oxy-fuel burner for glass melting systems
FR2909994B1 (fr) * 2006-12-15 2009-11-06 Gaz De France Sa Four de fusion de verre
FR2917155A1 (fr) 2007-06-08 2008-12-12 Saint Gobain Emballage Sa Combustion diluee
DE102007044043B4 (de) * 2007-09-14 2011-06-09 Beteiligungen Sorg Gmbh & Co. Kg Glasschmelzanlage und Verfahren zum Betrieb
WO2010144858A2 (en) * 2009-06-12 2010-12-16 Air Products And Chemicals, Inc. Furnace and process for controlling the oxidative state of molten materials
EP2993397A1 (de) * 2014-09-02 2016-03-09 Linde Aktiengesellschaft Brenner mit niedrigem NOx-Austoß
WO2017167454A1 (de) * 2016-03-31 2017-10-05 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum betreiben eines regenerativbrennersystems und regenerativbrennersystem
LT3431446T (lt) 2017-07-21 2020-06-10 Engie Deginimo būdas, naudojamas medžiagoms, tokioms kaip stiklas, lydyti voninėje lydymo krosnyje
PT3431447T (pt) 2017-07-21 2020-06-16 Engie Processo para fundir matérias-primas como vidro num forno de fusão de combustão cruzada
JP7144484B2 (ja) * 2020-07-03 2022-09-29 大陽日酸株式会社 ガラス熔解炉及びガラス熔解炉の運転方法
CN118206267B (zh) * 2024-05-22 2024-08-02 耀华(洛阳)玻璃有限公司 一种玻璃窑炉的梯度增氧助燃装置及其梯度增氧助燃方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3353941A (en) * 1964-05-29 1967-11-21 Emhart Corp Method of melting glass
US4874311A (en) * 1987-08-03 1989-10-17 American Combustion, Inc. Method and apparatus for improved regenerative furnace
US4599100A (en) * 1985-04-01 1986-07-08 Ppg Industries, Inc. Melting glass with port and melter burners for NOx control
US4911744A (en) * 1987-07-09 1990-03-27 Aga A.B. Methods and apparatus for enhancing combustion and operational efficiency in a glass melting furnace
US5147438A (en) * 1991-09-18 1992-09-15 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Auxiliary oxygen burners technique in glass melting cross-fired regenerative furnaces
DE4218702C2 (de) * 1992-06-06 1994-03-31 Sorg Gmbh & Co Kg Regenerative Schmelzwanne mit verminderter NOx-Bildung
US5755846A (en) * 1992-06-06 1998-05-26 Beteiligungen Sorg Gmbh & Co. Kg Regenerative glass melting furnace with minimum NOx formation and method of operating it
US5643348A (en) * 1992-09-14 1997-07-01 Schuller International, Inc. Oxygen/fuel fired furnaces having massive, low velocity, turbulent flame clouds
US5346524A (en) * 1992-09-14 1994-09-13 Schuller International, Inc. Oxygen/fuel firing of furnaces with massive, low velocity, turbulent flames
GB9224852D0 (en) * 1992-11-27 1993-01-13 Pilkington Glass Ltd Flat glass furnaces
DE4244068C1 (de) * 1992-12-05 1994-04-07 Ruhrglas Gmbh Brenneranordnung für Glasschmelzwannen
ES2113586T5 (es) * 1993-08-31 2001-04-16 Praxair Technology Inc Combustion usando argon con oxigeno.
DE4447605C2 (de) * 1994-08-30 1996-12-19 Hotwork Int Sa Industrieofen mit einer U-Flammenwanne
US5628809A (en) * 1995-06-13 1997-05-13 Praxair Technology, Inc. Glassmelting method with reduced volatilization of alkali species

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DE69721466D1 (de) 2003-06-05
PT850200E (pt) 2003-09-30

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