HU177142B - Eljárás és kemence a folyamatos üvegolvasztás nyersanyagkeverékének előmelegítésére - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás és üvegipari olvasztó kemence a folyamatos üvegolvasztási technológia tökéletesítésére, a nyersanyagkeveréknek — előnyösen az üvegolvasztó kemence hulladék hőjével való — előmelegítésével.

A folyamatos üvegolvasztó kemencében megolvasztásra kerülő anyagkeveréket a beadagolás előtt utókezelésnek vetik alá, amelynek során darabos keveréket állítanak elő. Ezáltal könnyebbé válik a keverék kezelése, beadagolása és a beolvadás. során csökken a porzás, valamint javul a hőátadás.

A darabos keverék előállítására szolgáló legismertebb eljárások: a granulálás, a pelletezés és a brikettezés. [Üvegipari kézikönyv, B. (1964) p. 304., Sattler, F., Gebhard F.: Verwendung von kompaktierten Gemenge und kompaktiertem Fiíterstaub in dér Glasindustrie. Glastechn. Bér. 50. k. (1977)

l.sz. p. 1-4., Kroll, R.: Entlüften und verdichten von Gemengen mit Walzenpressen zűr mechanischen Komvergrösserung. Glastechn. Bér.: 50. k. (1977) l.sz. p. 5-9., Müller, B.: Möglichkeiten dér industriellen Pelletierung von Glasgemengen. Glastechn. Bér.: 50. k. (1977) l.sz. p. 19-23.J

Ezek az eljárások hátrányos tulajdonságaik miatt a gyakorlatban széles körben nem terjedtek el. A hátrányos tulajdonságok között első helyen említendő, hogy valamennyi eljárás esetében a por alakú anyagkeverékből kötőanyag hozzáadásával, mechanikai módszerekkel képezik a darabos keveréket. A kötőanyag a keveréket szennyezi. Víz alkal2 mazásával való granulálás esetén a darabok 100 °C feletti hőmérsékleten elvesztik szilárdságukat és szétesnek, emellett a többletvíz felmelegítéséhez és elpárologtatásához jelentős hőmennyiség-többletre van szükség. A pelletezéshez szükséges nátronlúg szállítása és kezelése bonyolult, ezért a pelletezés központi feldolgozást igényel. További közös hátrány a darabosításhoz szükséges különleges gépi berendezések alkalmazása.

Ismert a kiinduló keverék előállítása oly módon, hogy az alapanyag keverékei olyan ásványi sókkal aktiválják, amelyek az üveg nátriumkarbonát tartalmával a reakcióhőmérsékletnél alacsonyabb hőfokon olvadó eutektíkumot képeznek (1 596 387 lajstromszámú NSZK szabadalmi leírás). Ennek a módszernek hátránya, hogy aktiváló anyagok bekeverését igényli és a legfeljebb 787 °C hőmérsékletű hőkezelést közvetett fűtésű, bonyolult szerkezetű és vízgőz bevezetéssel ellátott forgókemencében kell elvégezni.

Ismert olyan . üvegolvasztó berendezés (1 696 01í.lajstromszámú NSZK szabadalmi leírás), amely két koaxiális, egymástól jó hővezetőképességű fallal elválasztott függőleges oszlopreaktorból (kolonnából áll, ezek közül az egyik az olvasztó, a másik a kiegyenlítő oszlop, amelyekben az üveg függőleges irányú áramlása ellentétes értelmű. A berendezésbe már előzőleg legalább részben megolvasztott anyagkeveréket vezetnek be. Az üvegol177142 vasztást hagyományos módon végzik, a keverék előállítási módja is hagyományos.

Az üvegolvasztó kemence hagyományos módon pelletizált anyagkeverékének 600—650°C-ra való előmelegítése aknakemencében meleg füstgázakkal végezhető (US 3 944 713. lajstromszámú USA szabadalmi leírás). Ez a módszer a nyersanyag-keverék előzetes darabosítását igényli, emellett azzal a hátránnyal is bir, hogy az aknakemencében részben megolvadó keveréknek az üvegolvasztó kádba' való adagolása és így az üvegszint nem szabályozható. A pelletizált keverék szemcsemérete hátrányosan befolyásolja a gázátbocsátó képességet és az előmelegítést.

Az anyagkeverék 540, illetve 650 °C-ra való előmelegítésére alkalmaznak zárt csővezetékben szállított folyékony nátriumot, káliumot, vagy szerves hőközlő közeget, amelyet az üvegolvasztás hőjével melegítenek fel (US 4 045 197. lajstromszámú USA szabadalmi leírás). A módszer hátránya a hőközlő közeg alkalmazása, valamint a keverék porzása a mozgatás során.

Ezek az ismert megoldások az alacsony, 540—787 °C előmelegítési hőmérsékletek mellett az előmelegítés során sem a keverék darabosítását, sem a szilárd fázisú reakciókat nem eredményezik és csupán az energiamérleg javítására vannak kihatással.

Ismert végül olyan módszer is, amelyet csak különleges üvegek esetén alkalmaznak, és amelynél a keverék szemcsézését hőkezeléssel végzik, a szilárd darabok keletkezésének 200-300 °C hőmérsékletéig hevítve.

A találmány célja olyan módszer kidolgozása, amely lehetővé teszi az anyagkeverék darabosítását az üvegolvasztáshoz folyamatosan csatlakozó technológiával, az ismert eljárások hátrányai nélkül.

A találmány azon a felismerésen alapul, hogy ha az üvegolvasztó kemencébe folyamatosan beadagolásra kerülő, kötőanyag nélküli, száraz anyagkeveréket mintegy 900 és 1000 °C közötti hőmérsékleten való hőkezelés után adagoljuk az üvegolvasztó kádba, akkor az anyagkeverékben még ez előtt lejátszódnak a szilárd fázisú reakciók és emellett a keverék szilárd, darabos anyaggá áll össze, amely az üvegolvasztó kádban igen gyorsan megolvad. A szilárd fázisú reakciók ilyen előzetes lefolytatása értékes üvegolvasztó kád kapacitást szabadít fel, a kemence belső, nagyhőmérsékletű olvasztó terében csak a tényleges olvasztási folyamat játszódik le.

A magas hőmérsékleten beadagolt nyersanyag révén elhárítható a hideg anyagkeverék okozta lehűtés, végül a keverék porzása sem következik be. Ily módon az üvegipari olvasztó kemence teljesítménye 30—40%-kal megnövekedik, az olvasztott üvegre számított fajlagos energia felhasználás 15-20%-kal csökken. Mindemellett az üvegolvadék minősége mind a kémiai, mind a termikus homogenitás szempontjából javul.

A találmány szerinti eljárás lényege tehát, hogy a nyersanyag-keveréket a kemence adagoló-csatornájában legalább 900 °C hőmérsékletre melegítjük és az üvegolvasztó kádba ezen a hőmérsékleten adagoljuk be.

A találmány szerinti üvegipari olvasztó kemence lényege, hogy a nyersanyag tárolót az üvegipari kemence üvegolvasztó kádjával összekötő adagoló-csatornája, továbbá az üvegolvasztó kádat a hőcserélővel összekötő lehúző-csatornája és végül az adagoló-csatorna és a lehúzó-csatorna között a keveréket előmelegítő sugárzó boltozata van.

A találmány szerinti eljárás példaképpen! foganatosítási módját a találmány szerinti berendezés működésével kapcsolatban ismertetjük. Az l.ábra a berendezés oldalnézetét, illetve függőleges hosszmetszetét ábrázolja.

Az üvegipari kemence 1 égőkkel ellátott üvegolvasztó 2 kádjához csatlakozik a füstgázak elvezetésére szolgáló 3 lehúzó-csatorna és a 4 adagoló-nyíláson keresztül az 5 adagoló-csatorna, amely a 6 nyersanyag tárolóhoz a 7 adagolón át csatlakozik. A 3 lehúzó-csatornát az 5 adagoló-csatornától ⁵ a 8 sugárzó boltozat választja el. A 3 lehúzó-csatornából a füstgáz a 9 hőcserélőn át távozik.

A nyersanyagot a 6 nyersanyag tárolóból a 7 adagoló az 5 adagoló-csatornába továbbítja, ahonnan a nyersanyag a 4 adagoló-nyíláson át kerül a. 2 kádba. A 2 kádból a 3 lehúzó-csatomán át távozó füstgáz felmelegíti a 8 sugárzó boltozatot és ez az 5 adagoló-csatornában tartózkodó nyersanyag-keveréket.

E hőkezelés hatására a nyersanyag-keverék darabos anyaggá áll össze, miközben lejátszódnak benne a szilárd fázisú reakciók. A darabosan összeállt anyag póriasa elhanyagolhatóan csekély, így a füstgáz porszennyezést nem visz magával. A szilárd részektől mentes füstgáz a 9 hőcserélőt megkíméli a gyors elhasználódástól. Emellett a füstgáz hőtartalmának jelentős részét átadja a nyersanyagnak, miáltal hőmérséklete csökken, a hőcserélőt kíméli és fémrekuperátorba is bevezethető.

A találmány szerinti eljárás egy másik példaképpen! foganatosítási módja esetében a nyersanyagot adagonként legalább 900 ⁶C hőmérsékletre hevítjük, miközben a nyersanyagban lejátszódnak á szilárd fázisú reakciók és a nyersanyag darabokká áll össze. Az így hőkezelt nyersanyagot ismert módon (Üvegipari kézikönyv, p. 491-497.) az üvegipari kemencébe adagoljuk.

A kemence jellemző paraméterei hagyományos keverék adagolás esefén a következők:

olvasztó felület: 35 m² olvasztási teljesítmény: 65 t/24 ó fajlagos hőfelhasználás: 2000kcal/kg olvasztott üveg fajlagos olvasztási teljesítmény: 1857 kg/m² nap az olvasztott üveg: fehér öblösüveg fűtőanyag: földgáz hőcserélő rendszer: fém-rekuperátor (élettartama kb. 1,5 év)

Ugyanennek a kemencének a jellemző paraméterei a találmány táigyát képező berendezés és eljárás alkalmazása esetén (változatlan kemence, fűtőanyag, hőcserélő és üvegminőség esetén):

lagos energia felhasználás jelentős mértékben, mintegy 15—20%-kal csökken. Végül az üvegolvadékban fellépő kisebb hőmérsékleti különbségek folytán mind a kémiai, mind a termikus homogenitása ja5 vul.

olvasztási teljesítmény: fajlagos hőfelhasználás: hőcserélő rendszer:

911/24 ó

1600kcal/kg fém-rekuperátor (élettartama kb. 3 év)

A hőcserélő fém-rekuperátor élettartama a porzás kiküszöbölése következtében hosszabbodik meg. Az előmelegítést végző adagoló-berendezés melegítő felületének mérete kb. 2m hossz, illetve 1,5 m szélesség. A sugárzó boltozat anyaga: SiC 90.

A találmány szerinti módszer fő előnyei abban foglalhatók össze, hogy a nyersanyag-keverék darabosításához kötőanyagra nincs szükség, a hőkezelés révén darabossá Összeálló anyag porzás mentes. A hőkezelés során továbbá lejátszódnak a szilárd fázisú reakciók, amelyek egyébként a hagyományos módszerek esetében az üvegolvasztó kádban játszódnak le, ezáltal a kemence olvasztó felületére vetített fajlagos olvasztási teljesítmény jelentősen megnő, s így a kemence kapacitásának jelentős része, mintegy 30—40%-a felszabadul. A felhevítve belépő nyersanyag lényegesen kevesebb hőt von el a kemencéből, mint a hagyományos technológia esetében, a nyersanyag felmelegítésére általában a kemence hulladék hője hasznosítható, ezáltal a faj-

Claims (2)

1. Szabadalmi igénypontok:

   10 1. Eljárás az üvegolvasztás folyamatosan adagolt nyersanyag-keveréknek - előnyösen az üvegolvasztó kemence hulladék hőjével való — előmelegítésére, azzal jellemezve, hogy a nyersanyag-keveréket a kemence adagoló-csatornájában beadagolás köz15 ben legalább*900 °C hőmérsékletre melegítjük és az üvegolvasztó kemencébe célszerűen ezen a hőmérsékleten adagoljuk be.
2. 2. Üvegipari olvasztó kemence az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítására, azzal jellemezve, 20 hogy a nyersanyag tárolót (6) az üvegolvasztó káddal (2) összekötő adagoló-csatornája (5), továbbá az üvegolvasztó kádat (2) a hőcserélővel (9) összekötő lehúzó-csatomája (3), végül az adagoló-csatoma (5) és a lehúzó-csatoma (3) között a ke25 veréket előmelegítő sugárzó boltozata (8) van.