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Oxy-Fuel-Technologien

Übersicht über Methoden zur Verwendung von Sauerstoff beim Schmelzen von Glas

Durch die Erhöhung des Sauerstoffanteils in der Luft (normalerweise 21 %) wird die Flammentemperatur unabhängig vom Brennstoff wesentlich erhöht. So weist beispielsweise Erdgas bei einer Verbrennung in Luft eine adiabate Flammentemperatur von 1920 Grad Celsius auf, während bei einem Sauerstoffanteil von 23 % 2000 Grad Celsius erreicht werden.
Dieser Effekt ist in der folgenden Abbildung veranschaulicht.

Durch höhere Flammentemperaturen im Glasofen wird die Wärmeübertragung auf Gemenge und Glas verbessert, da alle drei Wärmeübertragungsmechanismen - Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung - von der Flammentemperatur abhängen:

Wärmeleitung:	Q µ (Tf - Tp)
Konvektion:	Q µ (Tf - Tp)
Strahlung:	Q µ (Tf - Tp)

dabei gilt:	Tf = Flammentemperatur
	Tp = Produkttemperatur (Gemenge)

Bei den zum Glasschmelzen notwendigen Temperaturen ist die Strahlung die vorherrschende Art der Wärmeübertragung. Die Übertragungsraten bei Wärmeleitung und Konvektion sind proportional zum Unterschied zwischen der Glas- und Flammentemperatur. Die Übertragungsrate bei der Strahlung ist proportional zum Unterschied zwischen Glas- und Flammentemperatur (jeweils in der vierten Potenz). Sauerstoff erhöht die Flammentemperatur, wodurch sich die Strahlung, die ohnehin schon den größten Anteil an der Wärmeübertragung hat, noch weiter steigert. Dadurch wird bei einer Sauerstoffanreicherung mehr Wärme vom Produkt absorbiert, weniger Wärme in Form von Abgasverlusten durch das ausströmende Verbrennungsgas abgeführt und der theresische Wirkungsgrad des Prozesses verbessert ab.

Sauerstoffanreicherung:



Bei dieser Technik wird Sauerstoff in die Hauptluftzufuhr weit vor den Einlasspunkten in den Ofen eingeleitet. Diese vorzeitige Zumischung von Sauerstoff ist bei Rekuperativöfen oder Schmelzöfen gebräuchlich, die über viele solcher Einlasspunkte verfügen (Heiß- oder Kaltluftbrenner) sowie bei Regenerativschmelzöfen, bei denen es sinnvoll ist, den Sauerstoff zur Verbesserung des gesamten Verbrennungsprozesses kontinuierlich einzusetzen. Es ist einige Erfahrung notwendig, um die richtige Wärmemenge in die richtigen Bereiche zu leiten und eine sichere Anwendung des Sauerstoffs zu gewährleisten.

Sauerstoffeinbringung über Lanzen:



Diese Methode war bisher die kostengünstigste Art, Sauerstoff zur Unterstützung der Verbrennung mit Luft einzusetzen. Durch die gezielte Einleitung von Sauerstoff neben, unter oder durch die luftbefeuerten Flammen konnten die Prozessziele im Hinblick auf Schmelzleistung, Brennstoffeinsparung und Glasqualität erreicht werden. Die Vorteile der Sauereinbringung mit Lanzen beruhen darauf, dass das Sauerstoff-/Brennstoff-Gemisch an der Stelle eingesetzt werden kann, an der es am dringendsten benötigt wird, nämlich in sauerstoffarmen Bereichen des Verbrennungsraums oder im unteren Bereich (Glasoberflächenseite) der mit Luft befeuerten Flammen, wo die Flammentemperatur die stärkste Auswirkung auf die Wärmeübertragung auf die Schmelze hat. Wir wissen, wie viele Sauerstofflanzen an welchen Stellen eingesetzt werden müssen und welche Durchflussmengen benötigt werden., Deshalb können wir die kostengünstigste Lösung anbieten.

Oxygen-Boosting: Diese Methode der Verwendung zusätzlichen Sauerstoffs ist für Glashersteller verhältnismäßig neu und erst durch die Entstehung hervorragender Oxyfuel-Brenner möglich geworden, die für die Umstellung von Schmelzöfen auf 100 % Oxyfuel entwickelt wurden. Bei der Boosting-Methode werden Oxyfuel-Brenner innerhalb des mit Luft befeuerten Schmelzofens eingesetzt, um die Produktion, Qualität der Schmelze und die Effizienz und Flexibilität des Ofens zu steigern. Entsprechend den Anforderungen unserer Kunden können wir die Funktionsweise so anpassen, dass die gewünschten Effekte erzielt werden. Oxyfuel-Boosting wird normalerweise zur Steigerung der Schmelzleistung eines Ofens eingesetzt, dessen Kapazität ausgeschöpft ist oder aufgrund eines Defekts oder Wirkungsverlustes des Luftbefeuerungssystems nachgelassen hat. Die Kosten für diese Technologie amortisieren sich oft in weniger als drei Monaten. Die Vorteile unserer Boost-Technologie sind so offensichtlich, dass viele Öfen, bei denen die Boost-Technologie von Air Products am Ende der vorherigen Ofenreise zur Behebung von Leistungsbegrenzungen des Ofens eingesetzt wurde, umgebaut und vollständig mit der Boost-Technologie ausgestattet werden.



Bei dieser Methode werden die Hochtemperaturflammen der Oxyfuel-Verbrennung über dem kalten Gemenge positioniert, um einen besonders hohen Wärmeübertragungswert zu erzielen. Das Ergebnis ist eine frühzeitige Verflüssigung des Gemenges und eine wesentlich verbesserte Glasentnahme. Diese besonders hohe Schmelzrate ermöglicht eine Steigerung der Produktion bzw. eine Reduzierung des Gesamtbrennstoffverbrauchs. Wenden Sie sich an uns, um zu erfahren, welche dieser Techniken bzw. welche andere Technik für Sie die richtige ist. Wir entwickeln ständig neue Technologien zur Verbesserung von Glasherstellungsverfahren.