Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die Firma Zippe Industrieanlagen GmbH hat sich schon zwischen 1986 und 1996 mit der Entwicklung und dem Bau von W\u00e4rmetauschern besch\u00e4ftigt. Prim\u00e4renergieeinsparungen im zweistelligen Prozentbereich konnten damals erzielt werden. Da dieses Thema aufgrund der weltweit steigenden Energiepreise wieder mehr und mehr an Bedeutung gewinnt, war das Ziel, basierend auf dem damals entwickelten System, einen neuen Typ von W\u00e4rmetauscher zu entwickeln, der w\u00e4rmetechnisch effizienter und vor allem, das war die Hauptschw\u00e4che des existierenden Systems, betriebsicherer arbeitet.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Neuentwicklung des W\u00e4rmetauschers wurde unter Zugrundelegung der mit den bereits gebauten W\u00e4rmetauschern gemachten Erfahrungen sowie den von der RWTH erarbeiteten theoretischen Grundlagen begonnen. Von der Firma ZIPPE wurde, da sich die bislang gebauten W\u00e4rmetauscher als w\u00e4rmetechnisch sehr gut erwiesen haben, das Hauptaugenmerk auf eine betriebssicherere Funktion und eine Vereinfachung der bisherigen Konstruktion gelegt. Als Hauptursache der bisherigen St\u00f6rungen hat sich das bei der Erw\u00e4rmung von Glasgemenge frei werdende Wasser, das als Dampf abgef\u00fchrt werden muss, erwiesen. Begonnen wurde somit mit statischen Aufheizversuchen zur grundlegenden Untersuchung dieses Wasserproblems. Dabei kam klar zu Tage, im Gegensatz zu Annahmen im Entwicklungszeitraum des ersten W\u00e4rmetauschers, dass selbst bei vermeintlich trockenem Gemenge erheblich gr\u00f6\u00dfere Wassermengen in gebundener Form, vor allem im Rohstoff Soda, der mit ca. 20% eines der Hauptbestandteile der meisten Gemengerezepte ist, vorliegen. Mit Hilfe dieser neu gewonnenen Erkenntnisse wurden dann die Aufw\u00e4rmversuche, jetzt mit Materialfluss, fortgesetzt. Dazu sind zwei spezielle Testtauscher gebaut und mit entsprechenden verschiedenen Entdampfungs\u00f6ffnungen ausger\u00fcstet worden.
\nDurch die Verl\u00e4ngerung der Projektlaufzeit im Jahr 2009 konnte eine gro\u00dfe Testinstallation an einer existierenden Schmelzwanne durchgef\u00fchrt werden. Nach zahlreichen Tests verliefen diese schlie\u00dflich durchgehend positiv und ohne Probleme bei der Betriebssicherheit.
\nIm Anschluss wurden Messungen hinsichtlich m\u00f6glicher Entmischungen und potentiell entstehender Dioxine durchgef\u00fchrt. Die Messungen zeigten keine negativen Auswirkungen.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Bedingt durch die Kenntnisse der Wasserproblematik und daraus resultierender Optimierungen konnte im Praxisbetrieb der gro\u00dfen Testanlage schlie\u00dflich Gemenge mit lediglich 14% Scherben gefahren werden. Fakt ist, dass Gemenge in dieser Zusammensetzung bzw. mit dieser Feuchte in den W\u00e4rmetauschern der ersten Generation unweigerlich zu Anbackungen und St\u00f6rungen bis hin zum Anlagenstillstand gef\u00fchrt h\u00e4tte.
\nIm Vergleich zur ersten W\u00e4rmetauschergeneration, wo die Rauchgase durch au\u00dferhalb des eigentlichen Tauschers gelegene Umlenkk\u00e4sten m\u00e4anderf\u00f6rmig durch die Rauchgassch\u00e4chte gef\u00fchrt worden sind, liegt die gesamte Rauchgasf\u00fchrung jetzt innerhalb des W\u00e4rmetauschers. Erstens ist dadurch mit einem h\u00f6heren Wirkungsgrad zu rechnen und zweitens ist der Konstruktions- und Materialaufwand wesentlich geringer.
\nAls f\u00fcr den Erfolg ma\u00dfgeblich hat sich der Praxistest der 40-Tonnen\/Tag Pilotanlage herausgestellt.
\nW\u00e4hrend dieses Tests konnten \u00fcber einen l\u00e4ngeren Zeitraum Erfahrungen gesammelt und noch entscheidende Verbesserungen durchgef\u00fchrt werden. Reale Produktions- und Wannenbedingung und ein sehr niedriger Scherbengehalt im Gemenge stellten an das Aggregat hohe Anforderungen.
\nDer neu entwickelte W\u00e4rmetauscher stellte sich auch mit Scherbenanteilen von unter 10% als betriebssicher heraus und konnte ohne zus\u00e4tzlichen Wartungsaufwand betrieben werden. Die Entdampfungs\u00f6ffnungen im Aggregat zeigten ein zuverl\u00e4ssiges Herausf\u00f6rdern des Wasserdampfes, womit Verbackungen im Aggregat erfolgreich vermieden wurden, was gegen\u00fcber fr\u00fcheren W\u00e4rmetauschergenerationen eine deutliche Verbesserung darstellt. Unter diesen Betriebsbedingungen w\u00e4re ein st\u00f6rungsfreier Betrieb mit \u00e4lteren Generationen von W\u00e4rmetauschern nicht m\u00f6glich gewesen.
\nBedingt durch das nunmehr v\u00f6llig trockene Gemenge bzw. Gemenge- Scherbengemisch sollte durch eine Neugestaltung des Einlegbereiches einerseits, die Verstaubung vor der Schmelzwanne, vor allem aber die h\u00f6here Staubentwicklung in der Wanne durch geeignete Ma\u00dfnahmen optimiert werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Der Komplex der Gemengevorw\u00e4rmung verbunden mit der Ank\u00fcndigung, dass die Firma ZIPPE sich im Rahmen dieses Forschungsvorhabens mit der Entwicklung einer neuen W\u00e4rmetauschergeneration befasst, wurde im Rahmen eines Vortrages bei der Conference on Glass Problems in Columbus USA vom 30. Oktober bis 01. November 2006 der breiten \u00d6ffentlichkeit vorgestellt. Weiterhin bestanden in diesem Zusammenhang Kontakte zu diversen Glasherstellern (Philips, Vetropack, Ursa Insulation).
\nDie neusten Erkenntnisse aus den Praxistests wurden auf selbiger Konferenz im Jahr 2010 vorgestellt. Ebenfalls wurde die neue Generation von Vorheizern am 01.06.2011 auf der Jahrestagung der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft in Saarbr\u00fccken in einem Fachvortrag vorgestellt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Basierend auf den von der Firma ZIPPE gemachten Erfahrungen mit den bisher gebauten Scherben- und Gemengevorw\u00e4rmern und unter Mithilfe der RWTH in Aachen ist eine neue W\u00e4rmetauschergeneration entwickelt worden, mit der es im Labor- und halbtechnischem Ma\u00dfstab m\u00f6glich war, Glasgemenge kontinuierlich und st\u00f6rungsfrei auf Temperaturen von \u00fcber 300 \u00b0C zu erw\u00e4rmen.
\nDurch die Verl\u00e4ngerung der Laufzeit des Projekts im Jahr 2009, wurde es schlie\u00dflich auch erm\u00f6glicht, einen Testtauscher in gr\u00f6\u00dferem Ma\u00dfstab zu konstruieren, zu bauen und an einer realen Glasschmelzwanne zu testen. Mit der Fa. Vetropack- ein renommierter Hohlglashersteller Europas- wurde eine Firma gefunden, die bereit war, einen Vorw\u00e4rmer an einer gro\u00dfen Hohlglasschmelzwanne \u00fcber einen l\u00e4ngeren Zeitraum zu testen. Die Anlage war f\u00fcr eine Kapazit\u00e4t von 40 Tonnen\/Tag ausgelegt. Durch diverse Testl\u00e4ufe und Modifikationen, konnte das Aggregat schlie\u00dflich entscheidend verbessert werden, so dass es in einen sicheren und dauerhaften Betriebszustand gebracht werden konnte. Die Anlage lief \u00fcber mehrere Monate bei sehr geringen Scherbenanteilen st\u00f6rungsfrei, was sicherlich ein Novum in der Glasindustrie darstellte. Durch die Wannenabschaltung wurde der Vorheizer schlie\u00dflich heruntergefahren.
\nDas Projektziel eines dauerhaften und sicheren Betriebs mit geringen Scherbenanteilen an einer erdgas-befeuerten Schmelzwanne konnte erreicht werden. Messungen durch die TNO zeigten kein kritisches Entstehen von Dioxinen und eine hohe w\u00e4rmetechnische Effizienz. Die Entwicklung erfreut sich in der Glasindustrie eines gro\u00dfen internationalen Interesses. Am 04.05.2011 wurde die Anlage w\u00e4hrend des Betriebes ausgew\u00e4hlten Interessenten pr\u00e4sentiert.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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