Projekt 21332/01

Reduzierung der Emissionen und des Energieeintrages bei sauerstoffbeheizten Glasschmelzwannen

Projektträger

P-D Glasseiden GmbH
Wellerswalder Weg 17
04758 Oschatz
Telefon: 03435/6570

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Der Schmelzprozess von E-Glas gilt als eines der energieintensivsten Glasschmelzprozesse. Bedingt durch hohe Schmelztemperaturen und den Einsatz von Natriumsulfat und Flussspat (Fluor) als Läutermittel entstehen umweltschädliche Emissionen. Weltweit wird deshalb begonnen, von einer Luft-Gas-Befeuerung auf eine Sauerstoff-Gas-Beheizung und möglichst fluorfreie Technologie umzustellen, um beim Verbrennungsprozess den Energieverbrauch und damit verbundene Emissionen zu senken und gleichzeitig die spezifische Schmelzleistung zu erhöhen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDurch die Minimierung der Schaumschicht und die Nachmodellierung einer im vorgelagerten Projekt umgestellten Wanne sollten die o. g. Ziele erreicht werden.
Der umfangreiche Gesamtthemenkreis wurde in mehrere Arbeitspakete unterteilt um weitere Kenntnisse über Sauerstoff beheizte Glasschmelzwannen und zur Minimierung von Emissionen zu erlangen. Mittels mathematischer Modellierung der Glasschmelzwanne, ergänzt durch Einschmelzversuche im labor- und technischen Maßstab wurden folgende Lösungswege mit den Projektpartnern verfolgt:
- Reduzierung der Schaumschicht auf der Wanne durch Optimierung des Redox-Verhältnisses des Glasbades;
- Verbesserung des Wärmeeintrages (Brenneranordnung) durch mathematische Modellierung des Oberofens;
- Optimierung der Betriebsparameter (Nachmodellierung des Wannenbassins, elektrische Zusatzbeheizung)
Nach der Auswertung von technischen Berichten, simulierten Bedingungen und Schäumungsexperimenten wurde mit einer schrittweisen Anwendung der gewonnenen Erkenntnisse an der Glasschmelzwanne begonnen.


Ergebnisse und Diskussion

Resultierend aus den durchgeführten Arbeiten liegen Aufgabenstellungen zur Reduzierung der Emissionen und des Energieeintrages bei Sauerstoffbeheizten Glasschmelzwannen vor. Diese Aufgabenstel-lungen wurden bei einer sich im Betrieb befindlichen Wanne realisiert. Es hat sich gezeigt, dass weitere Energieeinsparungen nach einer präzisen Oberofenmodellierung erreicht wurden. Im Ergebnis dieser Nachmodellierung wurden Heißreparaturen am Oberofen durchgeführt und die Lage der Brenner verändert. Auch eine Veränderung der Elektrodeneintauchtiefe im Glasbad war ein Ergebnis der Nachmodellierung. Analog zu den durchgeführten Laborexperimenten zeigte sich, dass durch Minimierung des Läutermittels Natriumsulfat die Schaumschicht im Einschmelzbereich verringert werden kann. Dadurch wird der Energieeintrag in das Glasbad weiter begünstigt sowie die Schwefelemission minimiert. Es wurde mit Herstellern von Sauerstoff-Brennern diskutiert und Vor- und Nachteile der Flammeneinstellungen beraten. Im Ergebnis hat sich gezeigt, dass gerade im Einschmelzbereich exakt regulierbare Flammen wichtig sind, um Verdampfungen und Verstaubungen durch das eingelegte Gemenge zu verringern.
Leistungskennziffern Luft-Gas- Sauerstoff-Gas- Sauerstoff-Gas-
beheizte beheizte Wanne 1.1 beheizte Wanne 1.1
Wanne 1.0 nicht optimiert. nach der Optimierung
Schmelzfläche m² 21 21 21
Bruttoschmelzleistung t/d 28 34 - 35 36
spez. Schmelzleistung t/(d-m²) 1,33 1,62 - 1,66 1,71
Gasverbrauch Nm³/h 345 210,5 200
EZH-Leistung KW 295 380 350
Gewölbetemperatur G3 °C 1532 1555 1524
Emissionen
NOx g/t Glas 3166 342 339
Staub g/t Glas 79 67,7 57,4


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Es wurden wichtige Erkenntnisse für eine geplante Umstellung einer weiteren Glasschmelzwanne gewonnen. Durch die Zusammenarbeit mit Glass Service und TNO. TPD Eindhoven ist eine branchenweite Nutzung der Erkenntnisse gewährleistet.
Es ist vorgesehen, eine weitere Schmelzanlage in der P-D Glasseiden GmbH Oschatz auf der Grundlage dieser erzielten Ergebnisse umzustellen.


Fazit

Aufbauend auf den Grundlagenuntersuchungen und einzelnen Arbeitspaketen wurde bei einer sich im Betrieb befindlichen sauerstoffbeheizten Glasschmelzwanne eine weitere Reduzierung des Energieeintrages und der Emissionswerte erzielt. Hierbei wurden Brennerlagen und Brennertypen verändert, Gemengeoptimierungen durchgeführt und Elektrodeneintauchtiefen geändert.

Übersicht

Fördersumme

31.262,00 €

Förderzeitraum

06.05.2003 - 31.05.2004

Bundesland

Sachsen

Schlagwörter

Umwelttechnik