193652. lajstromszámú szabadalom • Eljárás üvegolvasztó berendezésekbe betáplálandó nyersanyag termikus kezelésére
193652 1 A találmány tárgya eljárás üvegolvasztó berendezésekbe betáplálandó nyersanyagnak a folyamat füstgázában levő hőmennyiséggel való termikus előkezelésére. Az eljárás az üvegolvasztó berendezésekbe betáplálandó nyersanyag termikus előkezelését teszi lehetővé, különösen füstgázhő alkalmazásával, amivel az eljárási lépések számának egyidejű csökkentésével, valamint az üvegolvasztó kemencén kívüli berendezéstechnikai ráfordítások minimalizálásával a hőveszteség csökkenthető. A részben vagy teljesen fosszilis tüzelőanyaggal fűtött üvegolvasztó berendezések esetén a nyersanylgkeverékből és üvegtörmelékbő! álló, hidejáybetáplálandó anyagnak a folyékony üvegmassza felületére való vezetése adagológépekkel történik, ahol a hőt az égéstérből folyékony üvegmasszához konvektiv módon vagy sugárzással vezetik. Ismert, hogy a betáplálandó anyag előmelegítése az olvasztás és hőtechnika szempontjából előnyös, ami a pilotberendezéseknél bebizonyosodott. A betáplálandó anyag előmelegítésére különféle eljárások ismertek, amelyekre a gázáram és a bevezetendő anyagáram közötti közvetlen vagy közvetett hőátadás jellemző. A 20 21 091 l.sz. GB szabadalmi leírásból ismert fluidizációs eljárás esetén az anyagot vízszintesen vagy ferdén elrendezett fluidizált ágyon kemence hűlladékgázzal áramoltatják át. A közvetlen érintkezés miatt*a hőátadás intenzív, de a helyenként különböző anyagtulajdonságoktól függ. A szilárd anyag szűk szemcsespektruma fontos. • Por alakú anyagoknál a hulladékgáz a finomszemcsés alkotórészeket magával ragadja, aminek következtében költséges porleválasztás válik szükségessé. Por alakú anyagok esetén a szilárd anyagrétegben nagy nyomásveszteség lép fel, ami a fluidizált ágyon lévő, szilárd anyag kis rétegmagasságát teszi lehetővé, aminek következtében másrészt rövid idejű érintkezés és előnytelen hőátadási viszonyok keletkeznek. Az utóbb említett hátrányok agglomerált betáplálandó anyag alkalmazásával csökkenthetők. Az agglomeráció mint járulékos eljárási lépés viszont hátrányos, mivel ez egyrészt a további szükséges berendezések és az üzemeltetés szempontjából nagyobb költségekhez vezet, másrészt folyadék — előnyösen víz, hozzáadását igényli, amelynek elgőzölögtetése a hőkezelés során további hőenergiát igényel. Mivel a fluidizált ágy keverékagglomeráttal és a törmelékkel való egyidejű kialakítása nem lehetséges, ezért az üvegtörmeléket külön kell kezelni. A 141.017 l.sz. DD szabadalmi leírásból ismert aknás előmelegítési eljárás esetén a betáplált anyag gravitáció hatására a felfelé áramló füstgáz árammal szemben esik. Ennél az eljárásnál a szilárd anyagnak az aknába való bevezetésére, illetve anyag esésének fékezésére speciális berendezések 2 2 szükségesek. Továbbá teljes mértékben nem akadályozható meg, hogy a gázáram szilárd anyagrészecskéket magával ragadja, ezért a füstgáz tisztítása mint további eljárási lépés szükséges. Az esés sebessége a szilárd anyag szemcseméretétől függ. A nagyobb részecskék lassúbb felmelegedés mellett rövidebb esésí időt vesznek igénybe, ami hőtechnikailag hátrányos, a törmelék külön kezelése szükséges. A hőátadási feltételek javítására és a szilárd anyagáram egyenletessé tételére mozgatható vagy rögzített eszközök alkalmazása a nagy hőmérséklet és korrózió igénybevétel miatt nem ajánlatos. Az aknás előmelegítők néhány kiviteli alakja elvileg nem teszi lehetővé, hogy az előmelegített, szilárd anyagot szabályozott adagolással az üvegolvasztó berendezésbe juttassák, ami viszont az üvegolvasztási eljárás technológiai alapfeltétele. A 26 34 035 sz. DE közrebocsátási iratból ismert ciklonhőcserélő esetében a hideg anyagot füstgázzal átáramoltatott ciklonba vezetik. A ciklonok alkalmazása során a füstgáznak a magával ragadott szilárdanyag részecskéktől való tisztítására bonyolult berendezések szükségesek. Mivel a hőátadás az egyfokozatú ciklonban nem kielégítően hatékony, bonyolult többfokozatú ciklonokat alkalmaznak, amelyek műszakilag költséges megoldások. Az adott nagy hőmérsékleten a ciklonfalak erős korróziónak vannak kitéve, amely egyrészt a ciklonok rövid üzemidejéhez, másrészt a nyers üvegkeveréknek a korróziós termékkel — különösen színező alkotórészekkel — való szennyeződéséhez vezet. Ennél a megoldásnál a törmelék külön kezelése szintén szükséges. A 40 45 197 l.sz. US szabadalmi leírásból ismert megoldásnál a keverék előmelegítésére melegítőcsöveket alkalmaznak. Az eljárás során a füstgáztól a hőt melegítőcsövek révén veszik fel. A melegítőcsövek egyik oldala a keverékáramba nyúlik. A közvetlen előmelegítéshez viszonyítva olyan előnyök adódnak, hogy a füstgáz tisztítása és az agglomeráció elhagyható. Ezt a megoldást ennek ellenére nagy költsége miatt csak speciális esetekben alkalmazzák, ahol csupán kisszámú melegítőcső szükséges. További hátrány, hogy a maximális előmelegítési hőmérséklet a melegítőcsövek felső határhőmérsékletével vannak behatárolva, ennek következtében az előmelegítés hatékonysága kicsi. Az eddig ismert műszaki megoldások megvalósítása a különféle hátrányuk miatt a kísérleti berendezés stádiumát (pilotberendezés) nem haladta meg, annak ellenére, hogy az üvegiparban az igény az anyag termikus előkezelésére szolgáló eljárás alkalmazására egyre növekszik. A technika állásához olyan eljárás sorolható továbbá, amelynek során az üvegolvasztó berendezés közvetlen közelében a betáp-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
