177142. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kemence a folyamatos üvegolvasztás nyersanyagkeverékének előmelegítésére
3 177142 4 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 bír, 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. MindemeUett 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 példaképpeni foganatosítási módját a találmány szerinti berendezés működésével kapcsolatban ismertetjük. Az Lábra 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-nyüáson keresztül az 5 adagoló-csatorna, amely a 6 nyersanyag tárolóhoz a 7 adagolón át csatlakozik. A 3 lehúzó-csatornát az 5 adagoló-csatornától ’ 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 porlása 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 példaképpeni foganatosítási módja esetében a nyersanyagot adagonként legalább 900 °C 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 esetén 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 tárgyát képező berendezés és eljárás alkalmazása esetén (változatlan kemence, fűtőanyag, hőcserélő és üvegminőség esetén): 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
