Schmelzwannen & Ausrüstung

REKUPERATIVE SCHMELZWANNEN

ALLGEMEINES

Rekuperatoren für kleinere Schmelzwannen, d.h. bis zu 80 t/d, sind in der Regel Doppelmantel-Rekuperatoren, auch Spalt-Rekuperatoren genannt. Für Schmelzkapazitäten zwischen 100 und 450 t/d kommen dagegen Rohrbündel-Rekuperatoren zum Einsatz. Die Luftvorwärmleistung von Rekuperatoren liegt weit unter der Leistung von Regeneratoren. Aus diesem Grund ist der Energieverbrauch einer Schmelzwanne mit Rekuperatoren relativ hoch. Ein Vorteil ergibt sich jedoch aus der höheren Rauchgastemperatur, die eine Energierückgewinnung ermöglicht, beispielsweise mittels einer Dampfturbine. Die kontinuierliche Vorwärmung der Luft und die vollständige Trennung von Verbrennungsluft und Rauchgas resultieren zudem in einer saubereren und stabileren Verbrennung. Dies wiederum schlägt sich in höheren Glasqualitäten nieder. Aufgrund der niedrigeren Flammentemperatur und des daraus resultierenden schlechteren Wärmeübergangs ist die spezifische Schmelzkapazität bei diesem Wannentyp niedriger als die einer Oxyfuel- oder regenerativ beheizten Wanne.

Doppelmantel-Rekuperatoren bestehen aus zwei konzentrisch angeordneten Rohren – genauer gesagt, aus einem Rohr mit kleinerem Durchmesser, das in einem größeren Rohr sitzt. Durch das größere Rohr wird heißes Rauchgas geleitet, durch das dünnere Rohr strömt kalte Luft. Durch das größere Rohr wird heißes Rauchgas geleitet, durch das dünnere Rohr strömt kalte Luft. Auf diese Weise wird die kalte Luft vorgewärrmt und kann zur Effizienzsteigerung von Produktionsprozessen genutzt werden. Die Vorwärmtemperaturen liegen üblicherweise bei etwa 600 °C und überschreiten 700 °C in der Regel nicht. Bei Bleikristallglas ist die Vorwärmtemperatur aufgrund von Korrosion auf unter 500 °C begrenzt.

Große Rekuperatoren werden in der Regel als Rohrbündel-Rekuperatoren ausgeführt. Hier durchströmt die Verbrennungsluft einzelne Rohre (Rohrbündel), die in einem mit Feuerfestmaterial ausgekleideten Rauchgaskanal verlaufen. Im Allgemeinen sind Rohrbündel-Rekuperatoren robuster, aber auch kostspieliger. Die maximale Vorwärmtemperatur beträgt 750 °C. Kombinationen aus Doppelmantel- und Rohrbündel-Rekuperatoren erreichen eine Luftvorwärmung von maximal 800 °C.

BESCHREIBUNG

Für diesen Wannentyp werden spezielle, von HORN® entwickelte Luftgehäusebrenner verwendet. Diese Brenner garantieren eine gleichmäßige Verteilung der Verbrennungsluft um die Brennerlanzen. Die Wanne selbst wird in der Regel als querbeheizte Wanne konzipiert. Rekuperative U-Flammenwannen sind üblicherweise sehr klein und nur selten vorzufinden. Noch seltener sind rekuperative U-Flammenwannen mit keramischen Rekuperatoren, von denen HORN® angesichts der kurzen Lebensdauer eines solchen Wärmerückgewinnungssystems ausdrücklich abrät.
Bei der U-Flammenwanne befindet sich die Rauchgas-Austrittsöffnung über oder neben den Brennern, um eine vertikale oder horizontale u-förmige Flamme zu erzeugen. Im Falle einer querbeheizten Wanne wird der Rauchgasaustritt entweder an der Stirnwand mit einem Rekuperator oder an der Seitenwand mit zwei Rekuperatoren angeordnet. Die Gemengeeinlage wird auf dem verbleibenden freien Platz untergebracht.

Die typischen Merkmale dieses Wannentyps sind die geringe Schmelzflächenlast und die günstigen Investitionskosten. Bei geringeren Schmelzleistungen ist eine höhere Glasqualität möglich.

Auch dieser Wannentyp kann mit einer Barriere, einem vertieften Läuterungsteil und elektrischen Boosting-Systemen ausgestattet werden, um die Schmelzkapazität und Flexibilität zu erhöhen.

LEISTUNGSMERKMALE

  • Stabile Verbrennung, da keine Flammen-Umsteuerung wie bei regenerativen Wannen erfolgt
  • Einfach einstellbares Temperaturprofil über die Wannenlänge (für querbeheizte Wannen)
  • Geringere NOx-Emissionen als bei regenerativen Wannen
  • Niedrigere Investitionskosten
  • Geringerer Platzbedarf
  • Hohe Flexibilität bei Lastwechseln
  • Hohe Langlebigkeit

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