Kyslíko-palivové metody

Přehled metod s doplňkovým kyslíkem při tavení skla

Zvýšením množství kyslíku ve vzduchu z původních 21% lze dosáhnout výrazného zvýšení teploty plamene, a to s kterýmkoli palivem. Například zemní plyn spalovaný ve vzduchu má teplotu plamene 1930°C
(3520°F), zatímco teplota plamene zemního plynu spalovaného v 23% O2 je 2004°C (3640°F). Tento efekt je zobrazen na níže uvedeném obrázku.
 
 
Vyšší teploty plamene ve sklářské peci zlepšují přestup tepla do kmene a skla. Je to díky tomu, že všechny tři mechanismy tepelného přestupu, tj. kondukce, konvekce a radiace, jsou závislé na teplotě plamenu.
 
 
Vedení: Q µ (Tf - Tp)
Proudění Q µ (Tf - Tp)
Záření Q µ (Tf - Tp)
   
Kde: Tf - teplota plamene
  Tp - teplota  skla, vsázky
 

Při teplotách tavení skla je záření dominantním režimem přestupu tepla. Intenzity přestupu tepla pro vedení a proudění jsou lineární s rozdílem mezi sklem a teplotou plamene. Intenzita tepelného přestupu v důsledku záření je úměrná rozdílu mezi teplotou skla a plamene, každá umocněná na čtvrtou. Kyslík zvyšuje teplotu plamene, což výrazně zvyšuje záření, tento již dominantní režim přestupu tepla. Tedy, s kyslíkovým obohacením výrobek absorbuje více tepla, tepelná ztráta je u vystupujících spalin menší a proces spalování se stává účinnějším. Pomocí této metody je kyslík injektován do přívodu spalovacího vzduchu ještě před vstupem  do pece.

 
 
Toto předmíchání se nejčastěji používá u rekuperačních pecí nebo u unit meltrů, které mají mnoho takových vstupních míst (horko- nebo studenovzdušné hořáky) nebo u regeneračních sklářských tavících van, kde je žádoucí soustavně používat kyslík pro zkvalitnění celého spalovacího procesu. Přivedení správného množství tepla do správných zón a zajištění bezpečné aplikace kyslíku si vyžaduje patřičné zkušenosti.
 
 
Injektování kyslíku do pece:
 
 
Tato metoda je z historického hlediska nejhospodárnějším způsobem využívání kyslíku k doplnění vzducho-palivového spalování. Promyšlená injektáž kyslíku vedle, za nebo přes vzducho-palivové plameny umožňuje, aby sklářské tavící vany mohly zvýšit výkon, zlepšit účinnost paliva a kvalitu skla. Přínosy injektování kyslíku do pece vznikají díky tomu, že kyslík se míchá s palivem tam, kde je to nejpotřebnější: zejména v místech trpících nedostatkem kyslíku u daného spalovacího prostoru, nebo ve spodní straně (strana povrchu skla) vzducho-palivových plamenů, kde teplota plamene má největší dopad na přestup tepla do taveniny. Znalosti, co se týče toho, kolik přívodních trysek je třeba, kde je nutno je umístit, a znalost průtoků, které se použijí, nám umožňují přicházet s těmito nejhospodárnějšími řešeními.
 
 
Kyslíkový příhřev:
 
 
Tato metoda využívání přídavného kyslíku je poměrně nová pro výrobce skla a její vznik souvisí s realizací nabídkových možností špičkového kyslíko-palivového hořáku, vyvinutého pro 100% kyslíko-palivovou konverzi sklářských tavících van. Koncepce příhřevu využívá kyslíko-palivové hořáky umístěné ve vzducho-palivové sklářské tavící peci za účelem zvýšení produkce, jakosti, účinnosti  a dále i stability pece. V závislosti na konkrétních požadavcích našich zákazníků jsme schopni přizpůsobit na míru provoz tak, aby zajišťoval dosažení požadovaného přínosu či přínosů. Kyslíko-palivový příhřev se zpravidla využívá ke zvýšení výkonu na peci, která dosáhla svého maxima nebo která je narušena v důsledku selhání nebo ztráty efektivnosti vzducho-palivového spalovacího systému. Návratnost této technologie je často kratší než tři měsíce. Výhody naší příhřevové technologie jsou tak značné, že mnoho pecí, které využily příhřevu od Air Products na konci předchozí kampaně, aby tak překonaly omezené možnosti dané pece, je přestavováno a vrací se do plného provozu již s příhřevem nebo jako celokyslíkové.  

Zde dochází k tomu, že vysokoteplotní plameny kyslíko-palivového spalování jsou vedeny nad studeným kmenem, aby se vytvořila vyšší intenzita přestupu tepla. Výsledkem je brzké zesklovatění kmene a výrazně rychlejší rozpouštění kmene v tavenině; tato vyšší rychlost tavení potom vytváří podmínky pro zvýšení produkce nebo celkové snížení objemu paliva. Podejte nám informace, abychom mohli určit, která z těchto metod, či nějaká jiná metoda, je pro vás nejvhodnější. Soustavně pracujeme na vývoji nových technologií a snažíme se tak napomáhat výrobcům skla při dosahování stále lepších výsledků.
 

Kyslíko-palivová technologie:
Technologie ve sklářství prochází dramatickými změnami.

Mezi hlavní faktory, které nutí výrobce zvažovat nasazení kyslíko-palivové technologie, patří platné předpisy upravující úrovně znečišťujících emisí, dále zvyšující se požadavky na objem a výtěžnost výroby skla, účinnost paliva a provozní flexibilitu. Kyslíkové technologie snižují nebo eliminují zavádění inertního dusíku do pece, přičemž zvyšují účinnost paliva a rychlost výrobního procesu. Stále se zvyšující počet výrobců skla si vybírá kyslíko-palivové spalování jako nízkorizikový způsob vyrovnávání se s těmito požadavky bez zvýšení celkových nákladů nebo nepříznivého vlivu na kvalitu výrobků. V případě velkých sklářských pecí je ekonomika při použití kyslíku velmi zajímavá; s možnými přínosy plynoucími z úspor dosahovaných v oblasti kvality, výroby a investičních nákladů lze ušetřit ročně částku překračující 4 miliony $. Současně se lze díky pokrokovým prvkům, které nabízí kyslíko-palivová technologie, vyhnout problémům, které vznikají při použití konvenčních systémů a dosahovat další zefektivnění procesu tavení skla. Kyslík je dále možno využívat při řešení problémů s tepelnými výměníky, které způsobují snížený tepelný příkon nebo změnu energetického profilu uprostřed kampaně, např. kolaps regenerátoru.

 
Air Products má více než dvacetileté zkušenosti v oblasti kyslíko-palivové technologie získané z provozu více než 150 pecí na celém světě. Páteří každé 100% kyslíkové technologie je spalovací systém. Naše patentem chráněné hořáky Cleanfire® a Cleanfire® HR jsou soustavně instalovány po porovnávacích zkouškách neboť vykazují nejvyšší palivové účinnosti, rychlosti výrobního procesu a značnou flexibilitu při nastavování tvaru plamene. Nevyžadují v podstatě žádnou údržbu a jejich skutečné úrovně emisí zůstávají výrazně pod platnými limity.
 
+