Oksijen ile Cam Ergitme
Cam üretiminde oksijenli yanma, karbon emisyonlarının azaltılmasına önemli katkı sağlar. Hava ile yanmalı sistemlerde, harcanan enerjinin büyük bir kısmı havada 79% oranında bulunan ve yanmada görevi bulunmayan azotun ısıtılmasına gider ve bundan ötürü yakıt verimli ve ekonomik şekilde kullanılamaz.
Oksijenli yanma sistemlerinde, fırın içindeki azot ortadan kaldırılarak ve sadece oksijen kullanılarak, yanma verimi artırılır ve baca gazı salınımı önemli ölçüde azaltılır.
Doğru oksijenli yanma teknolojisi cam ergitme işlemini optimize eder ve çeşitli avantajlar sağlar:
- Cam ergitme prosesinde oksijen kullanımıyla verim artırılır ve baca gazı emisyonu azaltılır
- Ergitme hızındaki artış sayesinde üretim kapasitesi artırılır
- Genel oksijenle zenginleştirme: Fırın içinde genel olarak yanma havasının zenginleştirilmesi
- Lokal oksijenle zenginleştirme: Oksijen enjektörü yardımıyla lokal olarak yanma havasının zenginleştirilmesi
- Oksi-yakıt brülörleri sayesinde oksijenli yanma
- Yüksek ergitme performansı için oksijenle zenginleştirme
- Oksijenli yanma – oksijen brülörü ile ergitme
- Ön ısıtmalı oksijenli yanma – doğal gaz ve oksijen ön ısıtması ile ergitme
Cam ergitme işleminde oksijenli yanma ile verim artışı ve baca gazı emisyonunda azalma
Geleneksel cam fırınları genellikle doğal gaz ve hava ile ısıtılır. Ortam havası, %79 oranında azot içerir ve yanmaya katkısı olmamasına rağmen, söz konusu azotun ısıtılması için enerji tüketilir. Yakıtın önemli bir kısmı azotun ısıtılması için kullanılmış olur.
Oksi yakıt uygulamasında, bu gereksiz enerji tüketiminin önüne geçmek ve yakıttan tasarruf etmek için azot içeren ortam havası yerine saf oksijen kullanılır. Böylelikle yakıt, yanma işleminde daha etkili ve verimli şekilde değerlendirilmiş olur. Sonuç: YakıtDoğalgaz tüketiminde önemli ölçüde azalma.
Azalan yakıt ihtiyacı sayesinde doğal olarak daha düşük karbon salınımı gerçekleşir ve baca gazı emisyonları önemli ölçüde azaltılır. Oksijenli yanma prosesinde neredeyse hiç azot bulunmaması, NOx emisyonlarını 80%'e kadar azaltır.
Oksijenli yanmanın faydaları:
- Daha yüksek yanma verimi sayesinde yakıt tasarrufu
- Ergitme hızındaki artış sayesinde üretim artışı
- Aşağıdakiler yoluyla emisyonların azaltılması:
- Düşük azot sebebiyle baca gazı salınımında azalma
- Karbon emisyonlarının azaltılması (CO2 ayak izi azaltma)
- Ortamdaki daha düşük azot içeriği nedeniyle daha az NOx emisyonu
Yüksek ergitme kapasitesi: Oksijenli yanma ile cam ergitme
Cam fırınlarını oksijenle yakarak üretimde önemli artışlar ve yakıttan tasarruf sağlayabilirsiniz. Aynı zamanda, optimize edilmiş enerji dağılımı yoluyla üretim hızını artırırsınız. Oksijen, camı eritmek için üç farklı şekilde kullanılabilir:
- Global Oksi-zenginleştirme: Yanma havasının globalolarak zenginleştirilmesi
- Lokal Oksi-zenginleştirme: üfleme boruları ile yerel kullanım
- Oksi-yakıt brülörü ile oksijenli yanma
Farklı oksijenli yanma uygulamaları
Global oksi-zenginleştirme: Yanma havasının genel olarak zenginleştirilmesi
Yanma havasının genel olarak zenginleştirilmesinde oksijen, bir oksijen üfleme borusu (Oxynator™) ile mevcut hava ile çalışan brülörlerin yanma havası hattının üst kısmına karıştırılır. Oxynator hızlı ve homojen bir karışım sağlar. Daha yüksek oksijen içeriği nedeniyle hava akışı azaltılabilir, yanma daha etkili hale gelir. Hava ile yanmalı brülörler ve boru hatları genellikle oksijen kullanımına uygun tasarlanmadığından global zenginleştirme seviyesi emniyet önlemleri sebebiyle 25% ile sınırlıdır.
Lokal oksi-zenginleştrime: Oksijen üfleme boruları ile lokal kullanım
Mevcut hava ile yanmalı brülörlere herhangi bir müdahale yapılmadan, oksijen enjektörü yardımıyla doğrudan oksijen verilerek, yanma havasının oksijenle zenginleştirilmesi sağlanabilir.
Oksi-yakıt brülörüne dönüştürme
Oksi-yakıt brülörleri, saf oksijenle yanma işlemi için kullanılır (100% oranında oksijen kullanılır). Cam üretimi için özel olarak geliştirilmiş ALGLASS brülörleri, hedeflenen yanma verimini ve düşük emisyon salınımını mümkün kılar. Oksi-yakıt teknolojisi, rejeneratif veya reküperatif tipteki fırınlarda kullanılan ön ısıtmalı havaya ihtiyaç duymaz. Bu nedenle yatırım maliyetleri önemli ölçüde azalır.
Cam ergitmede en yaygın oksi-yakıt güçlendirme uygulamaları
- Hasarlı/eski rejeneratörler veya reküperatörler için fırın ömrünün uzatılması
- Ergitme performansını korumak için Port 0 güçlendirmesi
- Rejeneratör bakımı sırasında oksijenin geçici olarak kullanılması
Yüksek ergitme performansı için oksijenle zenginleştirme
Yanma işlemi esnasında, fırın yaklaşık 1.600 °C'lik yüksek sıcaklık seviyelerine ulaşabilmek için, rejeneratörlerle yanma havası önden ısıtılır. Yıllar içinde ızgaralarda tıkanmalar veya kısmen çökmeler yaşanabilir. Sonuç: Fırına giren hava hacmi ve sıcaklık düşer, ergitme kapasitesi azalır; cam fırının ömrü azalmış olur.
Kısalan cam fırını ömrünü uzatmak için, hava ile yanmalı brülörlere ek olarak, oksijen brülörleri ile ihtiyaç duyulan oksijen tekrar sağlanabilir. Böylelikle ergitme kapasitesi ve buna bağlı olarak mevcut üretim
döngüsü muhafaza edilmiş olur.
Bir "U-tank" üzerindeki gaz brülörlerinin yanında oksijen enjektörü
Çapraz ısıtmalı düz cam fırınlarında ergime gücü "Port 0 Güçlendirme" ile korunur: Bu durumda, uç duvar ile her bir brülör tarafındaki ilk brülör portu arasına ek bir oksijen brülörü monte edilir. Her iki oksi-yakıt brülörü, aynı anda sürekli olarak çalışır. Sonuç: Sürekli ve dengeli olarak sağlanan enerji, hava brülörlerinden gelen enerjideki düşüşü telafi eder ve tank yeniden orijinal nominal gücünde çalıştırılabilir.
Port 0 oksijen brülörlü çapraz ısıtmalı fırın
Oksijenli yanma – oksijen brülörü ile ergitme
Avantajları:
- Maksimum enerji tasarrufu: 40%'a kadar
- Baca gazı salınımında önemli ölçüde azalma
- CO2 ve NOX emisyon değerlerinde azalma
- Dengeli ısı transferi sayesinde daha yüksek cam kalitesi
- Rejeneratörlere gerek kalmaması nedeniyle düşük yatırım maliyetleri
- Daha az alan ihtiyacı
Air Liquide, her biri farklı ihtiyaçlara uygun, optimum sonuçlar sağlayan çeşitli oksi-yakıt brülör teknolojileri sunar. Air Liquide özellikle büyük cam fırınlarında, alev uzunluğunun esnek şekilde ayarlanmasını, farklı yakıtlar arasında (doğal gaz, sıvı gaz vb.) geçiş yapılabilmesini ve CO2 ile NOX emisyon oranlarının önemli ölçüde azaltılmasını sağlar. Air Liquide’in oksi-yakıt brülör teknolojisi için tasarlanmış, farklı güç aralıklarında çeşitli modelleri de mevcuttur.
ALGLASS FC oksijen brülörlü cam fırını
Ön ısıtmalı oksijenli yanma – doğal gaz ve oksijen ön ısıtması ile ergitme
Ön ısıtmalı oksijenli yanma, ergitme işleminden gelen atık ısıyı kullanılabilir hale getirmeyi amaçlar: Egzoz gazı akışından gelen enerji, oksijeni 550°C'ye ve doğal gazı 450°C'ye getirmek için ısı eşanjörleri aracılığıyla kullanılır. Bu, oksi-yakıt yanmasının verimini önemli ölçüde artırır ve geleneksel oksi-yakıt yanmasına kıyasla enerji tüketiminde yaklaşık 10%'luk ek bir azalma sağlar. Ayrıca ön ısıtma, CO2 emisyonlarını da yaklaşık 10% oranında azaltır.
Resim: Ön ısıtmalı oksijenli uanma cam fırını
Cam fırını tamamen oksi-yakıt teknolojisi ile kurulacaksa oksijen beslemesi tesiste bir sistem üzerinden (VSA veya SIGMA) sağlanır.
Gerekli Ekipmanlar:
- ALGLASS brülörü
- Oksijen ve doğalgaz vana sistemi
- Oksijen ve doğalgaz için ısı eşanjörü
- Kontrol paneli
- Oksijen beslemesi
Oksijen kullanımı ergitme kapasitesini artırır, CO2 ayak izini ve NOX emisyonlarını azaltır.
Air Liquide’in oksijenli yanma teknolojisi uzmanları, üretim hattınızda oksijen teknolojisini kullanmak için prosese özel çözümler ve tasarımlar geliştirir. Air Liquide’in mühendislik ekibi, planlamadan inşaat ve devreye almaya kadar her şeyin sorunsuz ilerlemesini sağlar ve güvenilir oksijen tedariğini müşterilerine sunar.