برچسب‌ها: آندوسكوپي كوره ذوب شيشه

                                                                                                                                                         

 

برچسب‌ها: ترموگرافي, كوره هاي ذوب شيشه

 

برچسب‌ها: بازرسي كوره هاي ذوب شيشه, كوره هاي ذوب شيشه

در دهه های اخیر تکنولوژی ساخت پنجره های دو جداره با فاصله هوایی روز به روز پیشرفت کرده است. این پنجره ها از دو لایه شیشه تشکیل می شوند که توسط هوا و یا گاز دیگری با ضریب هدایت پایین از هم جدا شده اند

 

پنجره ها روشنایی، گرما، هوای تازه و زیبایی ها را به خانه آورده و ارتباطی با محیط خارج برقرار می کنند. به رغم این محاسن پنجره ها یکی از عوامل مهم در اتلاف حرارتی ساختمانها است.

 

به طوری که حدود یک چهارم حرارت خارج شده ساختمانها در زمستان و یا حرارت وارد شده به آنها در تابستان از طریق پنجره ها صورت می گیرد. به همین دلیل از دیر باز کاهش این تلفات مد نظر طراحان ساختمان ها بوده است

 

 در گذشته نه چندان دور برای کاهش اتلاف حرارتی ساختمانها به جای استفاده از پنجره های با یک لایه شیشه از پنجره های با دو یا چند لایه شیشه کمک گرفته می شد. حتی در پاره ای از موارد، لایه های پلاستیکی در بین شیشه ها نیز به کار می رفت.

 

ولی در دهه های اخیر تکنولوژی ساخت پنجره های دو جداره با فاصله هوایی روز به روز پیشرفت کرده است. این پنجره ها به طور کلی از دو لایه شیشه، که توسط فاصله ای از هم جدا شده اند، تشکیل می شوند.

 

فاصله بین دو لایه شیشه توسط هوا و یا گاز دیگری با ضریب هدایت پایین همچون آرگون، دی اکسید کربن و کریپتون پر می شود بدین ترتیب با توجه به اینکه پنجره های یک ساختمان دارای مقاومت حرارتی کمتری نسبت به سایر اجزای آن است، به کارگیری این پنجره ها می تواند نقش به سزایی در کاهش مصرف انرژی داشته باشد.

 

به گفته «هزاد قاسمی»، استادیار مهندسی مکانیک برای مطالعه دقیق میزان تلفات حرارتی از پنجره ای دو جداره و مقایسه عملکرد آنها نسبت به پنجره ای ساده تک شیشه ی نیاز به بررسی مکانیزمهای مختلف انتقال حرارت است.

 

جابه جایی و تشعشع روی سطوح خارجی، هدایت در داخل شیشه ها، جابه جایی و تشعشع در فاصله هوایی دو پنجره و حتی نفوذ تشعشع خورشید از شیشه ها به داخل از جمله مکانیزم های دخیل در انتقال حرارت است.

 

به همین دلیل برای مطالعه عملکرد این سیستمها عموماً از فرضیات ساده کننده ای استفاده می شود. شاید ساده ترین تقریب استفاده از فرض انتقال حرارت هدایت یک بعدی در داخل شیشه ها و لایه هوا است.

 

در این شرایط می توان نرخ انتقال گرما را به راحتی با کمک مقاومت های حرارتی محاسبه کرد. اما باید توجه داشت که سیال بین دو جداره شیشه ای با دماهای مختلف ساکن باقی نمی ماند.

 

در واقع ایجاد گرادیان های دما در سیال باعث برقراری حرکت در آن می شود. سیال مجاور سطح گرم در اثر گرم شدن سبک شده و به سمت بالا حرکت کرده و سیال سرد از دور دست جایگزین آن می شود.

 

بدین ترتیب حرکتهای چرخشی در داخل لایه هوایی محبوس بین دو شیشه ایجاد می شود. این حرکتها بر نرخ اتلاف گرما از پنجره تاثیر دارند.

 

البته باید توجه داشت که تنها اضافه کردن حرکتهای جابه جایی آزاد در گاز هنوز مدل کاملی از مسئله نیست. بر همین پایه آثار تشعشعی گازها و جداره ها با توجه به پایین بودن نرخهای تبادل حرارت می توانند تاثیر قابل توجهی بر رفتار سیستم پنجره دو جداره و جلوگیری از اتلاف انرژی داشته باشند.

 

● پنجره های دو جداره، عایق صدا

 

پنجره های دو جداره علاوه بر نقشی که در بحث حرارت ساختمان و جلوگیری از اتلاف انرژی دارند عایقی مناسب برای جلوگیری از صداست.

 

استفاده از پنجره های دو جداره برای بناهایی که در محیط پر سر و صدا قرار گرفته اند راهکار موثری است که می تواند آرامش را به محیط خانه ها بازگرداند.

 

در ایران تجربه استفاده از این پنجره ها به ویژه در سال های اخیر افزایش چشمگیری یافته است اما بررسی ها نشان می دهد که در شهرهایی مانند تهران بسیاری از شهروندان برای گریز از آلودگی صوتی است که از شیشه های دو جداره استفاده می کنند و در واقع هدف آنها بهینه سازی مصرف انرژی نیست.

 

«علیرضا ساداتی»، کارشناس محیط زیست در این باره می گوید: « پنجره ها دو جداره هزینه زیادی به خانواده ها تحمیل نمی کند در نتیجه بسیاری از خانواده ها استفاده از این قابلیت را انتخاب کرده اند.»

 

به گفته ساداتی، پنجره های دو جداره کارکردی دو جانبه دارند و کاملا از نظر زیست محیطی مقرون به صرفه است.

 

از دیدگاه او تهران بیش از سایر شهرها استفاده از شیشه های دو جداره را تجربه کرده است و به رغم تاثیر این شیشه ها در اتلاف انرژی، هدف اغلب شهروندان از استفاده از این شیشه ها کاهش صدا بوده است .

 

استفاده از شیشه های دو جداره در بیمارستان ها و مراکز آموزشی که در نقاط پر رفت و آمد شهری قرار دارند به گفته ساداتی از الزامات شهرسازی است که اغلب نادیده گرفته می شود.

 

چنانکه «ساداتی» می گوید فرهنگ استفاده از پنجره های دو جداره در شهرهایی که اغلب ماه های سال در معرض هوای سرد هستند هنوز نهادینه نشده است و این در حالی است که با توجه به استفاده وافر شهرهایی چون همدان یا تبریز از انرژی و وسایل گرمایی برنامه ریزی برای فرهنگ سازی در این مناطق ضرورتی انکار ناپذیر است

 

 

 

برچسب‌ها: پنجره دو جداره

كوره End port

 

كوره Side port

 كوره ريكوپراتوري

 

كوره Qxy fuel

كوره تمام الكتريكي

 

كوره توليد شيشه به روش فلوت

 

برچسب‌ها: سيستم Bubbling در كوره هاي ذوب شيشه

 

DUALFUEL OG                        9000 kW                        500 m³n/h                   400 kg/h   

برچسب‌ها: مشعل كوره هاي ذوب شيشه گاز, سوخت مايع

یکی از عوامل بسیار موثر در افزایش عمر کوره های ذوب شیشه استفاده از سیستم های پیشرفته هوای خنک کننده    در اطراف کوره است. بنابراین تامین هوای خنک کننده مناسب با توان کافی برای انجام کار در سخت ترین شرایط فوق العاده اهمیت دارد. بدترین شرایط به انتهای دوره کارکرد کوره،یا آخر عمر کوره، در حالی که کوره در ضعیف ترین شرایط خود قرار دارد، مربوط می شود.در چنین شرایطی، یک قطع برق یک ساعته یا چیزی در این حدود از دست دادن کوره است. در حقیقت بایستی همواره درصدد تامین هوای خنک کننده رزرو برای خنک کاری کوره باشیم، هم از لحاظ تامین نیروی برق کمکی ( دیزل ژنراتور )  و هم به جهت تامین فن های رزرو خنک کننده. در سال های اولیه کارکرد کوره شاید مقدار 110 متر مکعب در دقیقه هوای خنک کننده به ازاء هر متر طول کوره کافی باشد، لیکن ظرفیت مناسب و مطمئن برای این مسئله حدود 180 متر مکعب در دقیقه بازاء هر متر طول کوره با فشار   100 میلیمتر آب است.

  خنک کاری گلوگاه بایستی توسط فن جداگانه صورت پذیرد. ظرفیت مناسب خنک کاری در این رابطه حدود 400 متر مکعب هوا در دقیقه بازاء هر متر طول تروت با فشار 200 میلیمتر آب است

برچسب‌ها: خنك كاري كوره هاي ذوب

كربنات سديم   : (Na₂Co₃)

كربنات سديم منبع تامين كننده اكسيد سديم (Na₂o) بوده وبه عنوان دگرگونساز وكمك ذوب در توليد شيشه به كار مي رود زيرا نقطه ذوب سيليس را از 1725 به1450. درجه مي رساند .اين ماده به صورت شيميايي از تركيب نمك طعام , سنگـ آهگ وآمونياك بدست مي آيد .ويا از معادن به صورت طبيعي استخراج مي شود كه مقداري نا خالصي دارد و به روش فيلتراسيون و كريستاليزاسيون به صورت خالص در
 مي آيد .كربنات سديم در اثر حرارت در حدود 850 درجه ذوب شده و تجزيه مي شود كه گاز Co₂حاصله ,ضمن به هم خوردن خمير شيشه از طريق دودكش خارج مي شود ولي Na₂oدر شيشه باقي مي ماند و حالت سياليت به شيشه مي دهد . دانه بندي كربنات سديم بين 0.1 تا1 ميلي متر مي باشد و در حدود %19.5فرمول شيشه را تشكيل
 مي دهد .

برچسب‌ها: مواد اوليه مصرفي در صنايع شيشه, كربنات سديم, Na2Co3

 

سيليس (Sio₂) : عمده ترين ماده اوليه مصرفي در صنايع شيشه سيليس مي باشد در طبيعت به اشكال مختلف بصورت سنگهاي آذرين , رسوبي و دگرگوني يافت مي شود و به صورت بلورهاي كوارتز يا ساير تركيبات سيليسي به وفور يافت مي شود . معادن سيليس با خلوص بيش از 99.5 % در بلژيك و هلند وجود دارد . نمونه هايي از سيليس مناسب در غرب ايران همدان , اطراف ملاير , لرستان , اليگودرز و همچنين در استانهاي زنجان , كرمان ,خراسان مشاهده مي شود . در سنگهاي رسوبي كوارتز به صورت بلورهاي ريز بوده ودر تركيب ماسه سنگها وجود دارد كه مهمترين ماسه سنگ غني از كوارتز , كوارتزيت نام دارد . سيليس كه بزرگترين ماده تشكيل دهنده شيشه است در حدود %58فرمول شيشه را تشكيل مي دهد و به عنوان استخوان بندي و يا شبكه سازي شيشه به كار مي رود . دانه بندي سيليس بين 0.1 تا  0.5ميلي متر مي باشد .

برچسب‌ها: مواد اوليه مصرفي در صنايع شيشه, سيليس

 

 

از اولين روزهاي پيدايش كره زمين , كوههاي آتشفشاني بطور طبيعي شيشه توليد مي كردنند . به تدريج وقتي انسان به كشف اين ماده طبيعي و موارد استفاده آن پي برد , به فكر ساخت وتوليد انبوه آن افتاد . امروزه شيشه يكي از موارد بسيار پر مصرف و جدائي ناپذير در زندگي انسان به شمار مي رود كه البته اين ماده در مراحل مختلف تاريخي به شكل امروزي در آمده است .اين دوران به شرح ذيل است :

دوره اول :

از 3000سال قبل از ميلاد مسيح , مصريها از شيشه استفاده مي كردند , ولي براي اولين فرم و شكل دادن به شيشه در منطقه مقطونيه فعلي در حدود 1700سال قبل از ميلاد تحقق يافت .

دوره دوم :

در اين دوره انسان به اين مهم پي برد كه با دميدن در شيشه آن را مي تواند به اشكال مختلف در بياورد . اين دوران 400-500سال بعد از ميلاد بود . در حدود 100سال بعد انسان با كشف ابزار و وسائل دميدن در شيشه اين تكنيك را كاملتر و عميقتر ساخت .

دوره سوم :

رومهاي باستاني با تجارت و صدور شيشه به اقصي نقاط دنيا , حتي تا چين كاربرد اين محصول را اشاعه دادند .خلاصه اينكه شيشه ماده اي است كه از دل طبيعت پديد آمده و بدست انسان كامل گرديده و امروزه به دنبال اولين كشفهاي بشر اين ماده در مقادير و روشهاي مختلف توليد مي گردد تا نيازهاي فراوان امروزه جوامع بشري را برآورده سازد .

برچسب‌ها: تاريخچه اي كوتاه از شيشه, شيشه

 

براي شيشه تعاريف زيادي ارائه شده است .عده اي معتقدند كه شيشه ماده اي است كه از سرد كردن مذاب تهيه مي شود بطوري كه در فرآيند سرد كردن هيچ گونه تغيير ناگهاني در مذاب و ويسكوزيته آن ايجاد نشود وويسكوزيته آن با سرد كردن به مرور افزايش يافته تا كامل صلب شود . شيشه جامد آمرفي است كه داراي نظم و تناوب بلوري در برد زياد نباشد .

علمي ترين تعريف براي شيشه عبارتست از : شيشه مايعي است كه گرانروي آن بيش از ده پويز باشد كه در اين حالت تشكيل يك جامد آمرف (از نظر كريستالوگرافي بي شكل ) را مي دهد .

در واقع شيشه, ساختمان غير منظم مولكولي مايع را حفظ كرده ولي اين ساختمان غير منظم بصورت غير متحرك درآمده است واين خاصيت جز خواص منحصر به فرد شيشه است . هر چه ويسكوزيته بيشتر باشد واز طرفي سرعت سرد كردن بالا باشد امكان شيشه اي شدن بيشتر مي شود همانند مواد اسيدي .

يكي ديگر از تعاريف شيشه : شيشه ماده اي غير آلي است كه از حالت مذاب طوري سرد شده است كه بدون آنكه تبلور يابد به صورت صلب در آمده است .

برچسب‌ها: تعريف شيشه, شيشه

1-                       عدم حلالیت فلز در برابر مذاب شیشه

این عامل سبب می شود که آلیاژ در برابر خوردگی شیشه مقاوم باشد و همچنین مانع از آلودگی شیشه میشود .از طرفی سطح مقطع الکتریکی بوشینگ نیز تغییر نکرده و لذا شرایط دمایی و مقاومت الکتریکی ان به هنگام برقراری جریان برق مورد نیاز برای گرم کردن این سیستم ثابت می ماند.درنهایت قطر و دیگر ابعاد نازل بوشینگ ثابت مانده  و در نتیجه قطر الیاف تولیدی یکنواخت خواهد بود.

2-                       مقاومت به اکسیداسیون آلیاژ در دمای عملیاتی بوشینگ

تنها آلیاژ پلاتین در شرایط دمایی تولید الیاف شیشه از مقاومت به اکسیداسیون مطلوبی برخوردار هستند.البته فلزات دیگری نیز نظیر مولیبدن نیز از خواص مناسبی برای بکارگیری در سیستم بوشینگ برخوردار است ولی مشکل این فلز مقاومت ضعیف انها به اکسیداسیون می باشد

3-                       مقاومت در برابر خزش در دمای عملیاتی بوشینگ

در دماهای بالا و در شرایطی که مواد تحت تنش قرار دارند،مقاومت به تغییر شکل کاهش یافته و سرعت خزش بالا میرود اما آلیاژ پلاتین از مقاومت به خزش مناسب و عمر بالایی در این حالت برخوردار هستند.

4-                       زاویه تماس فلز با شیشه

آلیاژ های پلاتین از زاویه تماس مناسب و بالطبع شرایط ترشوندگی مطلوب با مذاب شیشه برخوردار می باشند لذا سبب کاهش آلودگی اریفیسهای سیستم بوشینگ شده و احتمال گسیختگی الیاف را کاهش میدهند

کارخانجات بافت الیاف شیشه از تکنیک کشش الیاف از اریفیسهای بسیار نازک را در سال 1930 توسعه دادند در ابتدا بوشینگ ها که برای صنعت الیاف به کار رفته شده شامل 51 نازل ویژه بوده که این نازل ها به 102 و سپس به 204 عدد افزایش داده شد.این بوشینگ ها در یک ردیف و یا چند ردیف قرار داده میشد.تعداد بوشینگ های امروزی 400 و یا بیشتر نیز می باشند.دربیشتر طراحی های امروزی در دو ردیف با زاویه قایم در طول محور طولی قرار می گیرند.اگرچه بوشینگ ها در محدوده وسیعی از مواد مورد استفاده قرار گرفتند اما آلیاژ پلاتین رودیوم اثبات شده است که بهترین انتخاب بدلیل ترکیبی از استحکام ان در دمای بالا و مقاومت بسیار خوب در برابر اکسیداسیون بوسیله هوای اطراف و خوردگی در برابر مذاب شیشه دارند.بوشینگها در ساده ترین حالت ممکن به شکل جعبه هایی که ساخته شده از آلیاژهای پلاتین و دارا بودن تعدادبسیار زیادی نازل در پایین سطح هستند عموماً قطر داخلی نازل ها در حدود 5/1-4میلیمترمی باشندبوشینگها بوسیله نسوزهای سیمانی درجای خود محکم میگردند شیشه در حالت مذاب در داخل بوشینگ بوسیله ویسکوزیته کنترل می گردد و به آرامی به سمت پایین به دلیل وجود گراویتی به حرکت در میاید این موضوع بسیار اهمیت دارد که دما در تمام نقاط بوشینگ یکسان باشد که در حقیقت نرخ جریان مذاب شیشه که در نهایت باعث یکسان شدن قطر الیاف شیشه خواهد گردید.

شیشه از نازل ها با سرعت بالا و بالغ بر هزارمتر بر دقیقه برای تولید الیاف بسیار نازک با قطر کمتر از 6 میکرومتربه جریان می افتد (شکل یک)

 

شکل دو پارامترهای مورد نیاز برای شکل گیری الیاف شیشه در طول محورz را در نازل بوشینگ با شعاع R را نشان میدهد Ɵ زاویه بین تانژانت بخش هلالی مذاب شیشه و محورZ را نشان میدهد

 

 برای تولید پیوسته الیاف شیشه ،نخ های شیشه از بوشینگ به طرف یک نقطه جمع کننده میرسند که در ان نقطه تشکیل یک مجموعه (STRAND) را بر روی یک نخ پیچ (WINDER) را میدهند.در حالت خاصی الیاف یا نخ های شیشه ایی بوسیله دمش هوا با سرعت بالا کشیده میشوند که البته جهت تولید الیاف مت کاربرد دارند.تولید الیاف به روش پیوسته در حقیقت یک روش یک مرحله ایی که امروزه به طور وسیعی توسط شرکت های پارچه الیاف شیشه ایی به کار گرفته میشوند در این عملیات بوشینگ ها به طور مستقیم مذاب را ازکوره و به طریق فورهارث ها دریافت می نمایند.

 

روش مسقیم و روش غیر مستقیم برای تولید الیاف شیشه

دوروش برای تولید صفحه بوشینگ نازل دار مورداستفاده قرار می گیرد.در نوع اول نازل ها از یک صفحه آلیاژی پلاتینی بدون درز بریده شده و در داخل صفحه پلاتینی که از قبل سوراخکاری شده قرار داده شده و در موقعیت خود جوش داده میشوند.در روش دوم یک ورقه ضخیم مورد استفاده قرار میگیرد و نازلها در داخل این ورقه پرس میگردندو در نهایت قسمت بالایی و پایینی نازلها با دقت ماشینکاری میگردد.

4-3 احتراق سوخت اکسیژنی:

 

روش :

در این روش احتراق ، اکسیژن به جای هوا برای احتراق با گاز مورد استفاده قرار می گیرد هوا محتوی گاز نیتروژن ( % 79 ) می باشد . گاز خنثی تا حدود 1500 درجه سانتی گراد گرم می شوند . بعد از احتراق، این گازها کوره را با دمای °C 1450 ترک می نمایند . انرژی هدر رفته توسط این گازها خیلی بالا است . اما امروزه این امکان وجود دارد که از این گازها بخار تولید نمود . که این بخار را می توان در داخل کارخانه مورد استفاده قرار داد برای مثال برای فرآیند شکل دهی یا در تولید الکتریسیته مورد استفاده قرار گیرد . هنگامی که هیچ گاز نیتروژنی وجود نداشته باشد مقدار گازهایی که گرم شده کمتر و مقدار جریان گاز نیز محدود می گردد گرمای هدر رفته به وسیله گازهای خنثی به وسیله استفاده از اکسیژن خالص که به جای هوا برای احتراق استفاده می شود محدود می شود. اکسیژن به راحتی هوا قابل پیش گرم نیست به دلیل اینکه آتش زا و قابل انفجار است . شعله با سوختن اکسیژن به دماهای بالا می رسد و این امکان وجود دارد که ایزولاسیون کوره بهتر صورت پذیرد و به این دلیل کوره فشرده ترمی شود و نیازی به مشعل های بزرگ نیست . ایزولاسیون نیز به خاطر جلوگیری از حمله بخارات قلیایی به ساختار فوقانی در منطقه سرد مورد نیاز است. در مشعل های مورد استفاده برای احتراق سوخت اکسیژن، یک لوله در لوله اصلی مشعل تعبیه شده است سوخت از لوله داخلی تزریق و اکسیژن از لوله خارجی گذر می کند الکتریسیته نیز برای تولید اکسیژن مورد نیاز است . تولید اکسیژن به روشهای ( VSA ) Vacuum Swing Adsorption و PSA Pressure Swing Adsorption و تقطیر سرمایی صورت می گیرد . انرژی مورد نیاز برای تولید اکسیژن در حدود ^kwh/_m3  425/0در سال 1994 و ^kwh/_m3 375/0 در سال 1996 بوده است ( به وسیله تقطیر سرمایی برای مقادیر زیاد اکسیژن ) که این مقدار نیز در سال 1998 به ^kwh/_m3 286/0 رسیده است.

زمان ماند برای گازهای احتراق در محفظه احتراق بیشتر از 30 ثانیه است ( در مورد اکسیژن سوز ) و در کوره های صنعتی با ترکیب سوخت و هوا این زمان حداکثر 10 ثانیه می باشد . در هنگام اکسیژن سوز بودن کوره ها جریان گازها مدت زمان زیادی لازم دارند تا به یک تعادل حرارتی با اطراف خود برسند . این امر به دلیل اینکه گرمای جریان گازها مجدداً استفاده نمی شود دارای اهمیت است ( در مقایسه با سیستم های ریجنراتوری و ریکوپراتوری ) علاوه بر این، سیستم اکسیژن سوز نه تنها وسیله ای برای کاهش مصرف انرژی است بلکه باعث مصرف کمتر اکسیژن نیز می باشد.

معیارهای انتخاب

• ·        زمان عمر مورد انتظار

گازهای خروجی به دلیل وجود مقدار آب زیاد و مقدار بخارات قلیایی زیاد نسبت به گازهای احتراق روش سنتی بسیار خورنده می باشند لذا نسوزهایی با کیفیت بالاتر ( از جنس مواد A Z S ) مورد نیاز است تا انتظارات طول عمر کوره را برآورده سازد.

• ·        نشر ( سایر و NO_x )

با استفاده از اکسیژن خالص ، که هیچگونه نیتروژن ( مقدار کمی در سوخت گازی موجود است ) در اتمسفر کوره وجود ندارد . مقدار NO_x ها حدود هشتاد درصد در مقایسه با روش احتراق سنتی کاهش می یابد.

هنگامی که احتراق سنتی مورد استفاده قرار می گیرد نسبت  So₂به So₃ بسیار بالاتر از حالت نرمال نسبت به مقدار 10 به 1 است. خورندگی بالای گازهای خروجی به سبب شکل گیری بی سولفات سدیم ( NaHSo₄ ) در زیر300°C  و شکل گیری اسید سولفوریک در زیر°C 180-200 درجه، می باشد. نشر گرد و غبار ( کیلوگرم و غبار به تناژ شیشه تولیدی ) 25 درصد کمتر در مقایسه با نشرهای کوره های ذوب شیشه ریجنراتوری با سوخت گاز است.

هزینه ها :

• ·        هزینه سرمایه گذاری

  بایستی یک محل برای تولید اکسیژن ساخته شود و یا اینکه از یک منبع تولید کننده خارجی تهیه گردد . نسوزها مورد استفاده بایستی با کیفیت بالا باشند به دلیل بالا بودن درصد بخارات آب و بخارات قلیایی نسبت به کوره های با سوخت و هوا که این کیفیت بالا باعث گران تمام شدن قیمت می شوند . در عوض نیاز به استفاده از ریکوپراتور و ریجنراتور برای پیش گرم اکسیژن نمی باشد که در نهایت به کاهش قیمت تمام شده کوره ذوب شیشه منجر می شود و همچنین لوله های اکسیژن خالص بایستی از جنس با کیفیت بالا ( مس یا ا ستینلس استیل ) باشد .

• ·        انرژی

   موازنه انرژی برای تخمین مقدار انرژی و مقدار اکسیژن مورد نیاز در کوره های شیشه مظروف با سوخت اکسیژنی صورت گرفته است نشان می دهد که Mw4/17 (.47m³ سوخت گاز و .29k_wh برای تولید اکسیژن )انرژی مورد نیاز برای تولید 250 تن شیشه در روزمی باشد. ( صفر درصد شیشه ری سایکل با %3 آب و n=1 و 60 درصد انرژی گازهای احتراق که ری سایکل شده اند )

 

• ·        تعمیرات و نگه داری

به دلیل اینکه اکسیژن پیش گرم نمی شود ریکوپراتور یا ریجنراتور مورد نیاز نمی باشد . علاوه بر نصب لوله های اکسیژن بایستی به نگه داری آنها نیز توجه شود. به خطوط لوله نیز که اکسیژن را هدایت می کنند بایستی توجه بیشتری مبذول داشت .

 

 

• ·        کنترل و جلوگیری از آلودگی هوا

با مشعل های مدرن ، نشر NO_x به 4/0 کیلوگرم به تن شیشه محدود می شود و بنابراین نیاز به نصب سیستم DENOX نمی باشد سایر آلاینده ها در مقایسه با سیستم سوخت هوا کمتر می باشد به جز So_x که ممکن است بیشتر باشد و غلظت بالا بودن گاز به دلیل کاهش جریان گاز احتراق است .

• ·        دورنمای تکنولوژی

به طور تئوریکی برای جداسازی اکسیژن از هوا ^kwh/_kgO₂ 05/0 انرژی مصرف می شود در سال 1994 انرژی استفاده شده برای تولید اکسیژن^khw/_mn3 425/0 بوده است . اما در سال 1996 این مقدار به ^kwh/_mn3 375/0 رسیده است . در سال 1998 این امکان با مقدار ^kwh/_mn3 286/0 می رسد .در حالی که مقررات نشر محیطی شدیدتر می گردد . این روش مقدار نشر کمتری نسبت به احتراق سیستم قدیمی تولید می نماید . بنابراین نیازی به هزینه زیاد برای پاکسازی  نشر مازاد استاندارد نیست . نوع جدید مشعل ها با مخلوط آرام اکسیژن و گاز توسعه یافته است . که در نتیجه شعله درخشان شده و مقدار NO_x کمتری تولید می گردد که این به دلیل کاهش دمای شعله است .

 

4-4 احتراق اکسیژن غنی شده

روش:

در احتراق به روش سنتی از اکسیژن اضافه استفاده نمی شود . هنگامی که از احتراق اکسیژنی صحبت می شود سه نوع آن مد نظر است .

1- Oxygen boosting  

2-    Oxygen Lancing

3Oxygen Enrichment  -

 

 

 

 

حالت اول : 

   برای افزایش تولید ، کیفیت ، بازده و پایداری کوره ها مشعل های boosting به عنوان مشعل اکسیژن سوز برای جانشینی مشعل های مخلوط کننده سوخت و هوا در نظر گرفته شده اند و برای افزایش نرخ کشش در کوره مورد استفاده قرار می گیرد. سوخت اضافی با اکسیژن برای بالا بردن دما مورد استفاده قرار می گیرد . این تکنیک به عنوان روش اصلی در احتراق مرسوم می باشد .

حالت دوم :

از قدیم Oxygen Lancing  عمومی ترین روش برای استفاده از اکسیژن برای فراهم کردن احتراقی که باعث افزایش تناژ تولیدی گردد، می باشد. تزریق اکسیژن (از زیر یا از میان )به شعله سوخت/ هوا باعث افزایش  تناژ ، بازده سوخت و کیفیت شیشه در کوره ها می گردد . و اکسیژن می تواند در جاهایی که بیشتر مورد نیاز است تزریق گردد .

حالت سوم( اکسیژن غنی شده[1] ) :

اکسیژن به هوای احتراق اصلی از محلی که هوای احتراق وارد مشعل شده ،  دمیده  می شود . پیش مخلوط اکسیژن که معمول ترین روش در کوره ها ذوب می باشد زمانی استفاده  می شود که بخواهیم اکسیژن را برای افزایش فرآیند احتراق به عنوان روش پیوسته استفاده کنیم .

معیارهای سنجش :

طول عمر مورد انتظار

افزودن اکسیژن دمای موضعی بالایی در کوره ها ایجاد می نماید . این دمای بالا ممکن است عمر مورد انتظار از یک کوره را کاهش دهد افزودن دما باعث می شود که جریان گازها خروجی ، بسیار خورنده تر باشند . از دلایل کاهش طول عمر مورد انتظار کوره  (  دمای بالا سرعت گاز و مقدار بخار آب است ) .با افزودن اکسیژن تناژ تولید افزوده می گردد همچنین با استفاده از روش های فوق کیفیت شیشه بهبود می یابد .

نشرها :

با افزایش غلظت اکسیژن در مخلوط سوخت گاز ( به دلیل دمای بالا ) تشکیل NO_x افزایش می یابد تنها زمانی که تمام هوای احتراق به وسیله اکسیژن جانشین می گردد تشکیل اکسیدهای نیتروژن به ازاء واحد تولید شیشه کاهش می یابد .

برچسب‌ها: احتراق سوخت اکسیژنی در کوره های شیشه

4-2 احتراق مرسوم گازوئیلی

  اختلاف بین این روش و احتراق سوخت گازی ، استفاده از سوخت مایع برای انجام احتراق می باشد. گاهاً هوای سرد برای تزریق به سوخت مایع درکوره مورد استفاده قرار می گیرد . سوخت مایع بایستی تا حدود 120 درجه سانتی گراد برای کاهش ویسکوزیته گرم گردد که به راحتی بتوان آن را تزریق نمود . این پیش گرم کردن سوخت نیاز به انرژی فوق العاده ای در مقایسه با سوخت گازی دارد .

حالت بهبود یافته سوخت مایع استفاده از سوخت گازی که دارای مقدار انرژی بالاتر به ازاء حجم و نسبت کربن به هیدروژن بالاتری می باشد و به دلیل بالا بودن نسبت کربن به هیدروژن شعله بسیار شفاف است که این به دلیل پائین بودن دمای شعله است. که این نتایج به کاهش NO_x می انجامد. همچنین گازهای احتراقی کمتری حاصل می گردد. احتراق سوخت مایع حدود 5 درصد بازده حرارتی بیشتر از سوخت گاز دارد. عدم توسعه باعث بالا رفتن مقدار آلودگی ( سولفور )، فلزات سنگین (وانادیم ، نیکل ) که باعث نشر ناخواسته و خوردگی می گردند.    

 

انتخاب معیار

• طول عمر کوره : طول عمر معمول کوره های ذوب شیشه با سوخت مایع شبیه به عمر کوره های با احتراق گاز است . احتراق سوخت مایع باعث کاهش دمای شعله می شود ولی خیلی خورنده تر از سوخت گازی است   ( محتوی V و Ni و SO₃ ) که می تواند عمر ریجنراتورها را کاهش دهد .

 

• نشرهای ( NO_x و دیگر گازهای قابل نشر )

  بدون استفاده از فیلتر گازهای خروجی ، نشرهای NO_x در استفاده از سوخت گازی بسیار کمتر    می باشد و نشر So₃ بسیار بیشتر از سوخت گاز است به دلیل اینکه در سوخت مازوت مقادیر بیشتر از محتویات سولفور وجود دارد . فلزات سنگین ( وانادیم ، نیکل ) نیز به سبب موجودی بالا در این سوخت نشر می یابند .

جدول 5 : نشر در گازهای خروجی از ریجنراتور در کوره های سوخت مازوت بر پایه جریان خشک گاز با % 8 اکسیژن بدون فیلتر

 

هزینه ها :

• ·        هزینه سرمایه گذاری

تخمین هزینه ها برای احتراق کوره های گاز و گازوئیل تقریباً مشابه هستند . این روش ها نیاز به مشعل های متفاوت و سیستم های پاکسازی جریان گاز دارند ( دستگاه تصفیه گاز کوره بلند ، Scrubber ) و پیش گرم سوخت مازوت دارد .

• ·        انرژی

موازنه انرژی

موازنه انرژی بر اساس انرژی مورد نیاز برای ذوب شیشه های مظروف تخمین زده شده است . انرژی همچنین برای پیش گرم سوخت گازوئیلی مورد استفاده قرار گرفته است . احتراق سوخت گازوئیلی دارای بازده انرژی نسبتاً بیشتری نسبت به احتراق گاز است . Mw 3/15 مورد نیاز برای تولید 250 تن در روز شیشه و با % 0 خرده شیشه ، % 3 آب و1/1n =  و 60 درصد بازگشت انرژی از طریق جریان گازها است ).

تعمیر و نگهداری

کوره های احتراق گاز و مایع نیازمند هزینه تعمیر و نگهداری یکسانی است. اختلاف بین مشعل ها باعث می شود که مشعل های گازوئیلی احتیاج بیشتری به نگهداری به خاطر فولینگ در مشعل ها دارند.

• ·        کنترل – جلوگیری از آلودگی هوا

نشر So₃ و NO_x به دلیل بعضی مسائل می باشد. مقررات و قوانین زیست محیطی باعث می شود که تجهیزات برای پاکیزگی جریان های گاز نصب گردند ( Scrubber و DENOX )

دورنمای تکنولوژی :

مقررات نشر در آینده شدیدتر خواهد شد در این مقرارت وضع شده نشر حدود ( ^mg/_mo3 1200-1300 ) بایستی به کمتر از ^kg/_tonglass1 ( ^mg/_m3 400 ) در سال 2010 برسد بعلاوه سیستم های رفع آلودگی ، نظیر دستگاه تصفیه گازهای کوره بلند ( Scrubber و DENOX ) مورد نیاز برای اجرای این مقررات  است .

احتراق مرسوم[1]

4-1 روش احتراق مرسوم            

 

 

در این روش سوخت گاز و هوا برای فرآیند احتراق مورد استفاده قرار می گیرند . برای تأمین دمای شعله مورد نیاز و به دست آوردن هزینه های انرژی قابل قبول ، هوا بایستی پیش گرم شود . در این قسمت موازنه انرژی و محاسبات گرمایی بر ای احتراق گاز ودر حالت های زیر در نظر گرفته می شود :

a)   بدون هیچ گونه گرم کردن

b)   با ریجنراتور

c)    با ریکوپراتور

d)   با ریجنراتور و پیش گرم نمودن خوراک

اصول کار ریجنراتور و ریکوپراتور در بخش مقدمه (2-2-3) توضیح داده شده است .

مشعل ها برای تزریق سوخت به کوره مورد استفاده قرار می گیرند . سوخت از طریق مشعل وارد کوره و سپس با هوای پیش گرم ترکیب می شود . به سبب دمای بالا و حضور سوخت و اکسیژن     ( در هوا ) مخلوط جرقه می زند . انرژی حاصل شده از این فعل وانفعال ، برای واکنش های شکل دهی شیشه و گرم کردن سوخت ،گرم کردن هوای لازم برای واکنش های گاز و انرژی گرمایی برای گرم کردن و واکنش های خوراک مصرف می گردد .و قسمت اعظم این انرژی به وسیله گازهای احتراق از کوره خارج می گردد . استفاده از ریجنراتور و ریکوپراتورها می تواند این گرما را حدود %55-65برایریجنراتورها و % 25-40 برای ریکوپراتورها بازیابی نماید و قسمت کوچکی نیز به وسیله پیش گرم خوراک بازیابی می گردد.

 

انتخاب معیارها

• طول عمر مورد انتظار

طول عمر نرمال برای کوره های شیشه مرسوم حدود 10 سال است که در نهایت خوردگی در خط تولید و یا خوردگی در ریجنراتورها باعث پایان عمر فیریکی کوره می شود .

اقتصادی : هزینه بالای انرژی در پایان عمر کوره به دلیل پرت زیاد انرژی و همچنین کاهش کیفیت شیشه تولیدی می تواند پایان عمر تولید باشد .

 

• نشر ( NO_x و سایر )

استفاده از کوره ذوب U-tern ، که احتیاج به طول شعله نسبتاً زیاد است ، باعث هدر رفتن انرژی زیادی می شود بنابراین سوختن آرام مورد نیاز است که می توان به وسیله تنظیم موقعیت و زاویه مشعل ها آن را بهبود داد . این طول بلند شعله باعث کاهش دمای شعله ( به دلیل مقدار افزایش تشعشع ) و غلظت اکسیژن موضعی شده و از این رو کاهش تشکیل NO_x را به دنبال دارد. انتشار SO₂ در کوره های با سوخت گازی بسیار کمتر می باشد . به دلیل اینکه مقدار سولفور گاز تقریباٌ در حد صفر است . بیشتر نشر SO₂ به دلیل فرآیند تصفیه Na₂SO₄ است .

نشر گرد و غبار همچنین به دلیل چگالش بخارات خوراک ( تبخیر از ذوب شیشه ) و محصولات واکنش یا کری اور ذرات ریز مواد اولیه به وجود می آید . این گرد و غبار، کوره را همراه جریان گازها ترک می نماید .

 

 

 

 

 

                     

 

 

 

• ·        هزینه ها

مبلغ سرمایه گذاری :   

کوره های ذوب شیشه خیلی گران می باشند مخصوصاً کوره هایی که دارای ریجنراتور و ریکوپراتور می باشند . قیمت ریجنراتور به تنهایی تقریباً برابر با ارزش خود کوره می باشد . اما این هزینه در کوره های بزرگتر نسبتاً کمتر می باشد . به دلیل هزینه بالای سرمایه گذاری ریجنراتورها معمولاً در کوره های ذوب با تناژ بیشتر از 100 تن در روز به کار گرفته می شوند .

 

• ·        انرژی

موازنه انرژی ( 4-5 ) برای تعیین انرژی مورد نیاز برای ذوب شیشه های مظروف می باشد. میزان انرژی مورد نیاز ذوب شیشه Mw 4/15 برای تولید 250 تن در روز می باشد. ( % 0ری سایکل خرده شیشه ، % 3 آب و 1/1  n =  و 60 درصد بازگشت انرژی از گازهای حاصل از احتراق است ).

• ·        کنترل جلوگیری از آلودگی هوا

نشر NO_x باعث به وجود آمدن مشکلات زیست محیطی می گردد . بهترین راه حل جدایش NO_x از گازهای احتراق با NH₃ ( SNCR / SCR ) یا روش 3R است که در حال حاضر خیلی گران هستند و شرکت های تولید کننده شیشه تلاش می کنند نشر NO_x را به وسیله کاهش دمای ماکزیمم شعله کنترل نمایند .

• ·        دور نما ي [3] تکنولوژی

در آینده مقررات زیست محیطی سخت تر خواهد شد ( 3-3-6 ) . وبایستی با استفاده از روش های حذف، NO_x به وجود آمده   ( ^mg/_m3 1600-4000 ) را به حدود ^kg/_{ton glass} 1 ویا 225^mg/_m3 )کاهش داد.با توجه به مقرراتی که اعمال خواهد شد در سال 2010  سیستم های پاکیزگی جهت جلوگیری از نشر ( مثل DENOX ) مورد نیاز خواهد بود.وباتوجه به اینکه قیمت انرژی در آینده افزایش خواهد یافت بنابراین عملیات در این نوع کوره ها بسیار گران قیمت تر از کوره های حال حاضر خواهد بود

نشرآلاینده ها:

    در مدت فرآیند ذوب اجزاء ناخواسته در هوا انتشار می یابند این انتشارها دارای منابع مختلفی  هستند . مهمترین این نشریابنده ها SO_x و NO _x و مواد سنگین فلزی و فلورید ها می باشند .

 

3-3-1 نشر NO_x

اکسید نیتروژن در طی احتراق تشکیل می گردد. اکسیژن در واکنش با نیتروژن موجود در گاز یا هوا قرار می گیرد و این واکنش تنها در دماهای بالا ( °C 1350 ) اتفاق می افتد بعلاوه عامل دیگر انتشار NO_x هنگامی است که در بچ از نیترات ها استفاده می شود و نیترات ها اغلب از اکسیدهای بچ حاصل می شوند .

 

3-3-2 نشر SO_x

اکسیدهای سولفوریک تقریباً از تمامی کوره های شیشه نشر می یابند . نسبت So₂/So₃ حدود 10 به 1 است. So_x عمدتاً در هنگام پالایش (از سولفات سدیم) و از مواد حاوی سولفور در مواد اولیه و سوخت به وجود می آید. سولفور همراه گاز خروجی به صورت ذرات سولفات نظیر Na₂So₄  و K₂So₄ و So₂ و So₃ و همچنین به صورت H₂So₄ در زیر دمای °C 200 وجود دارد .

 

3-3-3 ذرات گرد و غبار (کری اور)

این ذرات عمدتاً از چگالش تبخیرات حاصل از فرایند ذوب شیشه به عنوان کری اور و محصولات واکنش و در هنگام سرد شدن جریانهای گازها به وجود می آیند . ذرات چگالش یافته را به عنوان مثال می توان از سولفات سدیم، اکسیدهای سرب، بورات سدیم، بورات پتاسیم و سولفات پتاسیم نام برد. دراستفاده از سوخت های مایع ممکن است اکسیدهای نیکل، وانادیم نیز بوجود آید . در هنگام تولید شیشه های مظروف ، جزء های سدیم در سایزهای بزرگ تر از ذرات نیز نشر می یابند.

 

3-3-4 کلریدها و فلوریدها

کلریدها عمدتاً به صورت اسید کلریدریک درجریان گاز موجود می باشند. منبع کلریدها        کربنات سدیم سنتزی و مقادیر کمی در دولومیت و یا خرده شیشه است.

فلوریدها عمدتاً به صورت HF و بعضی اوقات به صورت H₂SiF₁ موجود می باشند. مواد اولیه معدنی اغلب شامل مواد معدنی فلورین می باشد. CaF₂ نیز به عنوان تقویت کننده ذوب در این محدوده استفاده می شود.

 

3-3-5 فلزات سنگین

این نشر های مهم در کوره های مظروف بخاطر وجود سرب و همچنین وجود وانادیم و نیکل در سوخت های مایع و احتمال وجود Seo₂  و ترکیبات آرسنیک در گاز های خروجی اتفاق می افتد. این ترکیبات به صورت گازی در دمای گاز های خروجی موجود می باشند. در این مسایل بایستی این ترکیبات از گاز خروجی زدایش شوند که این امر به وسیله فیلتر میسر است.

 

 

این کوره ها دارای یک یا دو ریکوپراتور هستند. ریکوپراتور یک تبادلگر حرارتی برای انتقال مستقیم گرما به هوای احتراق به صورت همسو یا ناهمسو است. اساس کار این تبادلگر ها تشعشع است که این تبادلگر ها به تبادلگر های ریکوپراتوری تشعشعی معروف هستند. هوای احتراق تا حدود 600 تا 800 درجه سانتی گراد پیش گرم می شود و دما نمی تواند بالاتر از این حد برود به دلیل اینکه فلزات و آلیاژها تحمل دمای بالاتر از آن را  ندارند و از طرفی دیگر استفاده از آلیاژهای با مقاومت حرارتی بالا نیز مقرون به صرفه اقتصادی نمی باشند . 

كوره ذوب

    كه ارتفاع آن در حدود 1 الي 5/2 متر مي باشد مواد مورد استفاده در اين قسمت بستگي به روش هاي گرم كردن و كوره ذوب شامل تانك ذوب و اسكلت كوره است ، در تانك ذوب ، شيشه ذوب شده ، هموژن و ريفاينينگ مي گردد و طول كوره ها بين8 تا 40 متر و عرض 5 تا 15 متر وعمق آنها 6/0 تا 4/1 متر است و مواد مصرفی  معمولاً AZS است و  ساختار بالائي كوره Super Structure ناميده می شود  نوع شيشه توليدي دارد .

 

   ذوب شيشه با استفاده از تكنيك هاي گرمايشي متفاوتي انجام مي گيرد.در اين تحقيق ما بروي  سيستم هاي گرمايشي مرسوم با شعله آزاد (احتراق گاز،گازوئيل و سوخت اكسيژن ) و تكنيك هايي نظير تكنولوژي تيوب تشعشعي تمركز نموده ايم.

   مهمترين معيار در ملاحظات انجام شده بازده انرژي، قيمت ها، نگه داري، مواد انتخابي، طراحي كوره و تجهيزات، عمر مورد انتظار كوره، نشر ها و تكنيك هاي گرمايي در آينده مي باشد.

استفاده از موازنه انرژي بر روي تمامي كوره با انرژي هاي مورد نياز براي هر روش گرمايي تخمين زده شده است. همچنين انتقال حرارت از مشعل به مذاب مورد آناليزقرار گرفته شده است كه اين          آناليز شامل نسبت جريان سوخت/ هوا ،دماي كوره،سطح تيوب تشعشعي مورد نياز مي باشد.

   فايده يا عدم فايده تكنيك هاي گرمايي مورد ارزيابي قرار گرفته شده است كه بر پايه اطلاعاتي كه از محاسبات انجام شده است، مي باشد.

   ذوب شيشه مي تواند با سيستم هاي گرمايشي گازي، گازوئيلي و يا سوخت اكسيژني انجام پذيردكه برتري در اين سه سيستم با سوخت اكسيژني[1] با نشر NO_x كم است.(  كه مقدار آن%80 كمتر از كوره هاي گاز سوز مرسوم است) و نشر گرد و غبار[2] كمتر ( در حدود% 20 كمتر) است.

   مشعل هاي اكسيژن سوز در آينده مورد توجه بيشتري قرار خواهند گرفت كه اين امر بدليل نشر كمتر آن هاست ولي مهمترين مشكل آنها به هزينه هاي بالاي تهيه اكسيژن باز مي گردد.

  احتراق با سوخت گازوئيل %10 ارزانتر از احتراق با سوخت گاز است. اما مقدار زیادی SO_x  ساتع مي نمايد.

   تكنولوژي تيوب تشعشعي كه تكنيك اميد بخشي در آينده است. هم اكنون تحقيقات وسيعي بروي آنها در حال انجام است .اين تحقيقات براي يافتن موادي كه در ساختار متخلخل اين مشعل ها استفاده مي شود برای بهبود تحمل پذيري آنها در برابر گرما می باشد. همچنين تنش هاي مكانيكي تيوب هاي  حایز اهمیت است. در اين مورد قيمت هاي انرژي براي كوره هاي گاز سوز     % 19 با لاتر است.

نوع	رسوبات خالص سولفات	افزایشCao ومقادیر Mgo	افزایش SiO2, مقدار بالا Al2O3 و Cao,MgO	مقدار بالا Al2O3,SiO2
					شماره نمونه	5	4	5	5
SiO2	1.54±1.61	1.63±1.21	4.77±6.75	11.19±6.75
Al2O3	0.54±.53	0.99±0.77	2.25±1.94	4.27±3.10
TiO2	.01±.005	0.01±0.01	0.09	0.12
Fe2O3	0.1±.08	0.25±0.23	0.48±0.38	1.69±1.62
CaO	1.7±0.49	6.42±1.92	11.42±3.47	5.45±5.19
MgO	0.97±0.57	2.76±1.35	10.52±3.2	9.4±10.28
Na2O	36.72±4.5	27.76±4.51	15.87±7.01	21.24±6.74
K2O	4.83±3.8	5.74±4.93	0.75±0.28	2.72±3.21
SO3	53.25±2.44	53.95±1.9	47.88±4.88	42.04±7.71
Loss On Ignition	1.38	0.36±0.39	1.1	1.05
Dissolved in water,%in Leaching liquid	97.6±1.76	94.1±2.65	64.6±8.54	69.6±17.11
K2O	5.35±6.58	7.1±4.25	1.21±1.4	0.55±0.21
Na2O	32.29±7.32	25.74±2.74	24.25±6.25	22.12±0.74
SO3	54.28±2.10	51.7±2.7	42.4±8.91	46.8
CaO	0.87	5.65	6.15±0.78	5
MgO	0.6	2±1.05	1.34±4.7	-

ریجنراتور:

کار ریجنراتور عبارت است از پیش گرم نمودن هوای ثانویه برای فرایند احتراق با استفاده از گرمای موجود در گاز های حاصل از احتراق جهت دسترسی به درجه حرارت بالا برای شعله.

گرم نمودن هوای احتراق نیاز به مقدار زیادی انرژی دارد.درجه حرارت گاز های خروجی از کوره حدوداC ً°  1550است،از قرن19 تاکنون شیشه سازانمیل سرشاری به صرفه جویی انرژی داشته اند که در گاز های خروجی از کوره یافت می شود وبرای پیش گرم کردن هوای احتراق بسیار مناسب می باشد.

به همین منظور ریجنراتورها با آجرهای داخلی خود که چکر نامیده می شوند و در دو طرف کوره به صورت یک مجموعه قرار دارند،نصب شده اند،هوای احتراق و گازهای حاصل از احتراق از طریق این چکر ها به نوبت می گذرند .هوای احتراق بدینوسیله گرم و داغ گشته و گازهای حاصل از احتراق با گذشتن از چکر های مقابل حرارت خود را به آجرهای موجود می سپارند و تا حدود 550درجه سانتیگراد سرد میگردد بطوریکه نزدیک به 3/2 گرمای خود را به آجرهای داخل ریجنراتور منتقل می نمایند.درسیکل بعدی درست عمل عکس در کوره اتفاق میافتد.بدین شکل که درجه حرارت هوای احتراق ورودی به کوره از طریق پورت ها می تواند به حدود 1000 درجه سانتیگراد و بیشتر برسد واضح است که این امر سبب کاهش مصرف انرژی مورد نیاز برای عمل

احتراق خواهد شد و از جانبی درجه حرارت گاز های خروجی کاهش می یابد.عمل تعویض سیکل احتراق هر 20 دقیقه یکبار اتفاق می افتد

 

 

 

 راندمان ریجنراتورها را می توان با محاسبه نسبت انرژی بازیافتی و انرژی اضافی موجود در گازهای احتراق بدست آورد بهسازی راندمان ریجنراتورها منتهی به صرفه جویی در مصرف سوخت و یا افزایش سرعت ذوب کوره خواهد شد و به عکس کاهش این راندمان منتهی به افزایش مصرف سوخت و پایین آمدن کیفیت شیشه خواهد شد در خلال  کل عمر کوره ریجنراتورها بدلیل تعویض متناوب عبور دود و هوای سوخت همیشه در معرض مواد خورنده مانند کربنات ها و سولفات ها هستند در اکثر کوره های ریجنراتوری چه سایدپورت و چه اند پورت متلاشی شدن لایه های چکر ها باعث متوقف شدن و یا موجب هزینه های گزاف تعمیرات نیمه اساسی کوره میشوند به همین جهت در طی سالیان همیشه شاهد پدیده های جدیدی از نظر نوع ردیف چینی چکرها و تغییر نوع دیرگدازها بوده ایم در طاق و دیواره های اتاقک ریجنراتور ها در قسمت فوقانی از آجرهای فورستریت باmgo 55% و یا منیزیتی mgo98% استفاده می شود همچنین لایه های فوقانی چکر ها از آجر های منیزیتی استفاده می شود که در مقابل قلیایی ها برخواسته از سطح بچ مقاومت قابل توجهی از خود نشان داده و تجربه شده اند.البته در بعضی طراحی ها از آجرهای شبه سیلیسی نیز استفاده شده است.لعابدار شدن سطح این آجرها در اثر برخورد سرباره ها و کاهش نفوذ پذیری آنها از مزایای این آجرها می باشند.منطقه میانی چکر و دیواره ریجنراتور از آجرهای کروک-منیزیتی استفاده میشود گاهی در دیواره های این مناطق از آجرهای مولایتی نیز استفاده می شود البته بدلیل آلودگی های مربوط به کروم این نوع در مناطقی که قوانین محیط زیستی رعایت می شود کمتر مورد استفاده قرار می گیرد لایه های تحتانی عمدتاً از آجرهای شاموتی با 42 تا 45 درصد  Al₂O₃  استفاده می شود رایدرارچ ها نیز آجرهایی هستند که چکر ها بر روی آنها چیده می شوند از نوع لایه اخر چکر انتخاب میشوند.مسیر دود هم می تواند از آجرهای 25% آلومین باشد.

قابل ذکر است ایزولاسیون ریجنراتورها می تواند راندمانحرارتی بازیافتی را درحد قابل توجهی بالا ببرد، به همین جهت همیشه دو لایه ایزوله برای آنها در نظر گرفته می شود.از نظر سیستم آجر چینی چکرها هم ار انواع مختلفی ارائه شده که میتوان از نوع سبدی،استانداردیا قراردادی چیمنی بلوک صلیبی و...نامبرد .انهدام چکر ها موجب شده طراحان و سازندگان این نوع دیرگدازها پارامترهایی چون مقاومت آجر در مقابل حمله قلیایی ها ،دیرگدازی خوب،شوک پذیری در شوک های بسیار زیاد ،کم کردن ضخامت جهت گرماگیری بیشتر ،غیرقابل نفوذ شدن سطح چکر ها و تحمل بار در دمای بالا را در نظر گرفته و جهت بهبود این وضعیت این قسمت که نقش مهمی در عمره کوره دارد فراورده جدیدی ارائه نمایند.از نظر سیستم ریدف چینی چکرها سعی شده سیستم به صورت جعبه ای و بسته طراحی و ساخته شود تا کمتر جا به جایی قطعات دیرگداز در چکرها داشته باشیم که این روش قدم مثبتی بود.مشخصات یک نوع آجرچینی چکر ها با آنالیز از بالا تا پایین چکر ها بصورت زیر است:

 

 

 

   در اخرین ردیف ها نیز آجرهای شاموتی با آنالیز 42 تا 45% Al₂O₃ میباشد.

سیستم صلیبی یا کرسی فرم نوع جدیدی از آجرهای چکرها هستند که علاوه بردیر گدازی بالا به صورت فیوزکست تهیه شدهاند و سطح آنها بسیار صاف می باشد تا سرباره های برخاسته از بچ هنگام عبور از حفره های چکر ها احتمال چسبیدن و جمع شدن در حفره ها را ندارند و این نقطه مثبتی در طراحی به شمار میرود. ولی احتمال کم شدن شوک پذیری زیاد است .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

تصاویر مربوط به چکرها

 

خوردگی شبکه بازیافت^[1]

کنترل خوردگی آجرهای شبکه بازیافت حرارتی کوره ،به دلیل آنکه این شبکه در مسیر تنفس کوره قرار داشته و گرفتگی آن می تواند مشکلات جدی برای تولید و ادامه کار کوره پیدا کند ،اهمیت ویژه ای دارد .در کوره های ذوب شیشه در ایران بیشترین نوع اشتباه در نوع آجرچینی و جنس آجرهای این ناحیه وجود داشت ،به تدریج پیروی از الگوهای قدیمی منسوخ می گردد.مهمترین عوامل خوردگی در این ناحیه عبارتند از:

1-فرابری یا گرد و خاک و بخارات حاصل از خوراک کوره که میزان آن بستگی به دانه بندب مواداولیه ،رطوبت آن،شکل تغذیه و شارژ ،زاویه مشعل ها و... دارد.عدم وجود کنترل روی این عامل مهم خوردگی،بزرگترین نقطه ضعف فعلی کوره های ذوب شیشه است.عوامل مهم در فرابری عبارتند از ذرات کلوئیدی مثل CaO,MgO,SiO2 و نیز بخارات سولفات سدیم می باشند.

2- ناخالصی های سوخت: در سوخت مایع خصوصاً مازوت مصرفی اکثر کوره ها وجود گوگرد واکسیدهای V2O5,SO2,NiO نقش مهم تخریب اتصالات و پیوندهای موجود در بدنه آجر را دارند کنترل سوخت مصرفی برای تعیین یک حد استاندارد قابل قبول برای این عوامل تخریبی اهمیت زیادی دارد .V2O5 در دمای حدود 1200درجه سانتی گراد خاصیت اسیدی زیادی داشته و میل ترکیبی زیادی با CaO وMgO و تشکیل وانادات آنها را دارد .این اکسی کاتالیزور تبدیل SO2 به SO3 نیز می باشد که SO3 نیز در دماهای بالاتر ازC °600 میل ترکیبی اش با CaO و MgO زیاد بوده و آنها را به سولفات تبدیل می کند.

البته عوامل فیزیکی مثل توزیع دما در شبکه بازیافت ، شکل ایزولاسیون و چیدن آجرها نیز پارامترهای ثانویه در تخریب آجرهای  این ناحیه هستند . هم اکنون برای از بین بردن این مشکل از روش دمیدن هوای گرم از قسمت زیرین شبکه بازیافت جهت ذوب و فروریزش سولفات های کندانس شده مابین آجرها جهت باز شدن مسیر های هوا استفاده می گردد در بعضی از شرکت ها نیز با تغییر زمان ریورسال اقدام به بازنمودن مسیر هوا که منجر به ریزش سولفات ها است میشود که این عمل باعث تغییر منحنی دمایی در داخل شبکه بازیافت شده و مواد کندانس شده ریزش مینمایندزمان ریورسال عمدتا برای هر طرف بیست دقیقه در حالت نرمال در نظر گرفته شده است که در زمان باز نمودن چکرها به 30 دقیقه برای یک طرف و 15 دقیقه برای طرف دیگر در نظر گرفته میشود بایستی در زمان تغییر زمان ریورسال بادقت تمامی قسمت ها ی ریجنراتور را زیر نظر داشت تا صدمه ای به چکرها و ریجنراتور وارد نشود این عمل عمدتا زمانی انجام میگیرد که گرفتگی در قسمت های بالای چکرها باشد در صورتی که گرفتگی پایین چکر ها باشد یا بعد از تغییر زمان ریورسال که باعث پایین امدن کری اور ها به قسمت پایینی میشود از قسمت زیرین (زیر رایدرارچها)اقدام به مشعل گذاری میگردد.در طراحی های جدید آجرچینی داخل شبکه به گونه ای انجام میگردد تا فاصله بین آجرها بیشتر شود تا امکان گرفتگی مسیر کمتر پیش آید و البته این کار منجر به پرت بیشتر حرارت میشود ولی از طرفی گرمای حاصل از دود را قبل از خروج دود از دودکش بوسیله یک بویلر جهت مصارف گوناگون جذب می نمایند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        

 

 

 

 

 

 

 

شکل1 گرفتگی چکرهاسایه از زیر رایدر ارچ ها ،شکل2 پس از باز شدن چکرها عکس از زیر رایدر ارچ ها شکل3 چکرها از بالا پس از دفورمه شدن

 

 

اقدام به مشعل گذاری جهت تخلیه کری اور موجود در بین چکرها از طریق قرار دادن مشعل در زیر رایدرارچ ها

 

 

 

 

 

وظیفه واحد آماده سازی مواد اولیه اینستکه مواد اولیه ای  را که به موجب فرمول شیمیایی شیشه پیش بینی گردیده است جهت خوراک دادن به کوره تهیه نماید .به منظور تهیه مواد اولیه مناسب واحد آماده سازی بایستی بسیاری از جنبه های کنترل کیفی مواد اولیه که به کارخانه تحویل گردیده ذخیره سازی و جا به جایی آنها ،توزین و اختلاط تا ذخیره سازی و تحویل آن به کوره زیر نظر داشته و ملاحظات و دقت های لازم را در مورد آن مبذول دارد .مدیریت تولید بایستی به دقت ترکیبات مواد اولیه ،دانه بندی و رطوبت مواد اولیه را جهت تامین نیاز های تولید با کیفیت بالا زیر نظر داشته باشد همچنین لازم است مدیریت تولید اطلاعات بدست آمده از تولید را جهت اصلاح دقیق مشخصات مواد اولیه به واحد مواد اولیه فید بک نماید تا از ثبات ترکیبات مواد اولیه اطمینان حاصل شود.

خواص فیزیکی و شیمیایی مواد اولیه تولید شیشه فلوت و نقش آن در شیشه:

براساس ترکیبات شیمیایی شیشه فلوت و نیاز های شکل دهی آن با توجه به قیمت ،فراوانی منابع و غیره مواد اولیه معمولاً از چهار ماده معدنی سیلیس ، فلدسپار ،دولومیت و آهک و ماده شیمیایی کربنات سدیم که به صورت صنعتی تولید می گردد تشکیل یافته در شیشه فلوت مورد مصرف قرار می گیرند. علاوه بر آن به مقدار کمی نیز سولفات سدیم و پودر زغال به عنوان مواد کمکی نیز مصرف می شوند .ضمناً حداکثر استفاده از شیشه خرده برگشتی  از خط تولید جهت کاهش دادن هزینه تولید و نیز افزایش بازدهی شیشه به عمل می آید خواص و نقش هریک از مواد در شیشه توضیح داده خواهد شد.

 

طبیعت قلع: قلع مذاب محیطی است که بایستی بار شیشه را تحمل نماید و شیشه به تدریج روی آن سرد گردیده و تشکیل ورقه شیشه را می دهد .در این فرایند قلع همیشه در تماس با شیشه می باشد و نقش مهمی را ایفاء می نماید. قلع فلزی است بارنگ سفید نقره ای و دارای سطحی براق می باشد.قلع دارای سه نوع کریستال است قلع خاکستری (قلع α)،قلع سفید(قلع )وقلع عدسی (قلع ) .قلع سفید در درجات حرارت C ° 160-18 پایدار است.زیر درجه حرارت C °18 به تدریج به قلع خاکستری و سپس به پودر سفید تبدیل می گردد این پدیده به اپیدمی قلع معروف است.به منظور پرهیز از این پدیده توصیه می شود قلع را در درجه حرارت بالای C °18 انبار نگهداری نمایند. 

به سبب شرایط خاص شکل دهی ،شیشه فلوت نیازمند ترکیبات شیمیایی خاصی است .برای مثال اتمسفر حمام قلع بایستی احیاء کننده باشد این بدان معناست که شیشه نبایستی خود دارای اکسید های عناصر احیاء کننده مانند آرسنیک ،سرب،آنتیموان و مس و غیره باشد. این اکسید ها به سرعت در حمام قلع احیاء گردیده و عناصر فلزی آزاد می نمایند و یا شیشه شفافیت خود را از دست می دهد .بعلاوه اکسید سولفور در اتمسفر حمام قلع با آهن شیشه ترکیب گردیده و تشکیل سولفاید آهن می دهد .بعلاوه اکسید در اتمسفر حمام قلع با آهن شیشه ترکیب گردیده که شیشه را به سمت رنگ سبز می برد که در نتیجه آن عبور نور از آن کاهش می یابد بنابراین محتوی Fe2O3 در شیشه نبایستی بیش از 1/0 % باشد.

 به منظور شتاب بخشیدن به سرعت کشش شیشه فلوت توصیه میشود مقادیر اکسیدهای به شکل ذیل لحاظ گردد:

1-نگه داری CaO در مقدار بالا:

CaO یکی از اجزاء اصلی شیشه می باشد که می تواند سرعت ذوب را بالا برده و مقاومت شیمیایی مکانیکی شیشه را بهبود ببخشد.با وجود اینکه CaO شیشه را به سمت کریستالیزاسیون هدایت می کند تحت شرایط دما بالا CaO می تواند ویسکوزیته شیشه و بوجود آوردن شرایط مطلوب برای سرعت های بالای کشش نوار شیشه می باشد تحت شرایط دما پایین CaO در شیشه نبایستی خیلی بالا باشد اگر مقدار آن بالای 10%باشد باعث افزایش شکنندگی در شیشه و کاهش استحکام مکانیکی در شیشه میشود.

2- نگهداری MgO در مقدار متوسط:

MgO می تواند پایداری شیمیایی و استحکام مکانیکی شیشه را بهبود و روال کریستالیزاسیون را کاهش دهد و همچنین پایداری حرارتی را بهبود می بخشد .وقتی دما بالا تر از°C1200 باشد قادر به کاهش ویسکوزیته شیشه است وقتی دما مابین °C 1200-°C900 باشد باعث افزایش ویسکوزیته و هنگامی که دما کمتر از °C900 است می تواند ویسکوزیته شیشه را کاهش دهد.

3- نگهداری Al2O3 در مقدارپایین:

Al2O3 قادر به کاهش روال کریستالیزاسیون است و سرعت کریستالیزاسیون ،ضریب انبساط حرارتی شیشه بخاطر پایداری حرارتی و استحکام مکانیکی بهبود می یابد.اما اگر Al2O3 بالا باشد دیگر قادر  به ذوب و زمان پالایش صحیحی نخواهیم بود این مساله برای استحکام مذاب شیشه بدلیل افزایش ویسکوزیته مضر خواهد بود.

4-نگهداری آهن در مقدار کم:

اکسید فریک یک نوع از ناخالصی ها می باشد و باعث رنگی شدن شیشه می گردد ،FeO باعث فیروزه ای[1] شدن شیشه می گردد Fe2O3 شیشه رازرد مایل به سبز[2]می سازدوFe3O4 شیشه را سبز رنگ می کند به طور عمومی Fe در شیشه به صورت Fe2O3 و FeO موجود است . FeOتاثیر بالایی در رنگ نسبت به Fe2O3 دارا می باشد بویژه در فرایند فورمینگ زیرا H2 نیز وجود دارد

 

بنابراین مقدار Fe در شیشه فلوت بایستی دقیق تر مد نظر باشد. در نهایت مقدار Al2O3 نبایستی بالاتر از 8/1% باشد مقدار CaOوMgO بایستی از شیشه غیر فلوت بالاتر و مساوی یا بزرگتر از 12 در صد باشد و در نهایت اکسید فریک نبایستی از 15/0% تجاوز کند.

 

ابتدا ببینیم شیشه ضد گلوله چگونه اختراع شد:نخستین بار یک شیمیدان فرانسوی به نام "بندیکتوس " در اوایل قرن بیستم بر اثر یک تصادف جالب توانست تکنیک اولیه ساخت نوعی شیشه نشکن و مقاوم را بدست آورد . او روزی در آزمایشگاه خود مشغول جابجا کردن تعدادی از بطریهای حاوی مواد شیمیایی بود که ناگهان یکی از آنها از ارتفاع زیاد به زمین افتاد . وی با کمال تعجب مشاهده کرد که بطری شیشه ای با اینکه یک لیتر گنجایش داشت و سنگین هم بود در برخورد با کف آزمایشگاه نشکست .

"بندیکتوس " شیشه را مورد بررسی قرار داده و متوجه شد که محتوی شیشه محلول سلولزی بوده که به مرور زمان تبخیر شده و فقط قشر نازکیاز آن روی بدنه داخلی بطری رسوب کرده و همین رسوبات مانع شکستن شیشه شده است...!!

راز شیشه های ضدگلوله پلاستیک است که شیشه چند لایه گفته می شود و لایه هایی از پلاستیک و شیشه است و از شیشه های معمولی ضخیم تر و پلاستیک درون لایه ها معمولاً از مواد کربن دار می باشد.این شیشه ضخیم ولی شفاف است. وقتی گلوله به شیشه ضد گلوله پرتاب می شود اولین لایه شیشه سوراخ می شود ولی لایه پلاستیکی فشار گلوله را می گیرد و آن را متوقف می کند به این ترتیب گلوله نمی تواند به آخرین لایه شیشه برسد.این نوع شیشه شامل چهار لایه 6 میلی‌متری و دو لایه پلاستیک ضخیم است. در هر مورد ، ابتدا از طریق وصل کردن به خلاء ، هوای بین لایه‌‌ها را خارج کرده ، ضخامت شیشه و پلاستیک را به هم می‌جشبانند و بعد تحت فشار 13 اتمسفر در دمای °120C ، به مدت سه ساعت نگه می‌دارند تا لایه‌ها کاملا به همدیگر بچسبند. حال ببینیم مقاوم ترین شیشه ضد گلوله ساخت کجاست ؟در سال2005 نیروی هوایی امریکا اعلام کردماده شفاف و مستحكمی تولید كرده كه قادر است در برابر گلوله‌هایی كه می‌توانند سپر محافظ وسایط نقلیه زره پوش را سوراخ كنند مقاومت كند. این ماده كه از جنس اكسی نیترات آلومینیوم است و با نام تجاری آلون شناخته می‌شود می‌تواند جایگزین همه شیشه‌های كنونی در روی وسایط تقلیه زره پوش شود كه به وسیله نیروهای پلیس و ارتش مورد استفاده قرارمی‌گیرد.به نوشته هفته نامه نیو ساینتیست در جریان آزمایش این ماده در دانشگاه دیتن در اوهایو این شیشه جدید توانست در برابر گلوله‌های تفنگ دور زن روسی ام ‪ ۴۴كه كالیبر ‪ ۳۰دارد و تفنگ دورزن براونینگ كه دارای كالیبر ‪۵۰ است مقاومت كند.این شیشه همچنین در برابر رگبار گلوله‌های ضد سپر كه دارای كالیبر ‪۳۰ هستند مقاومت كرد.بد نیست بدانید که 6 ماه پیش کارخانه تولید شیشه ضد گلوله در شهرك صنعتی شمس‌آباد قم افتتاح شد.

 

شیشه ضد گلوله چیست؟

برچسب‌ها: شیشه ضد گلوله, شیشه ضد گلوله چگونه اختراع شد

1. استفاده ازبوراکسبه جای اکسید وکربنات سدیم (گدازآور) که دراثر حرارت به Na2O و B2O3 تجزیه می*شود و در واقع بجای هر دو مادهعمل می*کند.
2. استفاده ازنیترات سدیم NaNo3برای از بین بردن رنگ سبز شیشه (ناشی ازاکسید آهنکه همراه مواد دیگر وارد کوره می شود).
3. استفاده ازاکسید منگنزکه باعث مقاومت بیشتر در مقابل عوامل جوی وشفاف تر شدن شیشه می شود.
4. استفاده ازاکسید سرب PH3O4 , PbO به جای CaO برایساختن شیشه های مرغوب بلور و کریستال که باعث درخشندگی شیشه می*شوند.
5. برای ساختن کریستال مرغوب ازاکسید نقرهاستفاده می*کنند.
6. استفاده ازفلدسپارکه باعث مقاومت بهتر در مقابل مواد شیمیایی می شود.
7. برای اینکه شیشه در برابراسید فلوئوریدریکهم مقاوم باشد، ترکیباتی ازفسفاتبه آن می افزایند.
8. استفاده ازخرده شیشهکه به ذوب مواد سرعت بیشتری می دهد.
9. استفاده ازاکسید فلزاتبرای تهیه شیشه های رنگی.
10. اکسید سزیمبرای جذب اشعه زیر قرمز و اکسید بر برای ازدیاد مقاومتحرارتی مورد استفاده قرار می گیرند.

     
      شرایط مطلوب ذوب ایجاب می کند که مواد اولیه موجود در بچ در کمترین زمان ممکن در مذاب موجود در کوره حل و ادغام شوند. سرعت انحلال ذرات بچ و بویژه دانه های سیلیس تحت تاثیر اندازه دانه ها و همچنین دمای ذرات بچ و بویژه دانه های سیلیس تحت تاثیر اندازه دانه ها و همچنین دمای مذاب اطراف آنها قرار دارد. بدیهی است دانه های درشت تر مواد دیرتر از دانه های ریز آنها ذوب شوند. این مسئله بویژه در رابطه با مواد دیر ذوب شونده نظیر sio2 و Al2o3 مصداق دارد.
    
       معهذا بیش از حد نرم بودن مواد اولیه نیز ایراداتی را به همراه دارد. اولین تاثیر منفی آن فرابری ذرات نرم بداخل شبکه های چکر در ریجزاتور و انسداد مجاری عبور هوای احتراق و گازهای خروجی از کوره است.
       ذرات نرم سیلیس ( کمتر از 50 میکرون ) نیز باعث تشکیل کف سیلیسی در سطح مذاب می شود. این نوع کف به سختی در مذاب شیشه حل می شود. از آنجا که ضریب هدایت حرارتی لایه کف سیلیسی بسیار کمتر از مذاب شیشه است، در صورت تداوم می تواند منجر به افزایش کاذب دمای سقف کوره و کاهش دمای کف شود.
     اختلاف زیاد در اندازه ذرات مواد مختلف نیز مطلوب نیست، زیرا در چنین شرایطی دانه های ریز و درشت مواد هنگام انتقال به کوره از یکدیگر جدا شده و باعث بروز رگه های ناهمگن در مذاب می شود.

برچسب‌ها: تاثیر دانه بندی مواد اولیه در ذوب, کوره ذوب شیشه