Waarom zijn PSA-zuurstofinstallaties geschikter voor glasovens?

De glasproductie vereist een stabiele en zorgvuldig gecontroleerde warmtebron om grondstoffen te smelten, de vereiste glastemperatuur te handhaven en een consistente productie te ondersteunen. Of een fabriek containerglas, vlakglas, glasvezel, serviesgoed of speciaal glas produceert, de prestaties van de oven hebben rechtstreeks invloed op de productkwaliteit, het energieverbruik, de productiecapaciteit en de bedrijfskosten.

Traditionele glasovens maken gewoonlijk gebruik van lucht-brandstofverbranding, waarbij brandstof verbrandt met atmosferische lucht. De stikstof in de verbrandingslucht draagt ​​echter niet rechtstreeks bij aan de verbranding. Het absorbeert warmte en verlaat de oven als onderdeel van het uitlaatgas. Met zuurstof verrijkte verbranding kan dit proces veranderen door de zuurstofconcentratie die beschikbaar is voor brandstofoxidatie te verhogen, de hoeveelheid stikstof die met de verbrandingslucht wordt geïntroduceerd te verminderen en mogelijk de warmteoverdracht naar de glaspartij en de smelt te verbeteren.

Voor glasfabrikanten die zuurstoftoevoeropties overwegen, kan een on-site Pressure Swing Adsorption (PSA) zuurstofinstallatie een alternatief bieden voor het kopen van alle zuurstof bij externe leveranciers. Een goed ontworpen systeem produceert zuurstof uit perslucht en levert deze aan compatibele verbrandingsapparatuur, afhankelijk van de bedrijfsvereisten van de oven.

PSA-zuurstoffabrieken kunnen aantrekkelijk zijn voor bepaalde glasfabrieken omdat ze productie ter plaatse, operationele controle en een leveringsregeling bieden die kan worden afgestemd op de zuurstofbehoefte van de fabriek. De geschiktheid hangt echter af van de vereiste zuurstofstroom, zuiverheid, druk, ovenontwerp, branderconfiguratie, brandstoftype en de economie van het volledige verbrandingssysteem.

In dit artikel wordt uitgelegd waarom PSA-zuurstofinstallaties geschikt kunnen zijn voor glasovens, welke productieproblemen zuurstofondersteunde verbranding kan oplossen en wat fabrikanten moeten evalueren voordat ze ter plaatse een zuurstoftoevoersysteem implementeren.

Ondersteuning van efficiëntere brandstofverbranding

Het primaire doel van zuurstof in een glasoven is het ondersteunen van het verbrandingsproces. In een conventionele lucht-brandstofoven levert atmosferische lucht de zuurstof die nodig is voor de oxidatie van de brandstof, maar introduceert ook een grote hoeveelheid stikstof.

Stikstof neemt onder normale ovenomstandigheden niet significant deel aan de verbrandingsreactie. In plaats daarvan absorbeert het warmte en draagt ​​het bij aan het volume uitlaatgas dat door het ovensysteem moet worden beheerd.

Het verhogen van de zuurstofconcentratie die aan geschikte branders wordt toegevoerd, kan de hoeveelheid stikstof die met de verbrandingsstroom wordt geïntroduceerd, verminderen. Afhankelijk van het branderontwerp, de zuurstofconcentratie, de brandstof, de ovenconfiguratie en de bedrijfsomstandigheden kan dit de verbrandingsprestaties verbeteren en de warmteverdeling in de oven veranderen.

Potentiële voordelen voor de glasproductie

Er is meer zuurstof beschikbaar om de verbranding van brandstof te ondersteunen.

Er komt minder stikstof in het verbrandingsproces wanneer zuurstofverrijkte of op zuurstof gebaseerde verbranding een deel van de verbrandingslucht vervangt.

Het volume van de verbrandingsproducten kan afnemen, afhankelijk van de algehele verbrandingsopstelling.

De warmteoverdracht naar de glassmelt kan verbeteren onder geschikte ovenomstandigheden.

Ovenoperatoren krijgen nog een variabele om de verbrandingsprestaties te optimaliseren.

Deze effecten zijn niet automatisch. De werkelijke verbetering hangt af van de manier waarop zuurstof wordt geïntroduceerd, hoe de branders zijn ontworpen en hoe de oven wordt bediend. De zuurstofvoorziening moet daarom worden geïntegreerd met een verbrandingstechnische beoordeling en niet worden behandeld als een onafhankelijke upgrade van de apparatuur.

Het verminderen van het stikstofvolume dat de oven binnenkomt

Atmosferische lucht bevat ongeveer 21% zuurstof per volume, terwijl het grootste deel van de rest uit stikstof bestaat. Bij conventionele lucht-brandstofverbranding stroomt een aanzienlijke hoeveelheid stikstof door de oven zonder direct bij te dragen aan de brandstofoxidatie.

Wanneer een glasoven gebruik maakt van met zuurstof verrijkte verbranding, kan een deel van de stikstof die met de verbrandingslucht wordt geassocieerd, worden verdrongen door een hogere zuurstofconcentratie. Met een op de juiste manier ontworpen, op zuurstof gebaseerde verbranding kan de reductie aanzienlijker zijn.

Deze verandering heeft invloed op de thermische eigenschappen en de uitlaatgaseigenschappen van de oven.

Waarom stikstof belangrijk is in een glasoven

Stikstof die met de verbrandingslucht binnenkomt, moet worden verwarmd terwijl deze door de oven stroomt. De energie die wordt gebruikt om dit gas te verwarmen, is niet direct beschikbaar voor het smelten van de glaspartij.

Stikstof draagt ​​ook bij aan het uitlaatgasvolume. Afhankelijk van het ovenontwerp en de bedrijfsomstandigheden kunnen lagere verbrandingsgasvolumes de verwerking van rookgassen, warmteverliezen en de bedrijfsomstandigheden van stroomafwaartse uitlaatapparatuur beïnvloeden.

Voor een glasfabrikant kan het verminderen van de onnodige verwarming van verbrandingslucht een kans creëren om de thermische efficiëntie te verbeteren. De omvang van het voordeel hangt echter af van de basisoven, de zuurstofconcentratie, het brandstofverbruik, de overtollige zuurstof, de warmteterugwinning en andere procesvariabelen.

Bij een technische evaluatie moet het daadwerkelijke brandstofverbruik en de prestaties van de oven vóór en na de zuurstofverrijking worden vergeleken, in plaats van uit te gaan van een vaste besparing voor elke installatie.

Helpt glasovens te voldoen aan hoge en stabiele thermische eisen

Voor het smelten van glas zijn aanhoudend hoge temperaturen nodig. Grondstoffen moeten worden verwarmd, chemische reacties ondergaan en een homogene smelt vormen voordat het glas door raffinage-, conditionerings- en vormingsbewerkingen kan worden verplaatst.

Een oven moet de juiste thermische omstandigheden handhaven en tegelijkertijd omgaan met variaties in batchsamenstelling, productiesnelheid, glastype en bedrijfsschema.

Zuurstofondersteunde verbranding kan extra flexibiliteit bieden bij het beheren van de warmte-inbreng. Afhankelijk van het verbrandingssysteem kan zuurstofverrijking helpen de vlamtemperatuur te verhogen, de vlameigenschappen te wijzigen en de warmteverdeling in de oven te verbeteren.

Deze veranderingen kunnen nuttig zijn wanneer een fabrikant de smeltcapaciteit moet vergroten, een thermisch knelpunt moet aanpakken of een bestaande oven moet optimaliseren.

Toepassingen waarbij thermische controle belangrijk is

Containerglas:De productie van flessen en potten vereist stabiele smeltomstandigheden om een ​​consistente glaskwaliteit en continue vormbewerkingen te ondersteunen.

Vlak glas:De productie van floatglas is afhankelijk van het handhaven van de vereiste thermische omstandigheden en smeltkwaliteit gedurende het hele proces.

Glasvezel:De glassamenstelling en de stroomafwaartse vereisten voor vezelvorming kunnen specifieke eisen stellen aan de oventemperatuur en de homogeniteit van de smelt.

Speciaal glas:Bepaalde formuleringen vereisen een zorgvuldige controle van de smelt- en raffinageomstandigheden om de beoogde eigenschappen te bereiken.

De voordelen van zuurstofverrijking variëren tussen deze toepassingen. De vuurvaste materialen, de branderopstelling, de glaschemie en het bedrijfsprofiel van de oven moeten allemaal in aanmerking worden genomen bij het bepalen of zuurstofondersteunde verbranding geschikt is.

Zorgen voor een on-site zuurstofvoorziening voor continue productie

Glasovens werken vaak gedurende langere perioden continu. Een onderbreking in de brandstofverbranding of zuurstoftoevoer kan de stabiliteit van de oven, de productieplanning en de kwaliteit van het glas dat wordt vervaardigd beïnvloeden.

Fabrieken die aangekochte zuurstof gebruiken, moeten de leveringen coördineren, de juiste opslag onderhouden en ervoor zorgen dat de beschikbaarheid van het aanbod overeenkomt met de vraag van het verbrandingssysteem. Deze regelingen kunnen effectief zijn, maar kunnen ook logistieke afhankelijkheden met zich meebrengen.

Dankzij een PSA-zuurstoffabriek ter plaatse kan een glasfabriek zuurstof produceren, op voorwaarde dat de fabriek de juiste afmetingen heeft en is geconfigureerd voor de vereiste bedrijfsomstandigheden.

Operationele voordelen

Lokale productie:Zuurstof wordt in de fabriek gegenereerd en is niet volledig afhankelijk van leveringen.

Leveringsplanning:De productie kan worden afgestemd op het verwachte zuurstofverbruik van de oven.

Verminderde leveringsfrequentie:Afhankelijk van de systeemcapaciteit en de toevoerstrategie kan de routinematige afhankelijkheid van externe zuurstoftoevoer afnemen.

Grotere operationele zichtbaarheid:Operators kunnen de productieoutput, druk, zuiverheid en apparatuurstatus monitoren.

Meer directe coördinatie:De regeling voor de zuurstoftoevoer kan worden geïntegreerd met de verbrandingsregeling en het bedrijfsschema van de oven.

Productie ter plaatse garandeert geen ononderbroken beschikbaarheid van zuurstof. PSA-apparatuur vereist elektrische stroom, geschikte perslucht, onderhoud en passende bedrijfsomstandigheden. Een glasoven moet een gedefinieerde noodstrategie hebben voor apparatuurstoringen, stroomonderbrekingen of een vraag die het beschikbare aanbod overtreft.

Voor kritische continue processen zijn back-upzuurstofvoorzieningen en een technische beoordeling van de leveringsbetrouwbaarheid bijzonder belangrijk.

De zuurstofproductie afstemmen op het bedrijfsprofiel van de oven

Een glasoven verbruikt niet noodzakelijkerwijs onder alle bedrijfsomstandigheden dezelfde hoeveelheid zuurstof. De vraag kan veranderen afhankelijk van de productiesnelheid, branderinstellingen, oventemperatuur, glassamenstelling, onderhoudsactiviteiten en de mate van zuurstofverrijking.

Een PSA-zuurstofinstallatie kan worden ontworpen rond een gedefinieerd vraagprofiel, waardoor de fabriek een passende relatie kan leggen tussen de zuurstofproductie en de verbrandingsvereisten.

Het ontwerp moet echter rekening houden met zowel het normale verbruik als de bedrijfsomstandigheden die de piekvraag bepalen.

Belangrijke capaciteitsoverwegingen

Een veelgemaakte fout is het selecteren van een systeem dat alleen gebaseerd is op het gemiddelde zuurstofverbruik. Als de oven tijdens bepaalde bedrijfsomstandigheden een hoger debiet vereist, kan de zuurstoftoevoer een productiebeperking worden.

De tegenovergestelde fout is overmatig overdimensioneren. Een installatie die veel groter is dan de werkelijke behoefte, kan de kapitaalkosten verhogen en kan onder bepaalde omstandigheden inefficiënt werken.

De juiste capaciteit moet worden bepaald op basis van het gemeten of berekende zuurstofverbruik, de brandervereisten, de verwachte bedrijfsomstandigheden en een realistische inschatting van de toekomstige productiebehoeften.

Mogelijke vermindering van het brandstofverbruik

Het brandstofverbruik is een belangrijke bedrijfskostenpost bij de glasproductie. De energie die nodig is om glas te smelten hangt af van het ovenontwerp, de batchsamenstelling, de productiesnelheid, de warmteterugwinning, de verbrandingsefficiëntie, de bedrijfstemperatuur en vele andere factoren.

Zuurstofverrijking kan de thermische prestaties van sommige ovens verbeteren door de hoeveelheid stikstof die met de verbrandingslucht wordt geïntroduceerd te verminderen en de omstandigheden voor warmteoverdracht te veranderen. Onder geschikte omstandigheden kan dit de hoeveelheid brandstof verminderen die nodig is om een ​​bepaalde hoeveelheid glas te produceren.

Voor fabrikanten die PSA-zuurstof evalueren, is de juiste vergelijking echter niet alleen het brandstofverbruik voor en na het toevoegen van zuurstof.

De zuurstoffabriek zelf verbruikt elektriciteit. De compressor, luchtbehandelingsapparatuur, PSA-unit en hulpsystemen dragen allemaal bij aan de bedrijfskosten. Er kan ook extra apparatuur nodig zijn voor zuurstofopslag, drukregeling en distributie.

Evaluatie van het netto-energie-effect

Een zinvolle beoordeling moet het volgende omvatten:

Basisbrandstofverbruik per ton verkoopbaar glas.

Verwacht brandstofverbruik na zuurstofverrijking.

Zuurstofverbruik onder de voorgestelde verbrandingsregeling.

Elektriciteitsverbruik van de PSA-zuurstoffabriek.

Elektriciteit vereist door bijbehorende compressie- en hulpapparatuur.

Veranderingen in de uitlaatgascondities van de oven en warmteterugwinning.

Effecten op de productiesnelheid, glaskwaliteit en werking van de oven.

Onderhoudskosten en eventuele aanvullende apparatuurvereisten.

Het economische resultaat hangt af van de relatie tussen brandstofbesparing, elektriciteitsverbruik, zuurstofproductiekosten en eventuele verbeteringen in de ovenproductie.

Een glasfabrikant moet prestatieschattingen opvragen op basis van zijn feitelijke ovengegevens en de aannames waar mogelijk bevestigen door middel van inbedrijfstellingsmetingen of een gecontroleerde proef.

Ondersteuning van lagere uitlaatgasvolumes onder geschikte omstandigheden

Het uitlaatgasvolume is een belangrijke overweging bij de werking van de oven. Het volume en de samenstelling van het rookgas zijn van invloed op de kanalen, de uitlaatapparatuur, de warmteterugwinning en de omstandigheden waaronder de emissies worden gemonitord.

Wanneer zuurstofverrijking de hoeveelheid stikstof die in de verbranding terechtkomt, vermindert, kan het volume van de verbrandingsproducten afnemen. Het effect hangt af van de brandstof, de zuurstofconcentratie, de verbrandingsopstelling, de luchtinfiltratie, de overtollige zuurstof en de bedrijfsomstandigheden van de oven.

Mogelijke gevolgen zijn onder meer wijzigingen in:

Rookgasvolume en stroomkarakteristieken.

Warmte wordt afgevoerd via de uitlaat.

De bedrijfsomstandigheden van stroomafwaartse warmteterugwinningsapparatuur.

De thermische belasting van bepaalde onderdelen van het uitlaatsysteem.

Vereisten voor ovendruk en verbrandingscontrole.

Deze effecten vereisen een zorgvuldige technische evaluatie. Een lager rookgasvolume betekent niet automatisch dat elk uitlaatonderdeel kan worden verkleind of dat het bestaande uitlaatsysteem zonder aanpassingen correct zal functioneren.

Glasovens geven ook procesemissies vrij die verband houden met grondstoffen, inclusief gassen die worden gegenereerd tijdens batchreacties. Zuurstofverrijking elimineert deze bronnen niet. De emissieprestaties moeten gedurende het gehele productieproces worden geëvalueerd.

Kansen creëren om de productiviteit van ovens te verbeteren

Voor glasfabrikanten is de productiviteit nauw verbonden met de hoeveelheid verkoopbaar glas die in een bepaalde periode wordt geproduceerd, terwijl de vereiste kwaliteit behouden blijft.

Door zuurstof ondersteunde verbranding kan mogelijkheden creëren om de ovenproductiviteit te verbeteren waar de verbrandingsprestaties of de thermische capaciteit de productie beperken. Afhankelijk van het ontwerp van de oven kan zuurstofverrijking veranderingen in de warmte-inbreng en vlamkarakteristieken ondersteunen, waardoor de oven een hogere smeltsnelheid kan verwerken.

Extra zuurstof alleen kan echter geen hogere productiesnelheid garanderen. De productiviteit hangt af van de gecombineerde prestaties van smelten, raffineren, conditioneren, vormen, gloeien en stroomafwaartse verwerking.

Het verhogen van de smeltsnelheid zonder voldoende capaciteit elders kan het knelpunt eenvoudigweg naar een ander stadium verplaatsen.

Voordat een fabriek zuurstofverrijking gebruikt om de productie te verhogen, moet hij het volgende beoordelen:

Maximale duurzame smeltsnelheid.

Verblijftijd van glas en raffinagevereisten.

Temperatuurverdeling over de oven.

Brander- en verbrandingscontrolevermogen.

Vuurvaste temperatuur en slijtage.

Capaciteit van de voorhaard en vormlijn.

Productkwaliteit tegen het beoogde productietempo.

Effecten op de levensduur en onderhoudsintervallen van de oven.

Een gecontroleerd verbrandingsoptimalisatieprogramma kan helpen bepalen of zuurstofverrijking een praktisch productiviteitsvoordeel biedt zonder de glaskwaliteit of de ovenintegriteit in gevaar te brengen.

Verbetering van de verbrandingscontrole en operationele flexibiliteit

De glaskwaliteit hangt af van het handhaven van een geschikt evenwicht tussen oventemperatuur, warmteverdeling, glaschemie en productieomstandigheden.

Verbrandingsbeheersing is daarom een ​​belangrijk onderdeel van het ovenbeheer. Operators moeten de brandstof- en oxidanttoevoer aanpassen aan de procesvereisten en tegelijkertijd veilige bedrijfsomstandigheden handhaven.

Een zuurstoftoevoersysteem kan een extra variabele bieden voor het beheer van de verbranding. Wanneer het wordt geïntegreerd met geschikte branders, stroomregelaars, instrumentatie en ovenautomatisering, kan het operators helpen de zuurstoftoevoer aan te passen aan het beoogde bedrijfsprofiel.

Een PSA-zuurstoffabriek kan ook monitoringgegevens leveren over zijn eigen prestaties, inclusief uitgangsstroom, zuiverheid, druk en bedrijfsstatus, afhankelijk van de configuratie.

Niettemin vervullen de zuurstofinstallatie en het ovenbesturingssysteem verschillende functies. PSA-apparatuur genereert zuurstof binnen de bedrijfsspecificaties; het ovenbesturingssysteem beheert de verbranding volgens de procesvereisten.

Effectieve integratie vereist duidelijk gedefinieerde controleverantwoordelijkheden, passende instrumenten en waarborgen voor abnormale bedrijfsomstandigheden.

Inzicht in de relatie tussen zuurstofzuiverheid en ovenprestaties

PSA-zuurstofinstallaties scheiden zuurstof uit perslucht via een adsorptieproces. Hun uitvoerzuiverheid en productiecapaciteit zijn afhankelijk van het ontwerp van de apparatuur en de bedrijfsomstandigheden.

Voor glasoventoepassingen moet de vereiste zuurstofzuiverheid worden bepaald door de branderfabrikant, het verbrandingstechnische team en de prestatie-eisen van het project.

Een hogere zuurstofconcentratie kan de verbrandingseigenschappen veranderen, maar garandeert niet automatisch een beter ovenresultaat. De juiste zuurstofspecificatie is afhankelijk van de verbrandingstechnologie en de beoogde bedrijfsomstandigheden.

Bij het beoordelen van een PSA-fabriek op locatie moeten fabrikanten het volgende bevestigen:

Gegarandeerde zuurstofzuiverheid bij de vereiste productiesnelheid.

Nominale stroom bij de gespecificeerde zuiverheid.

Leveringsdruk en toegestane drukvariatie.

Toevoerluchtkwaliteit en milieueisen.

Energieverbruik bij representatieve bedrijfsomstandigheden.

Opstart- en bedrijfskenmerken.

Bewakings-, alarm- en onderhoudsvereisten.

De maximale geadverteerde stroom van een systeem mag niet worden beschouwd als de gegarandeerde opbrengst onder elke zuiverheids- en drukomstandigheid. Capaciteit, zuiverheid en energieverbruik moeten samen worden beoordeeld aan de hand van de door de leverancier gespecificeerde bedrijfsgegevens.

Beheren van de betrouwbaarheid van de zuurstoftoevoer in een continue oven

Een glasoven kan gedurende lange perioden continu in bedrijf zijn, waardoor de betrouwbaarheid van de zuurstoftoevoer een belangrijk technisch probleem is wanneer zuurstof wordt gebruikt als onderdeel van het verbrandingsproces.

Een PSA-systeem op locatie kan de blootstelling aan bepaalde leveringsgerelateerde risico's verminderen, maar de fabriek moet ook de risico's beheersen die verband houden met de productieapparatuur en ondersteunende nutsvoorzieningen.

Een volledige betrouwbaarheidsstrategie kan het volgende omvatten:

Preventief onderhoud:Geplande inspectie en onderhoud van compressoren, filters, kleppen, instrumenten en andere componenten helpen de prestaties op peil te houden.

Continue monitoring:Geschikte instrumenten kunnen abnormale zuurstofzuiverheid, druk, flow of apparatuurstatus identificeren.

Bufferopslag:Een goed ontworpen opslag kan helpen bij het beheersen van de kortetermijnverschillen tussen de zuurstofproductie en de vraag naar de oven.

Back-upvoorziening:Een reservebron kan zuurstof leveren wanneer het primaire systeem niet beschikbaar is of niet aan de vraag kan voldoen.

Energieplanning:De elektrische voeding en eventuele noodzakelijke back-upvoorzieningen moeten worden geëvalueerd op basis van het vereiste continuïteitsniveau.

Noodprocedures:Operators moeten weten hoe ze moeten reageren op apparatuuralarmen, veranderingen in de toevoerdruk, stroomonderbrekingen en andere abnormale omstandigheden.

De back-upregeling moet worden ontworpen rond de werkelijke zuurstofbehoefte van de oven en de tijd die nodig is om de primaire toevoer te herstellen. Een kleine reserve kan voor de ene toepassing voldoende zijn, maar voor een andere toepassing ontoereikend.

Rekening houdend met de zuurstoftoevoerkosten bij de glasproductie

De geschiktheid van een PSA-zuurstofinstallatie hangt af van zowel de technische prestaties als de economische haalbaarheid.

Een glasfabriek moet de totale kosten voor het ter plaatse produceren van zuurstof vergelijken met de kosten van alternatieve zuurstoftoevoervoorzieningen. De vergelijking moet de werkelijke zuiverheid, stroom, druk, beschikbaarheid en leveringsomstandigheden weerspiegelen die door de oven worden vereist.

Belangrijkste kostencomponenten

Voor fabrieken die momenteel zuurstof afnemen, vormt de geleverde zuurstofprijs een belangrijk uitgangspunt. Bij de analyse moet echter ook rekening worden gehouden met de transportkosten, opslagregelingen, leverbetrouwbaarheid en leveringscontractvoorwaarden.

Voor fabrieken die voor het eerst zuurstofverrijking overwegen, moet de evaluatie de investering in het verbrandingssysteem en het verwachte operationele effect op de oven omvatten.

Een compleet kostenmodel zou de kosten per ton verkoopbaar glas voor en na de voorgestelde verandering moeten vergelijken, in plaats van de zuurstofproductiekosten afzonderlijk te beschouwen.

Milieuoverwegingen: potentiële voordelen en beperkingen

Glasfabrikanten beoordelen het energieverbruik en de uitstoot steeds vaker als onderdeel van hun bedrijfsstrategie. Zuurstofondersteunde verbranding kan beide beïnvloeden, maar de uitkomst hangt af van de ovenconfiguratie en de algehele energiebalans.

Door het verminderen van de hoeveelheid stikstof die in het verbrandingsproces terechtkomt, kunnen bepaalde verbrandingsgasvolumes worden verminderd. Verbeterde thermische prestaties kunnen onder geschikte omstandigheden ook het brandstofverbruik verminderen.

Zonder metingen mogen echter geen milieuvoordelen worden aangenomen. De PSA-centrale verbruikt elektriciteit en de impact op het milieu van die elektriciteit hangt af van de manier waarop deze wordt opgewekt. De emissies van ovens zijn ook afhankelijk van het brandstoftype, de verbrandingstemperatuur, de chemie van de grondstoffen, de productiesnelheid en de apparatuur voor emissiecontrole.

De thermische NOx-vorming kan bijvoorbeeld worden beïnvloed door veranderingen in de vlamtemperatuur en de verbrandingsomstandigheden. Het eindresultaat is afhankelijk van de specifieke brandertechnologie en bedrijfsstrategie; Zuurstofverrijking mag niet automatisch worden omschreven als het elimineren van stikstofoxiden.

Bij een alomvattende milieubeoordeling moet rekening worden gehouden met het directe brandstofverbruik, het elektriciteitsverbruik, de relevante broeikasgasemissies, NOx, fijnstof, procesemissies en de prestaties van bestaande uitlaatgasbehandelingssystemen.

De meest bruikbare vergelijking is gebaseerd op geverifieerde emissie- en energiegegevens per ton verkoopbaar glas.

Installatie- en veiligheidsoverwegingen

Zuurstof ondersteunt de verbranding en kan ervoor zorgen dat materialen gemakkelijker ontbranden of intenser verbranden onder met zuurstof verrijkte omstandigheden. Daarom moet apparatuur voor de productie en distributie van zuurstof worden ontworpen en bediend met passende veiligheidsmaatregelen.

Glasfabrikanten moeten de volledige installatie beoordelen, inclusief de PSA-installatie, compressoren, opslagvaten, zuurstofleidingen, kleppen, drukregeling, branderaansluitingen en regelsystemen.

Belangrijke overwegingen zijn onder meer:

Geschikte materialen voor zuurstofservice.

Zuurstofcompatibele kleppen, afdichtingen en fittingen.

Netheid van zuurstofleidingen en componenten.

Preventie van olie- en vetverontreiniging in zuurstofapparatuur.

Geschikte drukbeschermings- en isolatievoorzieningen.

Voldoende ventilatie en toegang tot apparatuur.

Duidelijk gedefinieerde operationele en noodprocedures.

Training voor operators en onderhoudspersoneel.

Naleving van de toepasselijke eisen op het gebied van druksystemen, elektriciteit, brandveiligheid en zuurstofbehandeling.

Het zuurstofsysteem moet ook worden geïntegreerd met de verbrandingsbeveiligingen van de oven. Opstarten, uitschakelen, omstandigheden met laag debiet en abnormale verbrandingsgebeurtenissen vereisen procedures die consistent zijn met het ontwerp van de brander en de oven.

Vóór de inbedrijfstelling moet het projectteam de vereiste uitvoerprestaties, gaskwaliteit, druk, bedieningselementen, alarmen en de veilige werking van het volledige systeem verifiëren.

Hoe u kunt bepalen of een PSA-zuurstofinstallatie geschikt is voor een glasoven

Niet elke glasoven heeft hetzelfde zuurstofverbruik of dezelfde economische vereisten. Een fabriek moet de technische basis voor het project vaststellen voordat apparatuur wordt gekozen.

Identificeer het verbrandingsdoel

Bepaal of het doel is om het brandstofverbruik te verminderen, de smeltcapaciteit te vergroten, de thermische controle te verbeteren, de afhankelijkheid van gekochte zuurstof te verminderen of een ander gedefinieerd bedrijfsprobleem aan te pakken.

Verzamel bedrijfsgegevens van de oven

Bekijk het brandstofverbruik, de glasproductiesnelheid, het oventemperatuurprofiel, de branderconfiguratie, de bedrijfsuren en de huidige uitlaatomstandigheden.

Bereken het zuurstofverbruik

Breng de vereiste zuurstofstroom tot stand onder normale en piekbedrijfsomstandigheden. Vermeld de beoogde zuurstofconcentratie en de eisen van de voorgestelde branders.

Bevestig de zuurstofspecificatie

Definieer eisen op het gebied van zuiverheid, druk, flow en beschikbaarheid. Zorg ervoor dat het voorgestelde PSA-systeem tegelijkertijd aan deze eisen kan voldoen onder de gespecificeerde bedrijfsomstandigheden.

Beoordeel de systeemintegratie

Controleer de zuurstofleidingen, bedieningselementen, opslag, brandercompatibiliteit, veiligheidsvergrendelingen en eventuele vereiste aanpassingen aan de oven.

Bereken de volledige economische impact

Inclusief de kosten van PSA-apparatuur, elektriciteit, onderhoud, brandstofbesparing, potentiële productiviteitsveranderingen, back-upvoorziening en eventuele vereiste upgrades van de brander of het besturingssysteem.

Prestatieverificatie opzetten

Bepaal hoe de fabriek de zuurstofproductie, zuiverheid, brandstofverbruik, ovenproductiviteit, glaskwaliteit en relevante emissies voor en na de implementatie zal meten.

Deze aanpak helpt fabrikanten onderscheid te maken tussen theoretische voordelen en meetbare verbeteringen onder feitelijke productieomstandigheden.

Conclusie

PSA-zuurstofinstallaties kunnen geschikt zijn voor glasovens die een betrouwbare zuurstofbron ter plaatse nodig hebben en verbrandingsvereisten hebben die compatibel zijn met de technologie. Ze kunnen zuurstofondersteunde verbranding ondersteunen, de afhankelijkheid van externe zuurstoftoevoer verminderen, de leveringsplanning verbeteren en mogelijkheden bieden om het brandstofverbruik en de productiviteit van de oven te optimaliseren.

De potentiële thermische voordelen komen voort uit veranderingen in de zuurstofconcentratie die aan de verbranding wordt geleverd, inclusief een verminderde introductie van stikstof onder geschikte bedrijfsomstandigheden. De werkelijke effecten zijn echter afhankelijk van het ovenontwerp, de brandertechnologie, het brandstoftype, de bedrijfstemperatuur, de zuurstofzuiverheid en de algemene verbrandingsstrategie.

Daarom moet een PSA-zuurstoffabriek op locatie worden geselecteerd als onderdeel van een geïntegreerd oventechniekproject. De fabriek moet de vereiste stroom en druk, de zuurstofzuiverheid, het energieverbruik, de systeembetrouwbaarheid, de back-upvoorziening, de veiligheidseisen en de totale kosten per ton verkoopbaar glas evalueren.

Wanneer de apparatuur de juiste afmetingen heeft en is geïntegreerd met geschikte verbrandingscontroles, kan een zuurstoftoevoer ter plaatse een nuttig onderdeel worden van de strategie van een glasfabrikant om de operationele controle te verbeteren en de productiekosten op de lange termijn te beheersen.

Veelgestelde vragen

Waarom kan zuurstofondersteunde verbranding glasovens ten goede komen?

Het verhogen van de zuurstofconcentratie die aan compatibele branders wordt geleverd, kan de hoeveelheid stikstof die in het verbrandingsproces terechtkomt verminderen en de vlameigenschappen en warmteoverdracht veranderen. Afhankelijk van het ovenontwerp kunnen deze veranderingen een verbeterde thermische efficiëntie of productiviteit ondersteunen.

Kan een PSA-zuurstofinstallatie continu zuurstof aan een glasoven leveren?

Het kan binnen het nominale werkingsbereik continu zuurstof leveren, mits ondersteund door geschikte nutsvoorzieningen, onderhoud en bedrijfsomstandigheden. Omdat glasovens mogelijk continu bedrijf vereisen, moet de fabriek ook back-upzuurstof-, opslag- en noodprocedures evalueren.

Hoe moet een glasfabriek de benodigde PSA-zuurstofcapaciteit bepalen?

De capaciteit moet gebaseerd zijn op het zuurstofverbruik van de oven onder normale en piekbedrijfsomstandigheden, de vereiste zuiverheid, de leveringsdruk, de branderspecificaties en de verwachte productieveranderingen. De gemiddelde vraag alleen is mogelijk niet voldoende.

Zorgt de installatie van een PSA-zuurstofinstallatie automatisch voor een lager brandstofverbruik?

Nee. Door zuurstof ondersteunde verbranding kan onder geschikte omstandigheden het brandstofverbruik verminderen, maar het nettoresultaat hangt af van de oven, de branderconfiguratie, de bedrijfsstrategie en de energie die wordt gebruikt om zuurstof te produceren. De prestaties moeten worden geëvalueerd met behulp van feitelijke oven- en energiegegevens.

Is PSA-zuurstof geschikt voor elk type glasoven?

De geschiktheid hangt af van het glasproductieproces, het branderontwerp, de vereiste zuurstofstroom en -zuiverheid, de bedrijfsomstandigheden en de projecteconomie. Voordat een zuurstoftoevoersysteem wordt gekozen, is een verbrandingstechnische beoordeling noodzakelijk.

Waarmee moet een glasfabrikant vergelijken bij het beoordelen van de zuurstofproductie ter plaatse?

De fabrikant moet de investeringen in apparatuur, het elektriciteitsverbruik, het onderhoud, de zuiverheid en druk van de zuurstof, de back-upvoorziening, de kosten voor het aanpassen van de oven, de verwachte brandstofbesparingen, de productiviteitseffecten en veranderingen in de emissies vergelijken. De evaluatie moet zich richten op het volledige productieproces en niet alleen op de zuurstofkosten.

Welke veiligheidsmaatregelen zijn belangrijk voor de zuurstoftoevoer bij de glasproductie?

De installatie vereist zuurstofcompatibele materialen, schone componenten voor zuurstofvoorziening, geschikte drukbescherming, passende isolatie- en controlevoorzieningen, opgeleid personeel en gedocumenteerde noodprocedures. De zuurstoftoevoer moet ook worden geïntegreerd met de verbrandingsbeveiligingen van de oven en de toepasselijke industriële veiligheidseisen.