Oxyfuel Wanne

Was ist das Oxyfuel-Verbrennungs verfahren?

Das Oxyfuel-Verfahren ist eine Methode zur Verbrennung, bei der besonders hohe Flammentemperaturen erreicht werden. Anders als bei der herkömmlichen Verbrennung, bei der Luft als Oxidationsmittel dient, wird im Oxyfuel-Verfahren meist nahezu reiner Sauerstoff eingesetzt.

Dadurch wird der Anteil von Stickstoff und Argon, die in der Luft enthalten sind, stark reduziert oder sogar ganz vermieden.

Das Oxyfuel-Verfahren wird in verschiedenen Industrien eingesetzt, darunter Metallurgie, Zementindustrie, Müllverbrennung, Keramikindustrie, Energieerzeugung und natürlich in der Glasindustrie.

Oxyfuel Glasschmelzwannen finden heutzutage zunehmend Anwendung in der Herstellung von Haushaltsglas und Containerglas. Gerade in Zeiten hoher Öl- und Gaspreise, kombiniert mit günstigen Sauerstoffpreisen, stellt dieser Typ Glaswanne eine attraktive Wahl dar. Dies macht die Oxyfuel-Technologie für viele Glasproduzenten zu einer lohnenden Investition.

Oxyfuel Glaswanne // IWG Glasofenbau

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Oxyfuel Glaswanne
Equipment

Oxyfuel Glaswanne

Oxyfuel-Schmelzwannen bieten eine sehr präzise und kompakte Art der Energieeinbringung in die Schmelze.

Durch den Einsatz von Sauerstoffbrennern lässt sich die Flamme exakt auf Glasart, Rohstoffmischung und geforderte Temperaturprofile auslegen – vom kleineren Aggregat für Haushaltsglas bis hin zur leistungsstarken Wanne für Containerglas oder Spezialgläser. Brennerleistung, Flammenform und Einbaulage werden so kombiniert, dass Schmelzleistung, Temperaturhomogenität und Glasqualität optimal zusammenpassen.

Da im Oxyfuel-Betrieb deutlich weniger Stickstoff im System ist, sinkt das Abgasvolumen erheblich. Das ermöglicht kleinere Abgaswege, kompaktere Filteranlagen und reduziert die Verstaubung im Abgassystem. Gleichzeitig lassen sich NOx-Emissionen durch die Prozessführung gut kontrollieren. Oxyfuel-Wannen können als reine Oxyfuel-Anlagen ausgelegt werden, als Hybridlösungen mit elektrischem Boosting oder im Rahmen von Modernisierungen bestehender Wannen, bei denen vorhandene Ofenkonzepte an neue Energiepreise, Emissionsvorgaben oder Produktwechsel angepasst werden.

Die Oxyfuel-Schmelzwanne ist eine kompakte, energieeffiziente und vielseitige Ofenlösung, die sich gut an zukünftige Anforderungen von Energiepolitik, Emissionsrecht und Produktportfolio anpassen lässt.

Technisches Glas

C-Glas, E Glas, Neutralglas, Displayglas, Glaskeramik und Borosilikatglas

Tableware

Kalk-Natron-Glas, Kristallglas, Bleikristall und Borosilikatglas

Glasbehälter

Kalk-Natron-Glas und Borosilikatglas

Glaskonditionierung

Vorherd für verschiedene Glasarten

Glasherstellung

Platin Feeder System

Können die Oxyfuel Glasschmelzwannen mit weiteren Systemen kombiniert werden?

Unsere Oxyfuel-beheizten Glasschmelzwannen können je nach Aufgabenstellung mit elektrischen Boosting-Systemen ausgestattet werden. Dazu zählen Einschmelzboosting zur Erhöhung der Schmelzleistung, thermische Walls zur Stabilisierung der Wärmebilanz sowie Durchlassbeheizungen, die die Viskosität im Durchlass gezielt im Soll halten und damit reproduzierbare Temperaturprofile sichern. So lässt sich die Energie sehr präzise dorthin bringen, wo sie prozessseitig den größten Nutzen hat.

Ergänzend setzen wir – mit Druckluft oder Sauerstoff betriebene – Bubblingsysteme ein, die Konvektion und Läuterung unterstützen und so Homogenität und Reinheit des Glases steigern. Schmelz- und Läuterzonen passen wir über Wall- und Durchlasskonstruktionen mit optionaler Luft- oder Wasserkühlung an. Dadurch können wir die Glaswanne exakt auf Rohstoffe, Glasart und geforderte Zugleistung zuschneiden. Auf diese Weise entsteht eine an Ihre Produkte angepasste Oxyfuel-Wanne mit hoher Energieeffizienz, stabilen Betriebsbedingungen und verlässlich hoher Glasqualität.

Equipment

Brennstoff und Heiztechnologie für Oxyfuel- Brenner

Equipment

Einleger

Equipment

E-Boosting als ganzheitliches Systemkonzept

Equipment

Luftkühlung

Equipment

Bubbling

Equipment

Glasstandmessung

Equipment

Steuer- und Messtechnik

Equipment

Vorherde

Gibt es verschiedene Oxyfuel-Verbrennungsverfahren?

Es gibt verschiedene Verfahren der Oxy-Fuel-Verbrennung, die sich darin unterscheiden, wie Sauerstoff (O₂) und Brennstoff miteinander kombiniert werden, um Energie zu erzeugen. Im Folgenden sind die bedeutendsten Verfahren aufgeführt:

1. Direkte Oxyfuel-Verbrennung:

Bei diesem Verfahren wird reiner Sauerstoff anstelle von Luft zur Verbrennung des Brennstoffs verwendet. Dies führt zu höheren Flammentemperaturen und einer deutlich geringeren Stickoxidbildung (NOₓ). Der Hauptvorteil liegt in der Möglichkeit, das Abgasvolumen zu reduzieren, wodurch die CO₂-Abscheidung erleichtert wird.

Anwendung: Besonders in der Glas- und Stahlindustrie, wo hohe Temperaturen benötigt werden. Dieses Verfahren ist ideal zum Glasschmelzen geeignet. Die hohen Flammentemperaturen und die reduzierten Abgasvolumina ermöglichen eine effiziente Schmelze mit geringerem Energieverbrauch und weniger Emissionen.

2. Teilweise Oxy-Fuel-Verbrennung:

Beim Partial Oxy-Fuel Combustion wird eine Mischung aus reinem Sauerstoff und Luft verwendet. Der Sauerstoffanteil ist höher als in der normalen Luftverbrennung, jedoch niedriger als in der direkten Oxy-Fuel-Verbrennung. Dies ermöglicht eine Balance zwischen Effizienz und Betriebskosten.

Anwendung: Ebenfalls geeignet, da es eine ausgewogene Kombination aus Effizienz und Kosten bietet. Obwohl es nicht ganz so effizient ist wie die direkte Oxy-Fuel-Verbrennung, kann es in der Glasindustrie dennoch erfolgreich zum Schmelzen von Glas eingesetzt werden.

3. Oxyfuel-Verbrennung mit Rauchgasrezirkulation (FGR):

Bei diesem Verfahren wird das Abgas teilweise wieder in die Brennkammer zurückgeführt. Dies hat den Vorteil, die Flammentemperatur zu senken und die Wärmeübertragung zu verbessern, was eine bessere Kontrolle der Prozessbedingungen ermöglicht.

Anwendung: Besonders nützlich in Anlagen, die für CO₂-Abscheidung und -Speicherung (CCS) ausgelegt sind. Auch dieses Verfahren kann zum Schmelzen von Glas verwendet werden, da es die Flammentemperaturen kontrolliert und die Wärmeübertragung verbessert. Es wird besonders dann eingesetzt, wenn eine zusätzliche Prozesskontrolle erforderlich ist.

4. Stufenweise Oxy-Fuel-Verbrennung:

Hierbei wird der Brennstoff in mehreren Stufen verbrannt, wobei jede Stufe unterschiedliche Sauerstoffkonzentrationen aufweist. Dies kann helfen, die NOₓ-Bildung zu kontrollieren und die Effizienz der Verbrennung zu steigern.

Anwendung: Oft in industriellen Prozessen, wo eine präzise Steuerung der Verbrennung erforderlich ist. Dieses Verfahren eignet sich weniger für die Glasindustrie, da es eher auf die Kontrolle der NOₓ-Bildung abzielt und die höheren Komplexitäten in der Regel nicht notwendig sind.

5. Chemische Kreislaufverbrennung (CLC):

Anwendung: Oft in industriellen Prozessen, wo eine präzise Steuerung der Verbrennung erforderlich ist. Dieses Verfahren eignet sich weniger für die Glasindustrie, da es eher auf die Kontrolle der NOₓ-Bildung abzielt und die höheren Komplexitäten in der Regel nicht notwendig sind.

Ist die Oxyfuel Verbrennung wirklich CO2-frei?

Das Oxyfuel-Verfahren wird häufig als potenziell „CO2-frei“ bezeichnet, doch diese Einschätzung erfordert eine differenzierte Betrachtung. Beim Oxyfuel-Prozess wird fossiler Brennstoff in einer Umgebung verbrannt, die anstelle von Luft reinen Sauerstoff enthält. Dies führt zu einem Rauchgas, das größtenteils aus Kohlendioxid (CO2) und Wasserdampf besteht. Der Wasserdampf kann leicht kondensiert und entfernt werden, sodass nahezu reines CO2 übrig bleibt, das idealerweise abgeschieden und gelagert wird, anstatt in die Atmosphäre zu gelangen.

Trotz dieser technologischen Ansätze ist das Verfahren jedoch nicht vollständig CO2-frei. Während der Verbrennung entsteht zwangsläufig CO2, und obwohl ein Großteil davon abgeschieden werden kann, bleibt immer ein kleiner Teil im System zurück. Zudem ist die Abscheidung und Speicherung von CO2 (Carbon Capture and Storage, CCS) technisch anspruchsvoll und kostenintensiv. Der Wirkungsgrad des Oxyfuel-Verfahrens kann die CO2-Emissionen zwar erheblich reduzieren, eine vollständige Emissionsfreiheit ist technisch aber nicht realisierbar.

Daher ist es präziser, von einer „CO2-armen“ Technologie anstelle einer „CO2-freien“ zu sprechen. Der englische Ausdruck „Zero Emission“ oder dessen wörtliche Übersetzung „emissionsfrei“ spiegelt die tatsächlichen Gegebenheiten treffender wider. Das Oxyfuel-Verfahren stellt zwar einen bedeutenden Fortschritt zur Verringerung von CO2-Emissionen dar, bietet jedoch keine vollständige Lösung für das Problem der Kohlendioxidemissionen.

Oxyfuel reduziert CO₂-Emissionen deutlich, weil das Abgas fast nur aus CO₂ und Wasserdampf besteht und sich gut zur Abscheidung eignet. Bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entsteht jedoch weiterhin CO₂, und CCS ist energie- und kostenintensiv. Korrekt ist daher: Oxyfuel ist eine CO₂-arme, aber keine vollständig emissionsfreie Technologie.

Oxyfuel Glasofen aus dem Ingenieurbüro Wagenbauer

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