- Ultraljudsavgasning av smälta metaller upp till 2 300 °C och smält glas
- Måndag - Fredag: 09:00 - 19:00
- Sialon Ceramics Aps - Østerbrogade 226 st. tv. - 2100 Köpenhamn - Danmark
20% energiprocessbesparingar vid betydligt lägre temperaturer
Ultraljud avgasning av smält glas
Glastillverkning omfattar två primära processer, glassmältning och glasraffinering. I glassmältningsprocessen blandas råvarorna först till en sats och förs sedan in i en ugn där de värms upp till en hög temperatur (upp till nästan 1600 °C). Råvarorna reagerar kemiskt och bildar glaset. Glasraffinering utförs sedan för att eliminera glasbubblor från smältan. Den sistnämnda processen är av avgörande betydelse för glasindustrin. Syftet är att minska storleken på och antalet bubblor i smältan till acceptabla nivåer innan glasformningen påbörjas. Processen är långdragen och energikrävande jämfört med ultraljudsavgasning av smält glas.
Vi har utvecklat en ultraljud gas smälta avgasning teknik som avsevärt ökar effektiviteten i denna process, minska raffineringstemperaturen och spara upp till 20% av energikostnaden. Här beskriver vi processen och de förbättringar den erbjuder över konventionell glasraffinering.
Att ta bort gasbubblor från glas under tillverkningen är en viktig del av glastillverkningsprocessen. Denna del av processen kallas raffinering, och många alternativa metoder har använts.
Ultraljudsavgasning av glasögon
Gasbubblorna bildas som en del av glassmältningsprocessen, vilket innebär många kemiska reaktioner mellan de råvaror som skapar glaset. Flera av dessa kemiska reaktioner producerar rikliga mängder koldioxid och andra gaser. Vanligtvis producerar ett kilo råvaror 100 liter koldioxidgas. Svaveldioxid, syre, vätesulfid och andra gaser produceras också.
Avgasningsprocessen innebär bubbel tätbebyggelse, varigenom upplösta gaser sprider sig från smältan för att bilda bubblor som stiger till ytan och utvisas. Den tid detta tar beror på bubbeldiametern och smältens viskositet, vilket är en funktion av smälttemperaturen.
Hur ultraljudsavgasning fungerar
Olika metoder har använts för att förbättra raffineringsprocessens effektivitet. Dessa sträcker sig från tillsats av finningsmedel, vakuumfenning och till och med användning av mikrogravitation. Tillämpningen av ultraljud-assisterad glas raffinering är dock mycket lovande. Det gör det möjligt att sänka raffineringstemperaturerna från cirka 1 450 °C till 1 300 °C med en total energibesparing på upp till 20 %.
När ultraljud energi inom rätt frekvensområde tillämpas på en glassmältning, akustisk kavitation uppstår. Kavitation är en process där snabba tryckförändringar ger små ångfyllda bubblor som kollapsar när de utsätts för högt tryck som genererar en chockvåg.
Gas som löses upp i smältspridarna i kavitationsbubblorna. Gasbubblor bildas på kavitationskärnorna. Dessa växer genom diffusion från smältan in i bubblan under ultraljud svängningar. De små bubblorna smälter sedan samman under påverkan av Bjerknes och Bernoullis krafter och flyter, när de är tillräckligt stora, till smältytan och släpper ut gasen i bubblan till atmosfären. Processen underlättas av ultraljud inducerad akustiskt flöde och streaming.
Praktiska överväganden
Vår nyligen utvecklade ultraljudsavgasningsprocess fungerar genom att använda en ny ultraljudsgenerator och en egenutvecklad keramisk sonotrode som kan behandla stora volymer smält glas med hög viskositet vid temperaturer på upp till 1.600 grader Celsius. Avgasning av smältan sker vid glasugnens främre härd. Högintensiva akustiska vibrationer produceras i glassmältan direkt genom att sonotroderna placeras i smältan.
Med hjälp av denna inställning kan vi effektivt fördubbla storleken på gasbubblorna och uppnå samma förfiningsnivå vid betydligt lägre temperaturer, minska energikostnaderna med upp till 20 procent och minska miljöpåverkan.
Slutsats
Ultraljudsavgasning av glassmältor i en glasugns förhärd är en banbrytande teknik med potential att avsevärt minska koldioxidavtrycket från den mycket energiintensiva glastillverkningsindustrin.