- Ultralydsafgasning af smeltede metaller op til 2.300°C og smeltet glas
- Mandag - fredag: 09:00 - 19:00
- Sialon Ceramics Aps - Østerbrogade 226 st. tv. - 2100 København - Danmark
20% energibesparelser i processen ved betydeligt lavere temperaturer
Ultralydsafgasning af smeltet glas
Glasfremstilling involverer to primære processer, glassmeltning og glasraffinering. I glassmeltningsprocessen blandes råmaterialerne først til en batch og indføres derefter i en ovn, hvor de opvarmes til en høj temperatur (op til næsten 1600 °C). Råmaterialerne reagerer kemisk og danner glasset. Glasraffinering udføres derefter for at fjerne glasbobler fra smelten. Sidstnævnte proces er af afgørende betydning for glasindustrien. Målet er at reducere størrelsen og antallet af bobler i smelten til acceptable niveauer, før glasdannelsesoperationer udføres. Processen er langvarig og energikrævende sammenlignet med ultralydsafgasning af smeltet glas.
Vi har udviklet en ultralydsteknologi til afgasning af smeltegas, som øger effektiviteten af denne proces betydeligt, reducerer raffineringstemperaturen og sparer op til 20 % af energiomkostningerne. Her beskriver vi processen og de forbedringer, den tilbyder i forhold til konventionel glasraffinering.
Fjernelse af gasbobler fra glas under fremstillingen er en væsentlig del af glasfremstillingsprocessen. Denne del af processen kaldes raffinering, og mange alternative metoder er blevet anvendt.
Ultralydsafgasning af glas
Gasboblerne dannes som en del af glassmeltningsprocessen, som involverer adskillige kemiske reaktioner mellem de råmaterialer, der skaber glasset. Flere af disse kemiske reaktioner producerer rigelige mængder kuldioxid og andre gasser. Typisk producerer et kilogram råmaterialer 100 liter kuldioxidgas .Svovldioxid, ilt, hydrogensulfid og andre gasser produceres også.
Afgasningsprocessen involverer bobleagglomerering, hvorved opløste gasser diffunderer fra smelten og danner bobler, der stiger op til overfladen og udstødes. Tiden, dette tager, afhænger af boblens diameter og smeltens viskositet, som er en funktion af smeltetemperaturen.
Sådan fungerer ultralydsafgasning
Forskellige metoder er blevet anvendt til at forbedre effektiviteten af raffineringsprocessen. Disse spænder fra tilsætning af fineringsmidler, vakuumfining og endda brug af mikrogravitation. Anvendelsen af ultralydassisteret glasraffinering er dog meget lovende. Det gør det muligt at sænke raffineringstemperaturerne fra omkring 1.450 °C til 1.300 °C med en samlet energibesparelse på op til 20%.
Når ultralydsenergi inden for det rette frekvensområde påføres en glassmelte, opstår akustisk kavitation. Kavitation er en proces, hvor hurtige trykændringer producerer små dampfyldte bobler, som kollapser, når de udsættes for højt tryk, hvilket genererer en chokbølge.
Gas opløst i smelten diffunderer ind i kavitationsboblerne. Gasbobler dannes på kavitationskernerne. Disse vokser ved diffusion fra smelten ind i boblen under ultralydsoscillationer. De små bobler samler sig derefter under påvirkning af Bjerknes- og Bernoulli -kræfter, og når de er store nok, flyder de op til smeltens overflade og frigiver gassen i boblen til atmosfæren. Processen assisteres af ultralydsinduceret akustisk strømning og strømning.
Praktiske overvejelser
Vores nyligt udviklede ultralydsafgasningsproces fungerer ved hjælp af en ny ultralydsgenerator og en proprietær keramisk sonotrode, der kan behandle store mængder smeltet glas med høj viskositet ved temperaturer på op til 1.600 grader Celsius. Smelteafgasning udføres i forherden af glasovnen. Højintensitets akustiske vibrationer produceres direkte i glassmelten ved at placere sonotroderne i smelten.
Ved hjælp af denne opsætning kan vi effektivt fordoble størrelsen af gasboblerne og opnå det samme niveau af raffinement ved betydeligt reducerede temperaturer, hvilket reducerer energiomkostningerne med op til 20 % og reducerer miljøpåvirkningen.
Konklusion
Ultralydsafgasning - aftrykket betydeligt i den meget energiintensive glasproduktionsindustri.