Chloride emission from glass melting furnaces

Abstract

By means of chloride measurements in input and output flows of glass melting furnaces, chloride balances have been established. The measurements were carried out on industrial container and flat glass furnaces. The balances show a good consistence. It has been found that from the chloride in the feed of the furnace roughly the first 110 mg Cl^-/kg molten glass wih be incorporated into the glass. The rest will be divided between flue gas and glass (50 %/50 %), however, this depends slightly on the concentration of chloride in the feed, the amount of recycled cullet and the Na2O content in the glass composition. By formulating a model with the three mentioned factors the amount of incorporated chloride can be accurately predicted. The model presented is an empirical one and is applicable to soda-lime-silica glasses. It is valid between the limits: chloride in the feed 160 to 560 mg Cl^-/kg molten glass, 0.15 to 0.80 kg cullet/kg molten glass and 0.11 to 0.16 kg Na₂O/kg molten glass. The chloride concentration in the flue gas is given by the difference between the chloride content in the feed and in the glass divided by the gas volume per quantity of molten glass. This volume depends on the energy economy of the furnace, the raw materials and the amount of recycled glass used. European emission standards for HCl are expressed per volume of flue gas and, therefore, do not stimulate a more efficient use of energy and of recycled raw materials. This can be changed by providing emission standards which are basded on the quantity of molten glass rather than on the released flue gas volume.

Mit Hilfe von Chloridmessungen in den Eingangs- und Ausgangsmassenströmen von Glasschmelzwannen wurden Chloridbilanzen ersteht. Die Messungen wurden an industriellen Behälter- und Flachglasschmelzöfen durchgeführt. Die gemessenen Chloridbilanzen zeigen eine gute Konsistenz. Es konnte festgestellt werden, daß von der eingebrachten Chloridmenge ungefähr die ersten 110 mg Cl^-/kg erschmolzenes Glas vom Glas selbst inkorporiert werden. Der Rest wird zwischen Abgas und Glas (50 %/50 %) aufgeteilt. Neben der Chloridmenge des Eintrags beeinflussen die eingesetzten Altglasscherben und die Na20-Konzentration im Glas diese Verteilung nur geringfügig. Die Beschreibung des Modells mit den drei genannten Einflußgrößen ermöglicht eine genaue Vorhersage der in das Glas eingebauten Chloridmenge. Das vorgestellte empirische Modell ist auf Kalk-Natronsilicatgläser anwendbar. Es gilt für Chloridkonzentrationen in den Rohstoffen von 160 bis 560 mg Cl^-/kg erschmolzenes Glas, für Altglasscherben von 0,15 bis 0,80 kg/kg erschmolzenes Glas und für Na<sub<2</sub>O -Gehalte im Glas von 0,11 bis 0,16 kg/kg erschmolzenes Glas. Die Chloridkonzentration im Abgas ergibt sich aus der Differenz zwischen den Chloriden in den Rohstoffen und denen im Glas, dividiert durch das Gasvolumen pro Menge erschmolzenen Glases. Dieses Volumen hängt vom Energiewirkungsgrad des Glasschmelzofens, von den Rohstoffen und von der Menge an eingesetztem Altglas ab. Die europäischen Emissionsvorschriften für HCl sind auf das Abgasvolumen bezogen und bieten somit keinen Anreiz für eine effizientere Nutzung von Energie und wiederverwerteten Rohstoffen. Dies kann geändert werden, wenn die Emissionsrichtlinien auf die Menge erschmolzenen Glases statt auf das freigesetzte Abgasvolumen bezogen werden.