適用于制造玻璃的熱有效熔融及燃料重組制造技術(shù)

氧氣增濃制玻爐的整合性方法被披露，該方法亦從熱的整合，送至制玻爐的一部分燃料的重組，流化床熱交換及ＣＯ－［２］回收中獲得益處。（*該技術(shù)在2011年保護(hù)過期，可自由使用*）

Thermal efficient melting and fuel recombination for manufacturing glass

The integration method of oxygen enriched glass furnace is disclosed, and the method is also obtained from the integration of heat to a part of a glass furnace, the recombination of fuel, fluidized bed heat exchange and CO [2] recovery.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)是關(guān)于氧氣增濃制玻爐的改良操作，它配合有燃料重組(reforming of fuel)，熱與操作流的整合性操作。更準(zhǔn)確地說，本專利技術(shù)是有關(guān)于制玻爐中使用商業(yè)上可獲得純氧，并通過至少部分地重組該爐燃料而從排氣回收熱，該排氣中因為氧氣純度而使得二氧化碳占顯著含量，并且該二氧化碳可被回收用于循環(huán)及作為產(chǎn)品排出。玻璃制造工業(yè)中已經(jīng)作了多種嘗試以提高制玻爐的效率，該爐大多利用非常傳統(tǒng)燃燒技術(shù)。例如，多個專利已嘗試于制玻爐中利用富氧燃燒氣體，例如美國專利第3，337，324號披露了使用氧氣增濃空氣以提升燃燒溫度及熱傳導(dǎo)速率以熔融制玻爐中的批料。美國專利第3，592，622及3，592，623號建議使用氧-燃料燃燒器以加速位于爐中的批料的熔融。美國專利第3，627，504號披露了浸沒式燒嘴用于促進(jìn)補加入于批料的玻璃著色料的均勻混合。美國專利第3，856，496號披露了兩對裝置在制玻爐壁上的氧氣增濃空氣燃燒器的使用，它是用于將爐中生批料物質(zhì)熔融。美國專利第4，473，388號建議低動量氧-燃料火焰瞄準(zhǔn)在批料/玻璃界面處(它覆蓋了整個爐的寬度)，以改良熔融及澄清。美專利第4，531，960號教導(dǎo)了合并使用空氣燃料火焰及氧氣-燃料火焰以加熱位于制玻爐中的批料。美國專利第4，539，035號揭露了裝置于爐壁頂端的氧燃燒器以向下射出火焰，并且環(huán)繞該火焰灑下玻璃屑，該火焰加熱了該等玻璃屑且保護(hù)了該爐壁。美國專利第4，622，007及4，642，047號披露了適用于兩階段燃燒以熔融物質(zhì)(例如玻璃)的液冷式氧-燃料燃燒器的設(shè)計。美國專利第4，761，132號披露了兩階段燃燒以控制玻璃工業(yè)的NOx的氧-增濃的氣體燃燒器。英國專利第2，140，910號披露了適用于玻璃熔融槽的氧-燃料燃燒器設(shè)計，它不會減小火焰長度。標(biāo)題為“于玻璃制造爐中使用氧氣”的論文，H.R.Miller及K.Royds著，載于玻璃技藝期刊第14卷，第6冊，第171-181頁，1973年12月，討論了制玻爐中氧-燃料的試驗。從制玻爐回收廢熱以發(fā)電已是數(shù)篇文獻(xiàn)所討論的主題，包括美國專利第4，528，012號建議的數(shù)種回收有用能源的方法，它是將離開制玻璃再生器的熱廢氣的熱傳送至被壓縮空氣流，接著膨脹此熱空氣而產(chǎn)生能量。壓力降低的膨脹過的空氣接著被用于該制玻爐內(nèi)的燃燒。玻璃制造工業(yè)亦已經(jīng)找出以制玻爐廢熱加熱玻璃屑及批料的數(shù)種方法，例如美國專利第3，880，639號披露了于玻璃熔融過程中降低污染的方法，它是將熱廢氣與凝塊堿性玻璃批料進(jìn)行逆向直接熱交換。該廢氣中的硫化合物通過與該堿性玻璃批料反應(yīng)而被移除。美國專利第4，350，512號建議了玻璃屑可被用于從熱廢氣回收熱及粒子。靜電裝置可用于促進(jìn)該粒子的收集。美國專利第4，441，906號建議了以加熱介質(zhì)預(yù)熱玻璃批料的方法，該加熱介質(zhì)接著再為爐排出氣體所加熱，及使用該被加熱介質(zhì)預(yù)熱該玻璃批料。氣體凝結(jié)物的介質(zhì)的清潔技術(shù)亦被包括。美國專利第4，696，690號建議了一種方法，該方法使用熱廢氣于砂床預(yù)熱生物料、粒子玻璃屑至約716°F，而該被冷卻廢氣接著被送至濕洗氣器以移除SOx，NOx及粒子。先有技術(shù)中也已打算從玻璃制造方法中回收二氧化碳，如玻璃制造手冊第1卷第394頁所描述，F(xiàn)aye V.Tooley博士編輯，第三版，Ashlee出版公司1984年，其中二氧化碳從全-電玻璃熔融器以該玻璃熔融體排氣的一種成分而被回收。美國專利第4，882，736號披露了從制玻爐的熱排氣回收熱的一種技術(shù)，該技術(shù)是通過將該排氣與漂浮于熔融玻璃表面上的玻璃批料進(jìn)行逆向熱交換而達(dá)成。于標(biāo)題為“應(yīng)用流化技術(shù)預(yù)熱玻璃批料”的論文中，建議使用流化床批料預(yù)熱器從排氣中回收一些廢熱，該論文是E.F.道義爾及L.S.唐納遜兩人發(fā)表于1984年國際氣體研討會上，并載于1986年三月氣體研究組織所刊行的Technology Profile小冊上。陳佳陽于其“應(yīng)用純氧與批料預(yù)熱于玻璃熔融爐”的論文(1989年)內(nèi)，建議使用純氧于制玻爐的燃燒及通過多階旋風(fēng)器預(yù)熱該玻璃批料及玻璃屑而從廢氣中回收廢熱。唐諾德K.佛萊明及馬克J.京基斯兩人的論文，標(biāo)題為“熱化學(xué)回?zé)嵫b置系統(tǒng)-改進(jìn)熱回收”，發(fā)表于第12屆能源技術(shù)研討會及展覽會，美國華盛頓特區(qū)1985年3月25-17日，在該論文中，他們建議使用熱化學(xué)回?zé)嵫b置系統(tǒng)而從制玻爐的空氣/燃料燃燒廢氣中回收一些廢熱。于此系統(tǒng)中，通過經(jīng)由蒸氣/甲烷于1300-1500°F的重組的化學(xué)反應(yīng)所吸收的熱，而提高該燃料的熱值并于火焰溫度下再度釋放出熱。雖然先有技術(shù)中已建議多種不同技術(shù)而逐漸增進(jìn)了玻璃熔融過程的效率，該玻璃熔融操作仍是明顯耗費能源過程，此與回收熱有限且巨大排出物處理有關(guān)。本專利技術(shù)提供一種整合性及獨特方法以克服此等效率及污染問題，并回收熱能源且同時通過重組而產(chǎn)生較高熱值燃料，詳如下述。本專利技術(shù)為一種于制玻爐中利用燃燒熱以熔融制玻物質(zhì)而制造玻璃的整合性方法，包括于制玻爐中通過于氧氣增濃的氧化劑流下燃燒燃料而加熱制玻物質(zhì)批料及玻璃屑進(jìn)料;從該制玻爐中移出包含實質(zhì)上含二氧化碳燃燒產(chǎn)品及進(jìn)料揮發(fā)物的熱排氣，及使用相對較冷且從該方法下游排出的排氣的至少一部分的再循環(huán)流驟冷該排氣;以進(jìn)入該制玻爐的碳?xì)浠锶剂系闹辽僖徊糠诌M(jìn)一步冷卻至少該排氣的一部分而將該碳?xì)浠衔锶剂现亟M為合成氣體，此合成氣體作為燃料送入該制玻爐;再循環(huán)該被冷卻的排氣的一部分以驟冷從該制玻爐排出的熱排氣，并獲得作為本方法產(chǎn)品的澄清玻璃液。較佳地，該重組是蒸汽-碳?xì)浠衔锏闹亟M。選擇性地，該重組是碳?xì)浠衔?二氣化碳的重組。較佳地，于此選擇性重組中至少該排氣的一部分被用作該碳?xì)浠衔?二氧化碳重組的二氧化碳來源。較佳地，該排氣通過重組的進(jìn)一步冷卻后至少部分分離成二氧化碳產(chǎn)品，排出流及水。更佳地，該二氧化碳的分離是用低溫蒸餾分離。選擇性地，此二氧化碳的分離是用吸附性分離。選擇性地，此二氧化碳的分離是用薄膜分離。較佳地，該排氣的一部分與玻璃屑進(jìn)行熱交換而被冷卻并且該玻璃屑同時被加熱。選擇性地，該排氣與該批料進(jìn)行熱交換而被冷卻并且該批料同時被加熱。較佳地，該氧氣增濃的氣體為商業(yè)上可獲得純氧。更佳地，該氧氣增濃的氣體是至少93%氧。較佳地，該驟冷，至少一部分是于流化床熱交換器中進(jìn)行。較佳地，該重組，至少一部分是于流化床熱交換器中進(jìn)行。最佳地，使用于該流化床熱交換器的流化氣體是由該再循環(huán)排氣所提供。較佳地，未被重組的碳?xì)浠衔锶剂霞昂铣蓺怏w燃料分開地送入制玻爐。更佳地，是將碳?xì)浠衔锼腿胫撇t的流出端。較佳地，該合成氣體，至少一部分分離成氫流及一氧化碳流。更佳地，該氫，至少一部分被送入制玻爐的流入端。較佳地，該氫，至少一部分被用作制玻爐中浸沒燃燒的燃料。選擇性地，該氫，至少一部分被用作浮法玻璃制造中的錫浴的惰性介質(zhì)。較佳地，該排氣補充性地為介質(zhì)所驟冷，所說介質(zhì)選自砂，蒸汽，空氣，液態(tài)水，氮氣增濃的氣體及它們的混合物，或其它不會損害這整體方法的合適介質(zhì)。更準(zhǔn)確地說，本專利技術(shù)的方法為一種于制玻爐中利用燃燒熱以熔融制玻物質(zhì)而制造玻璃的整合性方法，包括于制玻爐中通過于氧氣增濃的氧化劑流下燃燒燃料而加熱制玻物質(zhì)批料及玻璃屑進(jìn)料;從該制玻爐中移出一種包含有實質(zhì)上含二氧化碳燃燒產(chǎn)品本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種利用燃燒熱于制玻爐內(nèi)熔融制玻物質(zhì)來制造玻璃的整合性方法，該方法包括：（ａ）通過燃料與氧氣增濃的氧化劑流燃燒于制玻爐內(nèi)加熱及熔融制玻物質(zhì)批料及玻璃屑進(jìn)料；（ｂ）從該制玻爐移出包含實質(zhì)上含二氧化碳燃燒產(chǎn)品及進(jìn)料揮發(fā)物質(zhì)的熱排氣，關(guān)且 使用相對較冷且從該方法下游排出的排氣的至少一部分的再循環(huán)流驟冷該排氣；（ｃ）以進(jìn)入該制玻爐的碳?xì)浠衔锶剂现辽僖徊糠诌M(jìn)一步冷卻至少該排氣的一部分而將該碳?xì)浠衔锶剂现亟M成合成氣體，此合成氣體被送入該制玻爐作為燃料；（ｄ）再循環(huán)該冷卻 過的排氣的至少一部分以驟冷從該制玻爐出來的熱排氣。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳世寬，CF佩因特，SP帕斯托，GS羅斯，DC溫切斯特，
申請(專利權(quán))人：氣體產(chǎn)品與化學(xué)公司，
類型：發(fā)明
國別省市：US[美國]