【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及玻璃的制造方法。
技術介紹
1、溫室氣體排放對全球變暖產生顯著作用。所述溫室氣體之一是co2。
2、所以，重要的是盡可能地減少從工業場所向大氣排放co2。
3、在排放co2的工業裝置中，包括玻璃熔融爐。
4、為了制造玻璃，將可玻璃化固體進料引入爐中并在爐中熔融，此進料具有受控的組成和適合于待制造的玻璃的性質。所得的已熔融的玻璃從爐排出，并根據所需的最終產品/其最終應用來成型，例如平板玻璃、中空玻璃、光學玻璃等。也從爐排出氣態流出物。
5、玻璃的熔融是能量密集型的。
6、在大多數情況下，至少一部分的所需能量是通過燃燒碳基燃料來提供，例如天然氣、燃料油和煤。碳基燃料的燃燒產生含有co2(來源于在燃料中存在的碳原子)和蒸汽(來源于燃料中的氫原子)的燃燒氣體。所述燃燒氣體形成從爐排出的一部分的氣態流出物。
7、關于本申請裝置的預期前景，重要的是減少有害物的排放，例如溫室氣體的工業排放，例如co2。
8、已經開發了各種方法，從而可能以物理方法(例如低溫分離)和/或化學方法(例如化學循環)來捕集存在于氣態流出物中、尤其存在于工業氣態流出物中的co2。
9、但是，大多數目前可用的捕集co2的工業方法僅僅對于處理高流量的氣態流出物而言是成本有效的，例如由大規模工業場所產生的那些氣態流出物。
10、由玻璃熔融爐、包括大尺寸的連續爐例如浮法爐(用于制造浮法玻璃的爐)產生的氣體流出物的量不足以通過現有技術以成本有效的方式捕集co2
11、因為任何co2排放都對溫室氣體效應做出貢獻，所以期望能減少從玻璃熔融裝置的co2排放，對于玻璃熔融裝置而言通過已知的ccus方法捕集co2并不是成本有效的。
12、jp-a-2012001392描述了一種適用于玻璃熔融爐的co2捕集方法。如jp-a-2012001392中所述，已知對于制造玻璃，原料是通過用天然氣、重質油和重整天然氣烴、衍生自生物質的燃料、石油基燃料例如汽油和輕質油、油砂等來加熱和熔融。這種燃燒產生含有二氧化碳的燃燒氣體。
13、在這種方法中為了在不降低品質和玻璃生產效率的情況下減少二氧化碳排放，在jp-a-2012001392中建議使含co2的燃燒氣體在從玻璃熔融爐排出之后與堿性氫氧化物的水溶液接觸，從而得到堿式碳酸鹽，所述堿式鹽隨后用作玻璃熔融爐中的原料。
14、jp-a-2011037706公開了一種方法，其中在包括熔融區和精制區的玻璃熔融爐中制備熔融的玻璃。熔融區通過安裝于頂部的氧基燃料燃燒器來加熱，使得其火焰朝下。將粉末狀原料的混合物經由所述氧基燃料燃燒器引入熔融區中。輔助的安裝于頂部的氧基燃料燃燒器也使其火焰朝下，該燃燒器安裝在精制區中以加熱后者。根據所述玻璃熔融方法的一個實施方案，從爐排出的煙道氣在集塵器中除塵。與jp-a-2012001392的公開內容相似，將全部或一部分的經除塵的煙道氣引入填裝石灰(氧化鈣)的塔中，從而獲得碳酸鈣。所得的碳酸鈣形成一部分的粉末狀原料混合物，將其經由氧基燃料燃燒器引入熔融區中。
15、全電式玻璃熔融爐也是已知的。在這些爐中，向爐中的供熱沒有通過燃燒化石能源來提供，而是完全通過電能經由電極來提供。
16、除了燃燒氣體之外，在至少部分地通過燃燒燃料來加熱的玻璃熔融爐的情況下，來自爐的氣態流出物包含在爐中從進料釋放的化學化合物。所述釋放的化學化合物也包括co2。
17、這是由于這一事實：可玻璃化的固體進料也是co2排放的來源。除了氧化硅(sio2)之外，進料通常還含有功能添加劑，例如熔劑(也稱為融合劑)、穩定劑、著色劑等。
18、某些添加劑，特別是堿金屬碳酸鹽和/或堿土金屬碳酸鹽，在爐內離解，由此將co2釋放到在爐中位于進料上方的氣氛中。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是進一步減少從玻璃熔融工藝排放的co2，且不需要昂貴的方法和裝置。
2、本專利技術建議一種玻璃熔融方法，其包括將可玻璃化的固體進料引入爐中的階段(稱為階段a.)；在該爐中加熱和熔融所述進料的階段(稱為階段b.)，從而得到已熔融的玻璃；從該爐排出已熔融的玻璃的階段(稱為階段c.)；和從該爐排出氣態流出物的階段(稱為階段d.)。
3、在階段a.中引入爐的進料包含至少一種堿金屬碳酸鹽或堿土金屬碳酸鹽。
4、在階段b.中，所述至少一種碳酸鹽進行離解反應。然后釋放氣態co2。
5、在階段d.的過程中從爐排出的氣態流出物含有co2。在氣態流出物中的co2包含由于在進料中的碳酸鹽的上述離解反應而釋放的氣態co2，而且還可以包含其它來源的氣態co2，例如在燃燒碳基燃料以加熱爐時產生的co2。
6、此方法還包括階段e.，其中在階段d.的過程中從爐排出的氣態流出物用于通過用在所述氣態流出物中存在的co2進行碳酸化反應來制備堿金屬碳酸鹽或堿土金屬碳酸鹽形式的至少一種添加劑。將由此制得的至少一部分的添加劑并入在階段a.中引入爐的進料中。
7、以此方式，在從爐排出的氣態流出物中存在的至少一部分co2通過碳酸化反應來捕集并循環至爐中，而不是排放到大氣中。
8、在本專利技術的玻璃熔融方法中，在階段b.中的加熱如下進行：
9、·通過電加熱，或
10、·通過非碳基燃料(12)與氧化劑(13)的燃燒，或
11、·通過非碳基燃料(12)與氧化劑(13)的燃燒，并且與電加熱組合，或
12、·通過非碳基燃料(12)與氧化劑(13)的燃燒和通過碳基燃料與氧化劑的燃燒，或
13、·通過非碳基燃料(12)與氧化劑(13)的燃燒和通過碳基燃料與氧化劑的燃燒，并且與電加熱組合。
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1.一種玻璃熔融方法，其包括以下階段：
2.根據權利要求1所述的方法，其中用于在階段b.中加熱進料(11)的至少一部分的熱量是通過燃燒選自氫氣和氨的非碳基燃料(12)來提供。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中用于在階段b.中加熱進料(11)的至少一部分的熱量是通過燃燒來提供，其中氧化劑(13)選自空氣或富氧空氣。
4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中對于在階段e.中的碳酸化，使氣態流出物(20)在碳酸化器(30)中與要在階段e.中制備的碳酸鹽對應的堿金屬或堿土金屬的氧化物(31)和/或氫氧化物接觸。
5.根據權利要求4所述的方法，其中碳酸化器(30)是間歇碳酸化器、流化床碳酸化器或夾帶床碳酸化器。
6.根據權利要求4或5所述的方法，其中所述碳酸化在碳酸化器(30)中在500℃至950℃的溫度下進行，優選550℃至800℃，更優選550℃至700℃。
7.根據權利要求4-6中任一項所述的方法，其中將氣態流出物(20)在引入碳酸化器(30)之前冷卻到預定的溫度或溫度范圍，所述預定溫度或所述預定溫度范
8.根據權利要求4-7中任一項所述的方法，其中將氣態流出物(20)在引入碳酸化器(30)之前在一個或多個熱交換器(40)中冷卻。
9.根據權利要求8所述的方法，其中在冷卻所述氣態流出物(20)的過程中，從氣態流出物(20)提取的熱能用于加熱氧化劑(13)和/或非碳基燃料(12)，其中用于在階段b.中加熱進料(11)的至少一部分的熱量是通過燃燒來提供，且其中在冷卻所述氣態流出物(20)的過程中被加熱的氧化劑(13)和/或燃料(12)用于通過經加熱的氧化劑(13)和/或經加熱的燃料(12)的燃燒來加熱在爐(1)中的進料(11)。
10.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中爐(1)是間歇爐、半間歇爐或連續爐。
11.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中在階段e.的過程中制備選自碳酸鈉、碳酸鈣、碳酸鉀、碳酸鎂、碳酸鋰或碳酸鋇的至少一種添加劑(33)。
12.根據權利要求11所述的方法，其中在階段e.的過程中制備選自碳酸鈉、碳酸鈣和碳酸鉀的至少一種添加劑(33)。
13.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中玻璃選自鈉鈣玻璃和硼硅酸鹽玻璃。
...【技術特征摘要】
1.一種玻璃熔融方法，其包括以下階段：
2.根據權利要求1所述的方法，其中用于在階段b.中加熱進料(11)的至少一部分的熱量是通過燃燒選自氫氣和氨的非碳基燃料(12)來提供。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中用于在階段b.中加熱進料(11)的至少一部分的熱量是通過燃燒來提供，其中氧化劑(13)選自空氣或富氧空氣。
4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中對于在階段e.中的碳酸化，使氣態流出物(20)在碳酸化器(30)中與要在階段e.中制備的碳酸鹽對應的堿金屬或堿土金屬的氧化物(31)和/或氫氧化物接觸。
5.根據權利要求4所述的方法，其中碳酸化器(30)是間歇碳酸化器、流化床碳酸化器或夾帶床碳酸化器。
6.根據權利要求4或5所述的方法，其中所述碳酸化在碳酸化器(30)中在500℃至950℃的溫度下進行，優選550℃至800℃，更優選550℃至700℃。
7.根據權利要求4-6中任一項所述的方法，其中將氣態流出物(20)在引入碳酸化器(30)之前冷卻到預定的溫度或溫度范圍，所述預定溫度或所述預定溫度范圍有利地是600℃至1000℃，優選650℃至950℃，更...
【專利技術屬性】
技術研發人員：R·齊阿瓦，
申請(專利權)人：喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司，
類型：發明
國別省市：
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