【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及玻璃的制造方法。
技术介绍
1、温室气体排放对全球变暖产生显著作用。所述温室气体之一是co2。
2、所以，重要的是尽可能地减少从工业场所向大气排放co2。
3、在排放co2的工业装置中，包括玻璃熔融炉。
4、为了制造玻璃，将可玻璃化固体进料引入炉中并在炉中熔融，此进料具有受控的组成和适合于待制造的玻璃的性质。所得的已熔融的玻璃从炉排出，并根据所需的最终产品/其最终应用来成型，例如平板玻璃、中空玻璃、光学玻璃等。也从炉排出气态流出物。
5、玻璃的熔融是能量密集型的。
6、在大多数情况下，至少一部分的所需能量是通过燃烧碳基燃料来提供，例如天然气、燃料油和煤。碳基燃料的燃烧产生含有co2(来源于在燃料中存在的碳原子)和蒸汽(来源于燃料中的氢原子)的燃烧气体。所述燃烧气体形成从炉排出的一部分的气态流出物。
7、关于本申请装置的预期前景，重要的是减少有害物的排放，例如温室气体的工业排放，例如co2。
8、已经开发了各种方法，从而可能以物理方法(例如低温分离)和/或化学方法(例如化学循环)来捕集存在于气态流出物中、尤其存在于工业气态流出物中的co2。
9、但是，大多数目前可用的捕集co2的工业方法仅仅对于处理高流量的气态流出物而言是成本有效的，例如由大规模工业场所产生的那些气态流出物。
10、由玻璃熔融炉、包括大尺寸的连续炉例如浮法炉(用于制造浮法玻璃的炉)产生的气体流出物的量不足以通过现有技术以成本有效的方式捕集co2
11、因为任何co2排放都对温室气体效应做出贡献，所以期望能减少从玻璃熔融装置的co2排放，对于玻璃熔融装置而言通过已知的ccus方法捕集co2并不是成本有效的。
12、jp-a-2012001392描述了一种适用于玻璃熔融炉的co2捕集方法。如jp-a-2012001392中所述，已知对于制造玻璃，原料是通过用天然气、重质油和重整天然气烃、衍生自生物质的燃料、石油基燃料例如汽油和轻质油、油砂等来加热和熔融。这种燃烧产生含有二氧化碳的燃烧气体。
13、在这种方法中为了在不降低品质和玻璃生产效率的情况下减少二氧化碳排放，在jp-a-2012001392中建议使含co2的燃烧气体在从玻璃熔融炉排出之后与碱性氢氧化物的水溶液接触，从而得到碱式碳酸盐，所述碱式盐随后用作玻璃熔融炉中的原料。
14、jp-a-2011037706公开了一种方法，其中在包括熔融区和精制区的玻璃熔融炉中制备熔融的玻璃。熔融区通过安装于顶部的氧基燃料燃烧器来加热，使得其火焰朝下。将粉末状原料的混合物经由所述氧基燃料燃烧器引入熔融区中。辅助的安装于顶部的氧基燃料燃烧器也使其火焰朝下，该燃烧器安装在精制区中以加热后者。根据所述玻璃熔融方法的一个实施方案，从炉排出的烟道气在集尘器中除尘。与jp-a-2012001392的公开内容相似，将全部或一部分的经除尘的烟道气引入填装石灰(氧化钙)的塔中，从而获得碳酸钙。所得的碳酸钙形成一部分的粉末状原料混合物，将其经由氧基燃料燃烧器引入熔融区中。
15、全电式玻璃熔融炉也是已知的。在这些炉中，向炉中的供热没有通过燃烧化石能源来提供，而是完全通过电能经由电极来提供。
16、除了燃烧气体之外，在至少部分地通过燃烧燃料来加热的玻璃熔融炉的情况下，来自炉的气态流出物包含在炉中从进料释放的化学化合物。所述释放的化学化合物也包括co2。
17、这是由于这一事实：可玻璃化的固体进料也是co2排放的来源。除了氧化硅(sio2)之外，进料通常还含有功能添加剂，例如熔剂(也称为融合剂)、稳定剂、着色剂等。
18、某些添加剂，特别是碱金属碳酸盐和/或碱土金属碳酸盐，在炉内离解，由此将co2释放到在炉中位于进料上方的气氛中。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是进一步减少从玻璃熔融工艺排放的co2，且不需要昂贵的方法和装置。
2、本专利技术建议一种玻璃熔融方法，其包括将可玻璃化的固体进料引入炉中的阶段(称为阶段a.)；在该炉中加热和熔融所述进料的阶段(称为阶段b.)，从而得到已熔融的玻璃；从该炉排出已熔融的玻璃的阶段(称为阶段c.)；和从该炉排出气态流出物的阶段(称为阶段d.)。
3、在阶段a.中引入炉的进料包含至少一种碱金属碳酸盐或碱土金属碳酸盐。
4、在阶段b.中，所述至少一种碳酸盐进行离解反应。然后释放气态co2。
5、在阶段d.的过程中从炉排出的气态流出物含有co2。在气态流出物中的co2包含由于在进料中的碳酸盐的上述离解反应而释放的气态co2，而且还可以包含其它来源的气态co2，例如在燃烧碳基燃料以加热炉时产生的co2。
6、此方法还包括阶段e.，其中在阶段d.的过程中从炉排出的气态流出物用于通过用在所述气态流出物中存在的co2进行碳酸化反应来制备碱金属碳酸盐或碱土金属碳酸盐形式的至少一种添加剂。将由此制得的至少一部分的添加剂并入在阶段a.中引入炉的进料中。
7、以此方式，在从炉排出的气态流出物中存在的至少一部分co2通过碳酸化反应来捕集并循环至炉中，而不是排放到大气中。
8、在本专利技术的玻璃熔融方法中，在阶段b.中的加热如下进行：
9、·通过电加热，或
10、·通过非碳基燃料(12)与氧化剂(13)的燃烧，或
11、·通过非碳基燃料(12)与氧化剂(13)的燃烧，并且与电加热组合，或
12、·通过非碳基燃料(12)与氧化剂(13)的燃烧和通过碳基燃料与氧化剂的燃烧，或
13、·通过非碳基燃料(12)与氧化剂(13)的燃烧和通过碳基燃料与氧化剂的燃烧，并且与电加热组合。
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1.一种玻璃熔融方法，其包括以下阶段：
2.根据权利要求1所述的方法，其中用于在阶段b.中加热进料(11)的至少一部分的热量是通过燃烧选自氢气和氨的非碳基燃料(12)来提供。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中用于在阶段b.中加热进料(11)的至少一部分的热量是通过燃烧来提供，其中氧化剂(13)选自空气或富氧空气。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中对于在阶段e.中的碳酸化，使气态流出物(20)在碳酸化器(30)中与要在阶段e.中制备的碳酸盐对应的碱金属或碱土金属的氧化物(31)和/或氢氧化物接触。
5.根据权利要求4所述的方法，其中碳酸化器(30)是间歇碳酸化器、流化床碳酸化器或夹带床碳酸化器。
6.根据权利要求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℃的温度下进行，优选550℃至800℃，更优选550℃至700℃。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的方法，其中将气态流出物(20)在引入碳酸化器(30)之前冷却到预定的温度或温度范围，所述预定温度或所述预定温度范
8.根据权利要求4-7中任一项所述的方法，其中将气态流出物(20)在引入碳酸化器(30)之前在一个或多个热交换器(40)中冷却。
9.根据权利要求8所述的方法，其中在冷却所述气态流出物(20)的过程中，从气态流出物(20)提取的热能用于加热氧化剂(13)和/或非碳基燃料(12)，其中用于在阶段b.中加热进料(11)的至少一部分的热量是通过燃烧来提供，且其中在冷却所述气态流出物(20)的过程中被加热的氧化剂(13)和/或燃料(12)用于通过经加热的氧化剂(13)和/或经加热的燃料(12)的燃烧来加热在炉(1)中的进料(11)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中炉(1)是间歇炉、半间歇炉或连续炉。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在阶段e.的过程中制备选自碳酸钠、碳酸钙、碳酸钾、碳酸镁、碳酸锂或碳酸钡的至少一种添加剂(33)。
12.根据权利要求11所述的方法，其中在阶段e.的过程中制备选自碳酸钠、碳酸钙和碳酸钾的至少一种添加剂(33)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中玻璃选自钠钙玻璃和硼硅酸盐玻璃。
...【技术特征摘要】
1.一种玻璃熔融方法，其包括以下阶段：
2.根据权利要求1所述的方法，其中用于在阶段b.中加热进料(11)的至少一部分的热量是通过燃烧选自氢气和氨的非碳基燃料(12)来提供。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中用于在阶段b.中加热进料(11)的至少一部分的热量是通过燃烧来提供，其中氧化剂(13)选自空气或富氧空气。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中对于在阶段e.中的碳酸化，使气态流出物(20)在碳酸化器(30)中与要在阶段e.中制备的碳酸盐对应的碱金属或碱土金属的氧化物(31)和/或氢氧化物接触。
5.根据权利要求4所述的方法，其中碳酸化器(30)是间歇碳酸化器、流化床碳酸化器或夹带床碳酸化器。
6.根据权利要求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℃的温度下进行，优选550℃至800℃，更优选550℃至700℃。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的方法，其中将气态流出物(20)在引入碳酸化器(30)之前冷却到预定的温度或温度范围，所述预定温度或所述预定温度范围有利地是600℃至1000℃，优选650℃至950℃，更...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·齐阿瓦，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：
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