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具有非常低至零CO2排放的玻璃熔融方法技术

技术编号:42058846 阅读:34 留言:0更新日期:2024-07-16 23:37
本发明专利技术涉及一种用于熔融可玻璃化材料以生产平板玻璃的方法,该方法包括以下步骤:(i)提供熔炉,该熔炉包括至少一个具有电加热装置的熔融槽、具有氧燃烧加热装置的澄清槽、将熔融槽和澄清槽分隔开的颈部、位于所述熔融槽处的入口装置和位于该澄清槽下游的出口装置;(ii)将该可玻璃化材料装入具有入口装置的所述熔融槽中,该可玻璃化材料包含原材料和碎玻璃,碎玻璃的量为可玻璃化材料的总量的至少10重量%;(iii)在将所述碎玻璃装入该至少一个熔融槽中之前,至少部分地通过从该熔炉中回收热量来进行碎玻璃预热;(iv)通过用该电加热装置加热,在所述熔融槽中熔融该可玻璃化材料;(v)通过用该氧燃烧加热装置加热使该澄清槽中的熔体澄清,该氧燃烧加热装置被供给有气体和/或氢气;(vi)使该熔体通过该出口装置从该澄清槽流到工作区;(vii)从烟道气中捕获CO<subgt;2</subgt;,所述烟道气具有至少35%的CO<subgt;2</subgt;浓度;电输入分数范围为50%至85%,并且该捕获CO<subgt;2</subgt;的步骤包括压缩和/或脱水步骤。该方法显示出非常低的CO<subgt;2</subgt;指纹图谱,并且在经济上是可行的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及一种玻璃熔融方法,其旨在将熔融的玻璃连续地供应到平板玻璃形成设施(如浮法设施或轧制设施)。特别地,本专利技术涉及一种玻璃熔融方法,其提供许多优点,尤其是在co2方面,尤其是co2排放和捕获方面。本专利技术更特别地涉及但不限于用于平板玻璃的熔融方法,该方法涉及大规模生产能力(即,最高达1000吨/天或更多)。


技术介绍

1、全球变暖和减少co2排放的要求增加了玻璃制造商的压力,而且增加了能源价格和co2税,这些可能很快便会严重威胁到玻璃行业的竞争力。

2、在采取紧急行动减少碳排放的背景下,玻璃工业多年来在其制造过程的脱碳方面投入很多,以便生产出适合可持续、资源高效、低碳社会的玻璃商品。

3、为了实现转型,玻璃行业已经确认了许多解决方案/技术来接近这一宏伟目标,如例如,使用电力作为能源、使用如h2或沼气的可替代的和更环保的能源、使用替代原材料、增加碎玻璃作为原材料的使用、热回收、co2捕获利用和储存(或ccus),……

4、然而,所有这些技术伴随着严重的缺点或实际实施中的问题,或从经济角度来看是不可行的。因此,仍然迫切需要有一种玻璃熔融方法,其允许大幅减少co2的排放量,但同时保持玻璃制造商在经济上可以接受。

5、关于使用电力作为能源:已知使用电能熔融玻璃原材料的熔炉显示出co2排放的减少,而且显示出总能耗的减少。在这样的配置中,熔融炉包括浸入并且通常位于槽的底部处的电极,这些电极允许电流/功率通过熔融玻璃浴并从其本体加热熔融玻璃浴。然而,当需要高品质的玻璃时,由于严重的温度和玻璃对流/流动问题,在平板玻璃技术中没有采用其中加热功率完全由电力供应的玻璃熔融炉。

6、因此,用于平板玻璃的常规玻璃熔融炉通常仅用电力“助熔”,采用将燃烧加热装置(即燃烧器)和电加热装置(如浸入电极)相结合的所谓的“混合”配置。然而,在这样的已知的“电助熔燃烧炉”中,电输入分数被限制到总能量输入的最大10%-15%,从而阻碍充分受益于电熔融的能耗方面的优势。

7、最近,在欧洲专利申请ep 21200998.9(其特此通过引用并入本文)中描述的新的熔炉的特定设计允许在“混合”熔炉中达到显著更高的电输入分数,即超过50%。

8、关于使用可替代的和更环保的能源如氢气h2或沼气:即使很明显它们将在环境/能耗/co2排放方面带来优势,但是严重的限制也阻碍了它们在玻璃工业中的广泛使用(缺乏沼气的可用性,以及h2的价格昂贵(这使得迄今为止h2作为熔融玻璃原材料的唯一能源在经济上是不可行的解决方案))。

9、关于热回收:从烟道气中回收废热已经广泛应用于玻璃工业中,用于在高于1000℃的温度下预热进入熔炉的燃烧空气,或分别在高于400℃和500℃的温度下预热气体和氧气(“hotox”)。除此之外,来自烟道气的废热也可以用于预热可玻璃化材料,尤其是碎玻璃。然而,已知预热原材料/碎玻璃不能与电熔融相结合,因为在这种情况下由原材料释放的烟道气温度太低。

10、关于使用co2捕获:通常,工业过程/设备中的co2捕获过程由两个步骤组成:(i)通过与分离材料的选择性反应从废气混合物中分离co2(“吸收”co2)和(ii)通过逆反应再生所用材料(“解吸”co2)。分离材料可以通过按顺序重复步骤(i)和(ii)而被重新用于co2捕获。呈溶剂或膜或多孔吸附剂形式的胺是迄今为止在工业中co2捕获过程中使用最广泛的材料,因为该技术是成熟的,并且可以经由可逆反应有效分离胺和co2。然而,这种胺方法(例如,使用水性mea)仍然是一种不佳的选择,特别是在迄今为止玻璃工业的特定背景下,这至少由于以下主要原因:

11、-在已知的玻璃制造方法中,燃烧气体/烟道气显示出低浓度的co2(一般而言,按体积计低于30%并且通常大约10%-20%),以及由于存在许多其他组分(主要是n2、h2o、o2、nox、sox等),纯度低,从而极大地影响了co2捕获过程的效率;以及

12、-胺-co2捕获过程需要大量的能量以便再生胺吸附剂(解吸过程),从而影响总能耗(以及取决于所用能源的潜在地co2排放,这在目前情况下显然是适得其反的)。

13、此外,已知的玻璃制造方法产生非常高的烟道气体积或流速,无论使用何种方法,当想从那些烟道气中捕获co2时,这也直接影响到投资和运营成本。

14、专利技术目的

15、本专利技术的目的是克服上文关于现有技术所描述的缺点并解决技术问题,即,通过提供一种玻璃熔融方法来生产平板玻璃,与经典的熔融炉相比,该玻璃熔融方法显示出减少的总体能耗和减少的co2排放。

16、本专利技术的另一目的是提供一种玻璃熔融方法来生产平板玻璃,与经典的熔融炉相比,该玻璃熔融方法显示出减少的总体能耗和减少的co2排放,即,在经济上是可行的。

17、本专利技术的另一目的是提供一种玻璃熔融方法来生产平板玻璃,与经典的熔融炉相比,该玻璃熔融方法显示出减少的总体能耗和减少的co2排放,同时允许简单且有成本效益的co2捕获。


技术实现思路

1、本专利技术涉及一种用于熔融可玻璃化材料以生产平板玻璃的方法,该方法包括以下步骤:

2、-提供熔炉,所述熔炉包括(i)至少一个包括电加热装置的熔融槽,(ii)设有氧燃烧加热装置的澄清槽,(iii)将所述至少一个熔融槽和所述澄清槽分隔开的至少一个颈部,(iv)位于所述至少一个熔融槽处的入口装置和(v)位于所述澄清槽下游的出口装置;

3、-将所述可玻璃化材料装入具有所述入口装置的所述至少一个熔融槽中,所述可玻璃化材料包含原材料和碎玻璃,碎玻璃的量为可玻璃化材料的总量的至少10重量%;

4、-在将所述碎玻璃装入所述至少一个熔融槽中之前,至少部分地通过从所述熔炉中回收热量来进行碎玻璃预热;

5、-通过用所述电加热装置加热,在所述至少一个熔融槽中熔融所述可玻璃化材料;

6、-通过用所述氧燃烧加热装置加热使所述澄清槽中的熔体澄清,所述氧燃烧加热装置被供给有气体和/或氢气;

7、-使所述熔体通过所述出口装置从所述澄清槽流到工作区;

8、-从烟道气中捕获co2,所述烟道气具有至少35%的co2浓度;

9、其中其电输入分数范围为50%至85%,并且其中从烟道气中捕获co2的步骤包括压缩和/或脱水步骤。

10、因此,本专利技术基于一种新颖的且创造性的方法。特别地,本专利技术人已经发现,在生产平板玻璃的玻璃熔融方法中,通过组合:

11、-使用具有特定分段设计的熔炉(将电加热的熔融区和燃烧加热的澄清区分隔开),

12、-使用氧气作为助燃剂,

13、-使用气体和/或氢气作为可燃物,

14、-在可玻璃化材料中使用最小量的碎玻璃,

15、-使用碎玻璃预热的步骤,以及

16、-使用特定的电输入分数,

17、可以同时获得:

18、-总能耗的显著降低;本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于熔融可玻璃化材料以生产平板玻璃的方法,所述方法包括以下步骤:

2.根据前一项权利要求所述的用于熔融可玻璃化材料的方法,其特征在于,所述碎玻璃的量为所述可玻璃化材料的总量的至少30重量%。

3.根据前述权利要求所述的用于熔融可玻璃化材料的方法,其特征在于,所述氧燃烧加热装置被供给有至少50%的氢气、并且优选地至少80%的氢气。

4.根据前述权利要求所述的用于熔融可玻璃化材料的方法,其特征在于,所述烟道气具有至少40%的CO2浓度。

5.根据前一项权利要求所述的用于熔融可玻璃化材料的方法,其特征在于,所述烟道气具有至少50%的CO2浓度。

6.根据前述权利要求所述的用于熔融可玻璃化材料的方法,其特征在于,从烟道气中捕获CO2的所述步骤基本上由压缩和/或脱水步骤组成。

7.根据前述权利要求所述的用于熔融可玻璃化材料的方法,其特征在于,所述方法进一步包括从所述烟道气中消除酸性组分的步骤。

8.根据前一项权利要求所述的用于熔融可玻璃化材料的方法,其特征在于,从所述烟道气中消除酸性组分的所述步骤在捕获CO2的所述步骤之前或与其同时进行。

9.根据前述权利要求所述的用于熔融可玻璃化材料的方法,其特征在于,所述碎玻璃预热步骤的碎玻璃的最高温度为450℃。

10.根据前述权利要求所述的用于熔融可玻璃化材料的方法,其特征在于,所述方法进一步包括在辅助熔融槽中预熔融所述碎玻璃的至少一部分并使经预熔融的碎玻璃流到所述至少一个熔融槽的步骤。

11.根据前述权利要求所述的用于熔融可玻璃化材料的方法,其特征在于,所述原材料包含小于25重量%的碳酸盐化合物。

12.一种用于进行根据权利要求1-11所述的方法的熔炉。

...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于熔融可玻璃化材料以生产平板玻璃的方法,所述方法包括以下步骤:

2.根据前一项权利要求所述的用于熔融可玻璃化材料的方法,其特征在于,所述碎玻璃的量为所述可玻璃化材料的总量的至少30重量%。

3.根据前述权利要求所述的用于熔融可玻璃化材料的方法,其特征在于,所述氧燃烧加热装置被供给有至少50%的氢气、并且优选地至少80%的氢气。

4.根据前述权利要求所述的用于熔融可玻璃化材料的方法,其特征在于,所述烟道气具有至少40%的co2浓度。

5.根据前一项权利要求所述的用于熔融可玻璃化材料的方法,其特征在于,所述烟道气具有至少50%的co2浓度。

6.根据前述权利要求所述的用于熔融可玻璃化材料的方法,其特征在于,从烟道气中捕获co2的所述步骤基本上由压缩和/或脱水步骤组成。

7.根据前述权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:F·比乌勒B·西蒙斯N·波施瓦Z·哈比比F·法西洛
申请(专利权)人:旭硝子欧洲玻璃公司
类型:发明
国别省市:

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