CN108449939B - 玻璃熔炉中的热化学再生和热回收 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了来自玻璃熔炉的气态燃烧产物在通过再生器后被用于加热玻璃制造进料并热解所述进料上的有机材料。将气态热解产物和所述燃烧产物与重整燃料结合并通过在先前循环中经加热的再生器以形成合成气，将所述合成气进料到所述熔炉中并燃烧。
Description
技术领域
本发明涉及在诸如玻璃熔炉的熔炉中的燃烧，其中材料被进料到熔炉中并且通过在熔炉内发生的燃烧的热量被加热和/或熔化。
背景技术
已经为高温炉开发了许多不同的来自热烟气的废热回收系统。它们包括用以预热用于燃烧的氧化剂(诸如空气和氧气)的再生器和换热器，用以产生蒸汽的废热锅炉，用以将材料固体进料到熔炉中的预热器以及用于加热和重整燃料的热化学换热器和再生器。在用燃料和氧气烧制的玻璃熔炉中，诸如美国专利No.5,921,771所述的单个废热回收系统(诸如氧气加热再生器)可以仅回收热烟气中可用的一部分废热。通过将两个或更多个不同的热回收系统并联或串联组合，可回收来自热烟气的更多废热。例如，可将废热锅炉安装在初级高温热回收系统的下游以产生蒸汽并且冷却烟气。另一个示例是将氧气加热再生器和热化学换热器或热化学再生器合并。
美国专利No.6,113,874公开了可用于采用再生器的熔炉的热化学热回收方法，其中在熔炉中形成的燃烧产物流通过第一再生器以加热第一再生器并冷却燃烧产物，然后经冷却的燃烧产物的一部分与燃料合并以形成混合物，该混合物通过第二经加热的再生器，其中该混合物经历吸热反应以形成合成气，然后该合成气进入熔炉中并燃烧。
本发明包括通过在下游中合并批料或碎玻璃预热系统来改进该热回收方法，特别可用于玻璃制造。
发明内容
本发明的一个方面是在玻璃熔炉中进行燃烧的方法，该方法包括：
(A)在玻璃熔炉中燃烧燃料以产生气态燃烧产物，以及
(B)交替地
(1)(a)将来自熔炉的气态燃烧产物通入经冷却的第一再生器中并穿过经冷却的第一再生器以加热第一再生器并冷却所述气态燃烧产物，
(b)使来自所述第一再生器的所述经冷却的气态燃烧产物的至少第一部分(其意指至多100％)与包含有机物质的固体玻璃制造材料进行热交换，以进一步冷却经冷却的气态燃烧产物并加热玻璃制造材料，并且热解包含在其上的有机物质以形成热解产物，以及
(c)将经进一步冷却的气态燃烧产物、气态热解产物和燃料通入经加热的第二再生器中，并且在第二再生器中使气态燃烧产物、气态热解产物和燃料在吸热反应中反应以形成包含氢气和CO的合成气，并将来自第二再生器的所述合成气通入熔炉中并在熔炉中燃烧合成气，以及
(d)将所述经加热的玻璃制造材料进料到所述熔炉中；以及
(2)(a)将来自熔炉的气态燃烧产物通入经冷却的第二再生器中并穿过经冷却的第二再生器以加热第二再生器并冷却所述气态燃烧产物，
(b)使来自所述第二再生器的所述经冷却的气态燃烧产物的第一部分(其意指至多100％)与包含有机物质的固体玻璃制造材料进行热交换，以进一步冷却经冷却的气态燃烧产物并加热玻璃制造材料，并且热解包含在其上的有机物质以形成气态热解产物，以及
(c)将经进一步冷却的气态燃烧产物、气态热解产物和燃料通入经加热的第一再生器中，并且在第一再生器中使气态燃烧产物和燃料在吸热反应中反应以形成包含氢气和CO的合成气，并将来自第一再生器的所述合成气通入熔炉中并在熔炉中燃烧合成气，以及
(d)将所述经加热的玻璃制造材料进料到所述熔炉中。
与固体玻璃制造材料的热交换可以通过直接接触热交换、间接热交换或直接和间接热交换的组合进行。在直接接触热交换中，固体玻璃制造材料通过与气态燃烧产物和由固态玻璃制造材料与气态燃烧产物混合形成的气态热解产物直接接触而被加热。这可以通过使玻璃制造材料的碎片和颗粒流以及气态燃烧产物同时流过同一管或其它通道来实现，在其中气体流过碎片与颗粒之间的空间并接触它们的表面以将热量传递到玻璃制造材料。在间接接触热交换中，固体玻璃制造材料不与气态燃烧产物直接接触，并且由固体玻璃制造材料形成的气态热解产物不与热交换单元内的气态燃烧产物混合。气流和玻璃制造材料彼此不接触，而是通过允许热量在气体与固体玻璃制造材料之间流动的屏障(诸如相邻管之间的金属壁)物理分隔。
如本文所用，“热解”意指热分解材料以形成气体、液体和固体产物，引起或不引起材料经历化学反应(诸如部分氧化)，其改变材料的分子结构或分子量或产生反应产物，而不将材料100％完全氧化成完全氧化的最终产物，诸如二氧化碳和水。如本文所用，“气态热解产物”是通过热解形成的气体产物，并且其可以包含可在气相中运输的液体和/或固体的精细颗粒。
本发明的另一个方面利用通过预热要进料到熔炉中的气态氧化剂的上述方法。
例如，该方面是在玻璃熔炉中进行燃烧的方法，该方法包括：
(A)在玻璃熔炉中燃烧燃料以产生气态燃烧产物，以及
(B)交替地(1)(i)将来自熔炉的第一量的气态燃烧产物通入经冷却的第一再生器中并穿过经冷却的第一再生器，以加热第一再生器并冷却所述第一量的气态燃烧产物，
(ii)将来自熔炉的第二量的气态燃烧产物通入经冷却的第二再生器中并穿过经冷却的第二再生器，以加热第二再生器并冷却所述第二量的气态燃烧产物，
(iii)使来自所述第一再生器、来自所述第二再生器或来自所述第一再生器和第二再生器两者的经冷却的气态燃烧产物与包含有机材料的固体玻璃制造材料进行热交换，以进一步冷却所冷却的气态燃烧产物并加热玻璃制造材料，并且热解玻璃制造材料中的有机材料以形成气态热解产物，并且将所述经加热的玻璃制造材料进料到所述熔炉中，
(iv)将重整燃料、经进一步冷却的气态燃烧产物、气态热解产物和来自所述第一再生器的经冷却的气态燃烧产物、来自所述第二再生器的经冷却的气态燃烧产物或来自所述第一再生器和第二再生器两者的经冷却的气态燃烧产物通入经加热的第三再生器中，
(v)在有效形成包含氢气和一氧化碳的合成气的条件下，使气态燃烧产物和重整燃料和气态热解产物在第三再生器中发生吸热反应，并由此冷却第三再生器，
(vi)将气态氧化剂通入经加热的第四再生器中并穿过经加热的第四再生器以加热气态氧化剂并冷却第四再生器，以及
(vii)将来自所述第三再生器的所述合成气和任何未反应的热解产物通入所述熔炉中，将来自第四再生器的所述经加热的气态氧化剂通入熔炉中，并且在熔炉中燃烧合成气、任何未反应的热解产物和所述经加热的气态氧化剂；
同时保持从所述第一再生器和第二再生器出来的燃烧产物的温度差异为300F或更小；以及
(2)(i)将来自熔炉的第一量的气态燃烧产物通入经冷却的第三再生器中并穿过经冷却的第三再生器，以加热第三再生器并冷却所述第一量的气态燃烧产物，
(ii)将来自熔炉的第二量的气态燃烧产物通入经冷却的第四再生器中并穿过经冷却的第四再生器，以加热第四再生器并冷却所述第二量的气态燃烧产物，
(iii)将来自所述第三再生器、来自所述第四再生器或来自所述第三再生器和第四再生器两者的经冷却的气态燃烧产物与包含有机材料的固体玻璃制造材料进行热交换，以进一步冷却所冷却的气态燃烧产物并加热玻璃制造材料，并且热解玻璃制造材料中的有机材料以形成气态热解产物，并且将所述经加热的玻璃制造材料进料到所述熔炉中，
(iv)将重整燃料、经进一步冷却的气态燃烧产物、气态热解产物和来自所述第三再生器的经冷却的气态燃烧产物、来自所述第四再生器的经冷却的气态燃烧产物或来自所述第三再生器和第四再生器两者的经冷却的气态燃烧产物通入经加热的第一再生器，
(v)在有效形成包含氢气和一氧化碳的合成气的条件下，使气态燃烧产物和重整燃料和热解产物在第一再生器中发生吸热反应，并由此冷却第一再生器，
(vi)将气态氧化剂通入经加热的第二再生器中并穿过经加热的第二再生器以加热气态氧化剂并冷却第二再生器，以及
(vii)将来自所述第一再生器的所述合成气和任何未反应的热解产物通入所述熔炉中，将来自第二再生器的所述经加热的气态氧化剂通入熔炉中，并且在熔炉中燃烧合成气、任何未反应的热解产物和所述经加热的气态氧化剂；同时保持从所述第三再生器和第四再生器出来的燃烧产物的温度差异为300F或更小。
附图说明
图1和图1a为本发明实施方案的流程图。
图2和图3为图1和图1a的实施方案的部分的剖视图。
图4和图4a为本发明其它实施方案的流程图。
图5和图6为图4和图4a的实施方案的部分的剖视图。
图7a和图7b和图7c为本发明实施方案的示意图。
具体实施方式
本发明可用于熔炉，诸如玻璃熔炉、用于加热和/或熔化金属和矿石的熔炉；焚烧炉；水泥窑；其中材料被送入熔炉中，并且通过在熔炉内发生的燃烧热量而被加热和/或熔化。燃烧发生在燃料之间，燃料可以是任何可燃的气态烃或雾化液态烃(优选地包含C1-C4化合物诸如甲烷)以及如本文所述产生的合成气，以及气态氧化剂，其包括空气和含氧量比空气更高的任何气态混合物。
本发明在本文中对一个优选类型的熔炉进行了具体的详细描述，即采用从高温烟气排气流中重新捕获可用热量的热回收方法的熔炉。该热回收方法分两个循环进行，这两个循环在本文中称为烟道循环和重整循环。这两个循环在两个或更多个方格填充的再生器中交替执行。热回收方法的实施优选地与熔炉和其他燃烧装置相关联，这些装置采用“富氧”燃烧方法，这意味着燃料与具有至少50体积％氧气、以及优选地至少80体积％氧气、更优选至少90体积％氧气、并甚至至少99体积％氧气的氧气含量的气态氧化剂一起燃烧，因为通过富氧燃烧产生的烟气具有较高的H2O和CO2浓度，这两者均促进在本发明方法中使用的吸热重整反应。在烟道循环期间，第一再生器中的方格提取并储存从熔炉中送入再生器中并穿过该再生器的高温烟气中的热量。然后，在重整循环中，将离开第一再生器的冷却烟气的一部分(本文中称为再循环烟气或RFG)送入另一再生器中并与燃料流混合(本文中称为重整燃料或RF)。在下面的描述中，出于说明的目的，纯甲烷(CH4)被描述为重整燃料。其他符合要求的重整燃料包括任何烃类含量较高的可燃气体、气体混合物或汽化液体燃料，包括但不限于天然气、丙烷和LPG(液化石油气)。主要包含H2和CO的燃料(诸如由煤气化产生的发生炉煤气)不适合作为重整燃料。因此，重整燃料应包含至少25体积％的一种或多种式CH4和/或CXHY的气态烃，其中X为2至4，并且Y为X至(4X-2)。
在重整循环中，如本文所述，RFG/重整燃料混合物进入其中方格已受热的第二再生器中，并穿过第二再生器流向熔炉。穿过第二再生器的RFG/RF混合物的温度通过从已预热的方格中提取热量而继续增加。随着RGF/RF混合物穿过第二再生器，其达到热离解反应和重整反应开始发生并持续发生的温度，从而产生包括H2和CO的产物。这些反应是吸热的，并且促进这些反应所需的热量从受热的方格中吸收。燃料的热离解反应被称为裂化反应并产生许多燃料物质，诸如H2、C2H2、C2H4和烟灰。重整反应产生通常包含一种或多种组分诸如H2、CO和包含H2O、CO2和CH4的未反应气体的气态组合物。由此产生的气态组合物在本文中也称为“合成气”。从第二再生器中出来的气态产物混合物进入熔炉，并在熔炉中可燃气态成分与氧化剂一起燃烧，以提供用于加热和/或熔化熔炉中材料的热能。该燃烧也可以燃烧与气态产物一起存在的任何烟灰的一部分。
如下面更全面地描述的，用于在炉中燃烧的气态氧化剂在被送入熔炉中之前先被加热。通过将其通入并穿过先前已被加热的再生器来进行加热。同时，在熔炉内形成的一部分气态燃烧产物通过另一个再生器从熔炉中排出，以加热该再生器。
一段时间之后，颠倒两个再生器的操作，即将在烟道循环中使用的再生器切换到重整循环，并且将在重整循环中使用的再生器切换到烟道循环。在颠倒之前，停止重整燃料的流动并且继续RFG的流动，直到再生器中的一些或全部残留重整燃料和合成气从再生器中被吹扫出并在熔炉中燃烧。该吹扫步骤还用于去除沉积在再生器中的方格表面上的烟灰，因为烟灰与RFG反应并被气化。在这种颠倒时，由输出烟气加热的再生器被切换以开始加热输入的氧化剂，并且用于加热输入氧化剂的再生器被切换，使得离开熔炉的烟气通过再生器以重新对其进行加热以用于加热氧化剂。又一段时间之后，再次颠倒两对再生器的操作。颠倒的时机可由经过的时间，或者由其他标准诸如从处于烟道循环的第一再生器离开的烟气的温度来确定。颠倒过程根据预定的机制和方案实施，其中根据具体的时机按顺序打开和关闭阀门。
下面结合图1至图3描述本发明的一个方面的操作和控制。用在端壁(3)上配有两个再生器的马蹄焰玻璃熔炉(10)作为示例。
如图1所示，马蹄焰玻璃熔炉(10)具有进料站(20)，在该进料站中包括固体玻璃制造材料的进料(30)(称为批料和/或碎玻璃)被填装到熔炉中进行加热和熔化。下文进一步描述了加热站(20)和任选的加热站(20A)。熔融玻璃从熔炉(10)的流出表示为(90)。熔炉(10)在熔炉左侧配备有第一再生器(100)，并在熔炉右侧配备有第二再生器(200)。两个再生器的垂直剖面图在图2和图3中详细示出。
如图2所示，再生器(200)处于烟道循环中，其中烟气流(50)从熔炉(10)的内部进入炉颈(240)，然后流经氧分析仪(250)流至再生器(200)的顶部空间(530)。随着烟气流流过再生器(200)内方格之间的通道而使方格(表示为(520))受热，并通过支撑在拱(510)上的气体通道(515)进入室底部空间(500)，该拱也支撑整个方格床的重量。如图1所示，在熔炉(10)中产生的烟气的一部分(52)可通过部分打开的阀(350)分流至管道(70)中，然后进入烟囱(340)以排出，这意味着这部分烟气不重新进入熔炉，而是排放到大气中和/或传送至用于储存和/或进一步处理的一个或多个其他站或这些目的地的任何组合。为了实现最大热回收，优选的是关闭阀(350)，使得基本上全部炉烟气作为烟气流(50)进入再生器(200)。
如图1和图2中所见，经冷却的烟气流(201)离开管道(260)中的再生器(200)，穿过打开阀(210)，分成两股流(204)和(204A)。
将玻璃制造材料(209)进料到进料站(20)中，其中玻璃制造材料可被加热，然后进料到熔炉(10)中。玻璃制造材料(209)包括固体材料，其在熔融时形成熔融的玻璃，然后可形成玻璃制品。玻璃制造材料可包括被称为碎玻璃的材料，其包括玻璃碎片，诸如经回收的玻璃容器和瓶子。流中的玻璃制造材料(209)，尤其是碎玻璃，在其中或其上包含有机物质，这意指在分子结构中至少具有碳和氢，以及任选氧的任何固体、半固体或液体物质。有机物质的示例包括碳水化合物、烃、聚合物、脂肪酸、蜡、脂肪和其它甘油酯，并且包括诸如纸和粘合剂物质的物质。玻璃制造材料(209)还可以包含当熔融形成玻璃或进入反应以形成玻璃时的材料。此类材料被称为“批料”；示例包括二氧化硅砂、苏打灰、石灰石、白云石、钠、钙、镁和钾的其它碳酸盐、硫酸盐、氧化物和氢氧化物。如果存在，则批料材料也可在其中包含有机物质。
将经冷却的气态燃烧产物(烟气)的流(201)分成两个流(204)和(204A)。流(204)是待用作重整反应的再生器(100)中的反应物的再循环烟气(RFG)。流(204)通入站(20)中并穿过站(20)，在站中其加热站(20)中的玻璃制造材料(209)，并由此被进一步冷却。经进一步冷却的烟气(206)包含来自玻璃制造材料(209)的气态热解产物并离开站(20)，穿过ID(引风)风扇300和阀(360)，在位置(127)处与来自流(130)的重整燃料混合并以流(128)进料到再生器(100)的底部。要进料到再生器(100)中的重整燃料由管道(130)通过阀(120)提供。适合的重整燃料包括甲烷(优选)以及任何其他可燃的气体、气体混合物或汽化液体燃料，包括但不限于天然气、丙烷和LPG(液化石油气)。
将由站(20)生产的经加热的玻璃制造材料219通过进料器(21)进料到熔炉(10)中。
将经冷却的气态燃烧产物流(204A)通入任选的批料/碎玻璃加热单元(20A)中，其中流(204A)加热单独地进料到单元(20A)中的玻璃制造材料(209A)。在该实施方案中，玻璃制造材料(209A)可以是批料或碎玻璃，但应基本上不含有机物质。将在站(20A)中加热的玻璃制造材料(209A)进料到熔炉(10)中。经进一步冷却的烟气(206A)离开站(20A)，穿过ID风扇(300A)并且可被传送到排气口(340)。将经加热的玻璃制造材料(219A)通过进料器(21)进料到熔炉(10)中。
应该注意的是，站(20A)可以替代为有效地利用流(204A)中所包含的热量的任何其它热回收部件。其它热回收部件的示例包括将给水转化成蒸汽的锅炉。
流(204)与玻璃制造材料之间以及流(204A)与玻璃制造材料之间的热交换优选地通过直接热交换进行，这是优选的，但可通过间接热交换或直接和间接热交换的组合进行。
在站(20)中，气流(204)热解玻璃制造材料所包含的有机物质。气态热解产物与离开站(20)的气流(206)结合。直接热交换有利于这种结合，因为气态热解产物在热解时立即加入气流中。当采用间接热交换时，经加热的玻璃制造材料可以通过已知的方式从离开间接热交换器时所夹带的气体中分离出来，并且通过合适的管道可将含有气态热解产物的回收气流进料到流(206)中。
图1a示出了其中站(20)采用间接热交换的布置。气态热解产物(229)在该布置中未加入流(206)中，而是混入再循环的烟气(RFG)流(303)中并进料到重整再生器(100)中。烟气流(301)不含气态热解产物(229)并且被排放到烟囱(340)中。
热解无法将所有有机物质完全转化为完全氧化的形式，即二氧化碳和水。因此，热解产物包括可以参与诸如重整和燃烧的反应的化合物。在再生器(100)和(200)的重整反应中不反应的任何热解产物进入熔炉(10)中并在那里完全燃烧。
气流(204)在其与站(20)中的玻璃制造材料接触时通常处于800F至1200F的温度。一些玻璃制造材料的软化和粘附可在1000F或更低的温度下发生，这可防止站20中的玻璃制造材料的平滑流动。应当控制流(204)的最大气体温度以避免粘附问题。进入站(20)的玻璃制造材料可处于环境温度或更高温度下。含有有机物质的玻璃制造材料应该被气流(204)加热到至少300F，优选地至少500F的温度。这通过适当调节气流(204)的温度以及气体和玻璃制造材料彼此接触的时间长度来实现。用于提供期望的气体固体接触的合适设备在该技术领域中是已知的。
如图3所示，来自流(130)的重整燃料(RF)在管道(128)的位置(127)处与RFG(303)相交并混合，该管道还与再生器(100)的底部空间(400)连通。该RFG/RF混合物通过拱(410)上的气体通道(415)进入再生器(100)内已预热的方格组(420)中。由于烟气从熔炉通入再生器(100)中并穿过该再生器，再生器(100)已经在先前的循环中受热。RFG/RF混合物的温度随着其流过再生器(100)的方格组而增加。当RFG/RF的温度变得足够高并且达到重整温度时，发生热离解反应和吸热重整反应，其中重整燃料(例如CH4)与RFG中的CO2和H2O反应并形成CO、H2，以及可能的烟灰。吸热重整反应所需的热量取自受热的方格。重整反应随着RFG/RF混合物继续朝顶部空间(430)行进而继续。气态流(425)(本文中称为“重整”或“合成气”气流)从方格组(420)的顶部离开。流(425)具有高温并且可以包括诸如CO、H2、烟灰、未反应的CH4以及未反应的CO2和H2O的物质。流(425)穿过炉颈(140)和氧传感器(150)，并进入熔炉(10)。该流在例如1800F至2500F范围内的温度下离开方格组(420)。
用于燃烧合成气的氧化剂由具有打开阀(115)的导管(135)提供。该氧化剂可以是空气，或者其可以具有高于空气的氧气含量，即至少21体积％，并且优选地等于或高于80体积％，更优选地等于或高于90体积％，或甚至至少99体积％。
通常，当一个再生器处于烟道循环中，另一个再生器处于重整循环中(如图1所示)时，热回收过程进行约20至40分钟或者直到重整再生器中的方格太冷而不能提供足够的热量来促进所需的吸热化学反应。此时，现在本文继续描述再生器(200)处于烟道循环中且再生器(100)处于重整循环中的情况，熔炉(10)发生颠倒，其中再生器(200)转换至重整循环用于热量回收，并且再生器(100)转换至烟道循环用于热量积聚。在颠倒之前，再生器(100)中剩余的合成气将被吹扫到熔炉(10)中。在这种情况下，首先通过关闭阀(120)终止向再生器提供重整燃料，同时让来自鼓风机(300)的RFG继续流动。再生器(100)中剩余的合成气被RFG(例如，以下面描述的方式)吹扫指定的时间量，使得再生器中的几乎所有合成气都被排到熔炉中并完全燃烧。
在颠倒时，来自熔炉的烟气通过再生器(100)，其中再生器(100)被加热并且烟气被冷却，并且其一部分通向排气口(如本文所定义的)，并且烟气的一部分(或余量)被通向站(20)或者也通向站(20A)，并且烟气的一部分或余量不通过站(20)和(20A)。不通向排气口，通过站(20)或绕过那些站的烟气与燃料混合，并且混合物通过再生器(200)并进入熔炉内。打开已关闭的阀(110)，关闭阀(210)，并关闭阀(360)，并打开阀(380)，以允许经加热的烟气从再生器(100)朝向并通过站(20)和鼓风机(300)经过，并且在作为该烟气的一部分(204)的流(320)与通过已关闭但现在已打开的阀(220)进入的重整燃料(230)混合后，允许该烟气的一部分的流通入再生器(200)中。由于在此阶段不发生由通过阀(115)的氧化剂辅助的燃烧，关闭曾打开的阀(115)，并且打开阀(225)。重整燃料和再循环烟气以及含有气态热解产物的经进一步冷却的烟气的所得混合物在再生器(200)中发生在本文所述的先前循环的再生器(100)中发生的吸热重整反应，以产生通入熔炉(10)中的合成气流(425)，该合成气流在熔炉中与通过阀(225)进料的氧化剂(235)燃烧。
在热回收过程期间，熔炉(10)可与其他燃烧器诸如(60)和(65)共烧，使得合成气火焰(40)和燃烧器火焰(62)和(64)并存。此外，当重整再生器(即(100)或(200)视情况而定)正在经历上述吹扫顺序时，燃烧器(60)和(65)在颠倒过程中可能烧制或者可能不烧制。为了实现最大热回收，优选的是，燃烧器(60)和(65)不与合成气火焰(40)共烧。还优选的是，在吹扫顺序期间，燃烧器(60)和(65)不进行烧制。
本发明还可用于其中用于熔炉中燃烧的氧化剂在再生器中预热的实施方案，所述再生器由来自熔炉的气态燃烧产物循环预热。也就是说，参照图4、图4a、图5和图6，用于合成气燃烧的经加热的氧化剂通过管道(135)供应到熔炉(10)。该氧化剂可以是空气，或者它可具有高于空气的氧气含量，即至少21体积％、以及优选地等于或高于80体积％、更优选地等于或高于90体积％、或甚至至少99体积％的氧气含量。氧化剂由合适的来源诸如储罐或空气分离单元(其示例已知且可通过商购获得)通过管道(605)以及进入并穿过加热的再生器(600)提供。再生器(600)可以具有常规的结构和操作模式，其中方格组(691)支撑在拱(692)上，气体通道(693)通过拱存在以允许气体在方格组(691)和底部空间(694)之间流动。在该操作循环中，气态氧化剂从管线(606)流入底部空间(694)，进入方格组(691)中并穿过方格组(691)，至顶部空间(695)并进入管线(135)。氧化剂在再生器(600)中加热并从再生器(600)进入管道(135)并进入熔炉内。阀(115)打开以允许氧化剂流入管线(606)，氧化剂通过管线流入再生器(600)。在此循环中，关闭了用于控制流动通过并流出再生器(600)进入管道(610)的烟气流量的阀(620)，其中该阀连接鼓风机(300)的入口(吸入侧)。在这里描述的另一个循环中，阀位置被颠倒，并且烟气沿着相反的方向从管线(135)流入并穿过再生器(600)至管线(606)。
在这个操作循环中，参照图4、图4a和图5，一些气态燃烧产物(烟气)从熔炉(10)流出进入管道(235)，并从其进入并穿过再生器(700)。再生器(700)可具有常规结构和操作模式，其中方格组(791)被支撑在拱(792)上，存在通过该拱的气体通道(793)，该气体通道允许气体流过顶部空间(795)并流过方格组(791)到达底部空间(794)。来自管线(235)的这种燃烧产物流加热再生器(700)。燃烧产物被冷却并经管道(701)和(710)离开再生器(700)。在该循环中，打开控制烟气流过并流出再生器(700)进入通道(701)和(710)的阀(720)，并且在下一个循环中，关闭控制氧化剂从合适的来源(诸如储罐)或从空气分离单元从管道(705)流入并流过经加热的再生器(700)的阀(225)。在本文描述的其它循环中，阀位置被颠倒，并且烟气沿着相反的路径从管线(710)流入并流过再生器(700)并通过管线(235)进入熔炉(10)中。
另外，再次参照图4、图4a和图5，经冷却的烟气流(710)通过阀(720)、连接管线(204)，并进入站(20)，使得来自再生器(700)的烟气也可用于预热玻璃制造材料并热解存在于进料到站(20)的玻璃制造材料(209)上的有机物质。在也使用任选的第二站(20A)的情况下，管线(204A)可将烟气从管线(710)输送到站(20A)中。
在该实施方案中，流(206)包含从再生器(200)或再生器(700)或再生器(200)和(700)两者获得的经进一步冷却的烟气。流(206)还包含如上所公开的由玻璃制造材料中的有机物质形成的气态热解产物。
图4a示出了站(20)采用间接热交换的布置。气态热解产物(229)在该布置中未加入流(206)中，而是混入再循环的烟气(RFG)流(303)中并进料到重整再生器(100)中。烟气流(301)不含气态热解产物(229)并且被排放到烟囱(340)中。
来自氧化剂再生器(600)和(700)的烟气与含有有机物质的玻璃制造材料之间的热交换也产生如上所述的气态热解产物，其包含在交替通入再生器(100)和(200)的气流(也包含RF和RFG)中，并且在其中发生吸热重整反应以产生进入熔炉(10)并燃烧的合成气。在重整反应中未反应的任何未反应的热解产物进入熔炉中，并在熔炉中完全燃烧。
当用于加热氧化剂的再生器被充分冷却并且将加热氧化剂的另一个再生器被充分加热时，循环被颠倒。此时，烟气从熔炉(10)通过再生器(600)，然后通过阀(620)到达站(20)和任选站(20A)。
通常，当再生器(100)和(200)中的一个处于烟道循环中，并且这些再生器中的另一个处于重整循环中(如图4中所见)，并且氧化剂再生器(600)和(700)中的一个处于氧化剂加热模式，并且一个被通过其的烟气重新加热时，热回收过程进行约20至40分钟或者直到重整再生器中的方格太冷而不能提供足够的热量来促进所需的吸热化学反应。此时，现在继续本文的描述，其中再生器(200)处于烟道循环并且再生器(100)处于重整循环，并且氧化剂在再生器(600)中被加热并且被送入熔炉中，同时气态燃烧产物离开熔炉(10)并且加热再生器(700)，熔炉(10)的操作经历颠倒，其中再生器(200)转换到用于热回收的重整循环，再生器(100)转换到用于热积聚的烟道循环，再生器(600)转换成接收烟气以重新加热再生器(600)，并且再生器(700)转换成接收并加热通过它进入熔炉内的氧化剂。在颠倒之前，再生器(100)中剩余的合成气和再生器(600)中剩余的氧化剂将被吹扫到熔炉(10)中。在这种情况下，首先通过分别关闭阀(120)和阀(115)终止供应至发生器(100)的重整燃料和供应至再生器(600)的氧化剂，然后打开氧化剂吹扫管线阀(365)以使RFG从鼓风机(300)流经管线(320)和(305)通过阀(365)进入管线(606)。再生器(100)中剩余的合成气和再生器(600)中剩余的氧化剂通过RFG吹扫指定的时间量，使得再生器(100)中的几乎所有合成气和再生器(600)中的所有氧化剂都被排出到熔炉中并完全燃烧。
颠倒之后，来自熔炉的烟气穿过再生器(100)，然后烟气的一部分通到排气口(如本文所定义)而一部分或剩余部分与燃料混合，并且该混合物穿过再生器(200)并进入熔炉。打开曾关闭的阀(110)，关闭阀(210)，然后关闭阀(360)并且打开曾经关闭的阀(380)，以允许受热烟气从再生器(100)朝鼓风机(300)传送并穿过鼓风机，并且允许该烟气的一部分(303)在与重整燃料(230)混合后通入再生器(200)中，该重整燃料通过曾关闭但现打开的阀(220)进入。由于在此阶段不发生由通过阀(115)的氧化剂辅助的燃烧，关闭曾打开的阀(115)，并且打开阀(225)。所得的重整燃料与再循环烟气的混合物在再生器(200)中发生如本文所述在先前循环的再生器(100)中发生的吸热重整反应，以产生合成气，该合成气通入并穿过炉颈(240)并且然后进入熔炉(10)中，在该熔炉中其与来自管道(237)的通过阀(225)送入后加热过的氧化剂一起燃烧。此外，颠倒时，烟气穿过再生器(600)，并且氧化剂通过再生器(600)的流动被切断，而从熔炉通过再生器(700)的烟气流被切断，并且氧化剂开始流过再生器(700)进入熔炉。阀(115)和(720)关闭，阀(620)和(225)打开。
在颠倒之前，再生器(200)中剩余的合成气和再生器(700)中剩余的氧化剂将被吹扫到熔炉(10)中。在这种情况下，首先通过分别关闭阀(220)和阀(225)终止供应至发生器(200)的重整燃料和供应至再生器(700)的氧化剂，然后打开氧化剂吹扫管线阀(385)以使RFG从鼓风机(300)流经管线(301)和管线(307)至管线(710)和(701)。再生器(200)中剩余的合成气和再生器(700)中剩余的氧化剂通过RFG吹扫指定的时间量，使得再生器(200)中的几乎全部合成气以及再生器(700)中的全部氧化剂被排出到熔炉并完全燃烧。
因此可以看出，在一个循环中，与重整燃料(130)和气态热解产物一起进料到再生器(100)的再循环烟气(721)可以包括来自再生器(200)的再循环烟气、来自再生器(700)的再循环烟气或来自再生器(200)和(700)两者的再循环烟气。在另一个循环中，与重整燃料(230)和气态热解产物一起进料到再生器(200)的再循环烟气(610)可包含来自再生器(100)的再循环烟气、来自再生器(600)的再循环烟气或来自再生器(100)和(600)两者的再循环烟气。
气流(204)在其与站(20)中的玻璃制造材料接触时通常处于800F至1200F的温度。一些玻璃制造材料的软化和粘附可在1000F或更低的温度下发生，这可防止站20中的玻璃制造材料的平滑流动。应当控制流(204)的最大气体温度以避免粘附问题。进入站(20)的玻璃制造材料可处于环境温度或更高温度下。含有有机物质的玻璃制造材料应该被气流(204)加热到至少300F，优选地至少500F的温度。这通过适当调节气流(204)的温度以及气体和玻璃制造材料彼此接触的时间长度来实现。用于提供期望的气体固体接触的合适设备在该技术领域中是已知的。
本发明利用上述装置和程序来获得意想不到的优点。
一个优点是有机物质的热值在熔炉内被利用，这增加了整个方法的效率。另一个优点是，该方法避免了如果将含有机物质的碎玻璃材料简单地直接进料到熔炉内，则可能产生气味和排放责任的风险。又一个优点是，因为离开站(20)的冷却烟气温度低得多，所以整个TCR过程所需的烟气再循环设备的尺寸和成本大大降低。在正常的TCR过程中，经冷却的烟气温度为约1200F至1400F，并且将该流的一部分再循环以产生重整气体混合物。再循环烟气回路包括风扇、管道和许多阀，所有这些都必须能够处理气体高温，这需要昂贵的不锈钢。通过比较，根据可用于预热的碎玻璃量，经冷却的烟气的温度预计在200F至500F的范围内。因此，再循环烟气的实际体积流量(以及因此再循环烟气回路中的风扇、管道和阀的尺寸)大幅减少。
而且，在采用再生器中的氧预热的实施方案中(图4至图6)，出乎意料地发现，在每个这样的循环中，应当操作气态燃烧产物通过其而穿过的一对再生器，以便维持两组条件中的任一个或两个。一组条件是应保持从再生器流出的(将用于在下一循环提供热量给吸热反应的)气态燃烧产物的摩尔流量与从再生器流出的(将用于在下一循环中预热将加热并通入熔炉中的氧化剂的)气态燃烧产物的摩尔流量之间的比率，从而当RFG/RF摩尔比为1:1并且摩尔烟气流量与摩尔RFG/RF混合物流量的比率为2:1时，该比率小于70:30。该比率优选小于65:45，并且至少为55:45。该比率的更优选范围是(57至65):(43至35)。
与美国专利No.6,113,874先前的教导内容相反，本发明人还发现，当将要送入熔炉的氧化剂在单独的再生器中加热时(其中该再生器已通过从熔炉流经其的烟气加热)，以低于0.5的RFG/RF摩尔比，或者甚至无RFG流，即以RFG/RF摩尔比为0操作重整再生器是有利的。当无RFG与RF混合时，不会发生重整反应；然而，一些燃料组分会裂化形成氢气、C2H4、C2H2、烟灰和许多其他物质。这些裂化反应也是吸热的，并且有助于从再生器中回收热量到气态物质中。当无再循环烟气与“重整燃料”混合时，应保持从再生器流出的(用于加热再生器并因此在下一循环提供热量给吸热反应的)气态燃烧产物的摩尔流量与从再生器流出的(用于在下一循环中预热将加热并通入熔炉中的氧化剂的)气态燃烧产物的摩尔流量之间的比率，使得该比率小于65:35。该比率优选小于60:40，并且更优选地至少为50:50。该比率的更优选范围是(55至60):(45至40)。
特别有利的是，离开熔炉的燃烧产物的总量是将燃烧产物送入再生器的两个管道中的那些。可以通过位于每个再生器下游的管道中的适当计量装置，以及通过适当设定用于调节每个管道中气体流量的阀来监测和实施相应摩尔流量之间的期望关系。例如，在一个循环中，这些摩尔流量是管道(201)和(710)中的那些，而在另一个循环中，这些摩尔流量是管道(128)和(610)中的那些。
在包括再生器循环使用以预热氧化剂的本发明的实施方案中维持的另一组条件是提供离开每对再生器的气态燃烧产物流的温度应彼此在300F或更小的范围内，优选地在200F范围内，以及更优选地彼此在100F或更小的范围内，燃烧产物在每个交替循环中流过该再生器(即，参照图1，一个循环中的再生器(200)和(700)，以及另一个循环中的再生器(100)和(600))。换句话说，这两种气态燃烧产物流之间的温差应为300F或更低，优选地200F或更低，更优选地100F或更低。参考图4，这是指在一个循环中流(201)和(710)的温度之间的差异，以及在另一个循环中流(128)和(610)的温度之间的差异。这些温度可以用常规的和可商购获得的设备容易地测量和比较。将相应的温度差保持在指示的彼此接近范围内的一个有利的方式是通过调节从熔炉流入和通过每个再生器的每个燃烧产物流的摩尔流量，其中该再生器在给定的循环中被燃烧产物加热。
这里提供了典型温度，用于用玻璃熔炉来操作本发明。
进入再生器(200)的烟气流(240)通常处于2500F至3000F，并且离开再生器(200)的流(201)通常处于500F至1000F。进入再生器(700)的流(235)通常也处于2500F至3000F，并且离开再生器(700)的流(701)通常处于500F至1000F。进入再生器(100)的经混合的再循环烟气和重整燃料的流(128)通常处于300F至1000F，并且重整产物的流(140)通常处于1800F至2400F。进入再生器(600)的氧化剂的流(606)通常处于零度F或环境温度下，至多100F。离开再生器(600)的加热氧化剂的流(135)通常处于1800F至2400F。
每个再生器内的温度预计将在每个循环中上升和下降，并且再生器内不同位置的温度将不同。在利用典型玻璃熔炉的本发明的操作中，循环开始时再生器(200)内的温度在再生器底部处可为约500F至900F以及在顶部处为1800F至2300F，并且可预期在该循环结束时上升至在底部处为约600F至1000F以及在顶部处为1900F至2400F的温度。在同一循环中，循环开始时再生器(700)内的温度在再生器底部处可为约500F至900F以及在顶部处为1800F至2300F，并且可预期在该循环结束时上升至在底部处为约600F至1000F以及在顶部处为1900F至2300F的温度。在同一循环中，循环开始时再生器(100)内的温度在再生器底部处可为约600F至1000F以及在顶部处为1900F至2400F，并且可预期在该循环结束时冷却至在底部处为约500F至900F以及在顶部处为1800F至2300F的温度。在同一循环中，循环开始时再生器(600)内的温度在再生器底部处可为约600F至1000F以及在顶部处为1900F至2400F，并且可预期在该循环结束时冷却至在底部处为约500F至900F以及在顶部处为1800F至2300F的温度。
如果循环大约每20分钟颠倒一次，则可以预计出现这些数字。当循环颠倒不太频繁时，每个循环开始和结束时的温度之间的差异(本示例中为100F)预期将更大，并且如果循环颠倒的频率减半，即每40分钟颠倒一次，则温度差甚至为这些数字的两倍，即约200F。
实施例1
在使用2.6MW电动助力的由天然气与氧气(“氧-燃料”)燃烧烧制的350吨/天(tpd)玻璃熔炉中，装入熔炉中的碎玻璃的量相当于由该熔炉产生的玻璃的50％。天然气输入为38.1MMBtu HHV/hr，并且电动助力为熔炉提供8.4MMBtu/hr的净能量。炉壁热损失为6.4MMBtu/hr，并且熔炉内产生的熔融玻璃含有23.4MMBtu/hr的可熔和化学能。热平衡的余量是在2700F下16.3MMBtu HHV/hr的烟气热损失以及0.3MMBtu/hr的烟道口辐射损失。
在装有TCR和下游直接接触碎玻璃预热器(20A)的同一熔炉中进行进一步的热回收，均如图1所示并如图7a所示，温度为2700F的热烟气离开熔炉并进入再生器(200)。采用经组合的TCR-碎玻璃预热器系统，燃料输入减少24.7％，达到28.7MMBtu HHV/hr。来自熔炉的烟气流量为约154,000SCFH，并且离开再生器(200)的烟气温度经计算为约1000F。如果烟气温度太高而不能直接引入下游碎玻璃预热站(20)，可以任选地使用注水或烟气再循环来调节烟气温度。
来自再生器(200)的烟气被分成两个流(204)和(204A)。将流(204)引入碎玻璃预热器站(20)，该站还装有含有有机杂质(诸如食物残渣和纸)的消费后碎玻璃(外部碎玻璃)。在这个实施例中，约70％的碎玻璃是消费后的碎玻璃，并且约30％的碎玻璃是内部产生的干净的碎玻璃。在RFG/NG质量比为1的情况下，将约28,000SCFH的烟气引入站(20)中，并且将含有有机热解产物的离开站(20)的经冷却的烟气再循环，与重整燃料混合，并且注入再生器(100)中用于热量回收、合成气形成和在方格组中的气态热解产物的破坏。可将流(204)(126,000SCFH)引入任选的热回收站，诸如干净碎玻璃预热器或批料预热器或废热锅炉，并在通过合适的烟气清洁系统后排放到大气。
实施例2
与实施例1中所述相同的熔炉装备有TCR、氧气预热再生器和碎玻璃预热器部分(20)，如图4至图6所示以及图7b中所示。在2700F的温度下的热烟气离开熔炉并进入再生器(200)和(700)。在经组合的热回收系统中，燃料输入减少28.9％，达到27.1MMBtu HHV/hr。来自熔炉的烟气流量为约147,000SCFH，并且双O2-TCR后的烟气温度经计算为约765F。来自再生器(200)和(700)的烟气被分成流(204)和(204A)。将流(204)用作重整反应物并引入直接接触的碎玻璃预热器(20)中，该预热器装有含有有机杂质(诸如食物残渣和纸)的消费后碎玻璃。在这个实施例中，约70％的碎玻璃是消费后的碎玻璃，并且约30％的碎玻璃是内部产生的干净的碎玻璃。在RFG/NG流量比为1的情况下，将约27,000SCFH的烟气引入预热器(20)中，并且将含有有机热解产物的预热器(20)后的经冷却的烟气再循环，与重整燃料混合，并且注入TCR再生器(100)中用于热量回收，合成气形成和在方格组中的气态热解产物的破坏。将流(204A)(120,000SCFH)引入任选的热回收单元(20A)，诸如干净碎玻璃预热器或批料预热器或废热锅炉，并在通过合适的烟气清洁系统后排放到大气。
流(204)的流量的优选范围部分地取决于用于TCR操作的RFG与NG流量的优选比率，其在0.5至3之间。存在用以汽化水并热解碎玻璃中的有机物质的流(204)的优选的最小流量。使有机物质的热解最大化是优选的，因为含有有机物质的碎玻璃影响熔炉内熔融期间的玻璃氧化还原，并使碎玻璃中有机物质含量的变化最小化。通过热解碎玻璃和批料中的有机物质，玻璃产物的氧化还原变得更加稳定，这有利于熔炉的操作。
实施例3
与实施例1中所述相同的熔炉装备有TCR和间接式碎玻璃预热器部分(20)，如图1a所示以及图7c中所示。在2700F的温度下的热烟气离开熔炉并进入再生器(200)。在经组合的TCR-间接式碎玻璃预热器系统中，燃料输入减少至约27.5MMBtu HHV/hr。来自熔炉的烟气流量为约147,000SCFH，并且离开再生器(200)的烟气温度经计算为约1000F。如果烟气温度太高而未被直接引入下游碎玻璃预热站(20)，可以任选地使用注水或烟气再循环来调节烟气温度。
将来自再生器(200)的烟气引入间接碎玻璃预热器站(20)中，该站装有含有有机杂质(诸如食物残渣和纸)的内部碎玻璃和消费后碎玻璃(外部碎玻璃)。将所有烟气引入站(20)中，并且将有机热解产物与再循环的烟气(RFG)混合，并与重整燃料一起注入再生器(100)中用于热回收、合成气形成以及在方格组中的气态热解产物的破坏。
Claims (12)
1.一种在玻璃熔炉中进行燃烧的方法，所述方法包括：
(A)在玻璃熔炉中燃烧燃料以产生气态燃烧产物，以及
(B)交替地执行以下步骤(1)中的子步骤(a)-(d)和以下步骤(2)中的子步骤(a)-(d)：
(1)(a)将来自所述熔炉的气态燃烧产物通入经冷却的第一再生器中并穿过经冷却的第一再生器以加热所述第一再生器并冷却所述气态燃烧产物，
(b)使来自所述第一再生器的所述经冷却的气态燃烧产物的第一部分与包含有机物质的固体玻璃制造材料进行热交换，以进一步冷却所述经冷却的气态燃烧产物并加热所述玻璃制造材料，并且热解包含在其上的有机物质以形成热解产物，以及
(c)将所述经进一步冷却的气态燃烧产物、热解产物和燃料通入经加热的第二再生器中，并且在所述第二再生器中使所述气态燃烧产物、热解产物和燃料在吸热反应中反应以形成包含氢气和CO的合成气，并将来自所述第二再生器的所述合成气通入所述熔炉中并在所述熔炉中燃烧所述合成气，以及
(d)将所述经加热的玻璃制造材料进料到所述熔炉中；以及
(2)(a)将来自所述熔炉的气态燃烧产物通入经冷却的第二再生器中并穿过经冷却的第二再生器以加热所述第二再生器并冷却所述气态燃烧产物，
(b)使来自所述第二再生器的所述经冷却的气态燃烧产物的第一部分与包含有机物质的固体玻璃制造材料进行热交换，以进一步冷却所述经冷却的气态燃烧产物并加热所述玻璃制造材料，并且热解包含在其上的有机物质以形成热解产物，以及
(c)将所述经进一步冷却的气态燃烧产物、热解产物和燃料通入经加热的第一再生器中，并且在所述第一再生器中使所述气态燃烧产物、热解产物和所述燃料在吸热反应中反应以形成包含氢气和CO的合成气，并将来自所述第一再生器的所述合成气通入所述熔炉中并在所述炉中燃烧所述合成气，以及
(d)将所述经加热的玻璃制造材料进料到所述熔炉中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(B)(1)(b)、或(B)(2)(b)或两者中，所述热交换是直接的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(B)(1)(b)、或(B)(2)(b)或两者中，所述热交换是间接的。
4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括交替地使来自所述第一再生器的所述经冷却的气态燃烧产物的一部分与固体玻璃制造材料的第二流进行热交换，以进一步冷却经冷却的气态燃烧产物的所述部分并加热玻璃制造材料的所述第二流，并且将玻璃制造材料的所述经加热的第二流进料到所述熔炉中；以及使来自所述第二再生器的所述经冷却的气态燃烧产物的一部分与固体玻璃制造材料的第二流进行热交换，以进一步冷却经冷却的气态燃烧产物的所述部分并加热玻璃制造材料的所述第二流，并且将玻璃制造材料的所述经加热的第二流进料到所述熔炉中。
5.根据权利要求1所述的方法，其中来自所述第一再生器的由其热交换形成的经进一步冷却的气态燃烧产物和来自所述第二再生器的由其热交换形成的经进一步冷却的气态燃烧产物包含热解产物。
6.根据权利要求1所述的方法，其中来自所述第一再生器的所述经冷却的气态燃烧产物和来自所述第二再生器的所述经冷却的气态燃烧产物在其间接热交换中被进一步冷却，并且所述间接热交换不在其中形成热解产物。
7.一种在玻璃熔炉中进行燃烧的方法，所述方法包括：
(A)在玻璃熔炉中燃烧燃料以产生气态燃烧产物，以及
(B)交替地执行以下步骤(1)中的子步骤(i)-(vii)和以下步骤(2)中的子步骤(i)-(vii)：
(1) (i)将来自熔炉的第一量的气态燃烧产物通入经冷却的第一再生器中并穿过所述经冷却的第一再生器，以加热所述第一再生器并冷却所述第一量的气态燃烧产物，
(ii)将来自熔炉的第二量的气态燃烧产物通入经冷却的第二再生器中并穿过所述经冷却的第二再生器，以加热所述第二再生器并冷却所述第二量的气态燃烧产物，
(iii)使来自所述第一再生器、来自所述第二再生器或来自所述第一再生器和第二再生器两者的经冷却的气态燃烧产物与包含有机材料的固体玻璃制造材料进行热交换，以进一步冷却所述经冷却的气态燃烧产物并加热所述玻璃制造材料，并且热解所述玻璃制造材料中的有机材料以形成热解产物，并且将所述经加热的玻璃制造材料进料到所述熔炉中，
(iv)将重整燃料、经进一步冷却的气态燃烧产物、热解产物以及来自所述第一再生器的经冷却的气态燃烧产物、来自所述第二再生器的经冷却的气态燃烧产物或来自所述第一再生器和第二再生器两者的经冷却的气态燃烧产物通入经加热的第三再生器中，
(v)在有效形成包含氢气和一氧化碳的合成气的条件下，在所述第三再生器中使所述气态燃烧产物和所述重整燃料以及热解产物发生吸热反应，并由此冷却所述第三再生器，
(vi)将气态氧化剂通入经加热的第四再生器中并穿过经加热的第四再生器以加热所述气态氧化剂并冷却所述第四再生器，以及
(vii)将来自所述第三再生器的所述合成气和任何未反应的热解产物通入所述熔炉中，将来自所述第四再生器的所述经加热的气态氧化剂通入所述熔炉中，并且在所述熔炉中燃烧所述合成气、任何未反应的热解产物和所述经加热的气态氧化剂；
同时保持从所述第一再生器和第二再生器出来的所述燃烧产物的温度的差异为300F或更小；以及
(2)(i)将来自所述熔炉的第一量的气态燃烧产物通入经冷却的第三再生器中并穿过所述经冷却的第三再生器，以加热所述第三再生器并冷却所述第一量的气态燃烧产物，
(ii)将来自所述熔炉的第二量的气态燃烧产物通入经冷却的第四再生器中并穿过所述经冷却的第四再生器，以加热所述第四再生器并冷却所述第二量的气态燃烧产物，
(iii)使来自所述第三再生器、来自所述第四再生器或来自所述第三再生器和第四再生器两者的经冷却的气态燃烧产物与包含有机材料的固体玻璃制造材料进行热交换，以进一步冷却所述经冷却的气态燃烧产物并加热所述玻璃制造材料，并且热解所述玻璃制造材料中的有机材料以形成热解产物，并且将所述经加热的玻璃制造材料进料到所述熔炉中，
(iv)将重整燃料、经进一步冷却的气态燃烧产物、热解产物和来自所述第三再生器的经冷却的气态燃烧产物、来自所述第四再生器的经冷却的气态燃烧产物或来自所述第三再生器和第四再生器两者的经冷却的气态燃烧产物通入经加热的第一再生器中，
(v)在有效形成包含氢气和一氧化碳的合成气的条件下，使气态燃烧产物和重整燃料和热解产物在第一再生器中发生吸热反应，并由此冷却第一再生器，
(vi)将气态氧化剂通入经加热的第二再生器中并穿过经加热的第二再生器以加热所述气态氧化剂并冷却所述第二再生器，以及
(vii)将来自所述第一再生器的所述合成气和任何未反应的热解产物通入所述熔炉中，将来自所述第二再生器的所述经加热的气态氧化剂通入所述熔炉中，并且在所述熔炉中燃烧所述合成气、任何未反应的热解产物和所述经加热的气态氧化剂；
同时保持从所述第三再生器和第四再生器出来的所述燃烧产物的温度的差异为300F或更小。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在步骤(B)(1)(iii)、或(B)(2)(iii)或两者中，所述热交换是直接的。
9.根据权利要求7所述的方法，其中在步骤(B)(1)(iii)、或(B)(2)(iii)或两者中，所述热交换是间接的。
10.根据权利要求7所述的方法，所述方法还包括交替地使来自所述第一再生器、来自所述第二再生器或来自所述第一再生器和第二再生器两者的所述经冷却的气态燃烧产物的一部分与固体玻璃制造材料的第二流进行热交换，以进一步冷却经冷却的气态燃烧产物的所述部分并加热玻璃制造材料的所述第二流，并且将玻璃制造材料的所述经加热的第二流进料到所述熔炉中；以及使来自所述第三再生器、来自所述第四再生器或来自所述第三再生器和第四再生器两者的所述经冷却的气态燃烧产物的一部分与固体玻璃制造材料的第二流进行热交换，以进一步冷却经冷却的气态燃烧产物的所述部分并加热玻璃制造材料的所述第二流，并且将玻璃制造材料的所述经加热的第二流进料到所述熔炉中。
11.根据权利要求7所述的方法，其中在其热交换中形成的来自所述第一再生器、来自所述第二再生器或来自所述第一再生器和第二再生器两者的所述经进一步冷却的气态燃烧产物含有热解产物，并且在其所述热交换中形成的来自所述第三再生器、来自所述第四再生器或来自所述第三再生器和第四再生器两者的所述经进一步冷却的气态燃烧产物含有热解产物。
12.根据权利要求7所述的方法，其中来自所述第一再生器、来自所述第二再生器或来自所述第一再生器和第二再生器两者的所述经冷却的气态燃烧产物以及来自所述第三再生器、来自所述第四再生器或来自所述第三再生器和第四再生器两者的所述经冷却的气态燃烧产物在其间接热交换中进一步冷却，并且所述间接热交换在其中不形成热解产物。
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