JPH04231328A - ガラス製造の一貫処理法 - Google Patents
ガラス製造の一貫処理法Info
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- JPH04231328A JPH04231328A JP3180378A JP18037891A JPH04231328A JP H04231328 A JPH04231328 A JP H04231328A JP 3180378 A JP3180378 A JP 3180378A JP 18037891 A JP18037891 A JP 18037891A JP H04231328 A JPH04231328 A JP H04231328A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料の改質および、熱
とプロセス流れの一貫処理を伴った高酸素ガラス製造炉
の改良処理に関する。詳述すれば、本発明は、ガラス製
造炉に市場で純粋とされる酸素を用い、炉用燃料の少く
とも部分的改質による排ガスからの熱回収に関する。そ
の際、排ガスは前記酸素が純粋であるゆえ、主として二
酸化炭素であり、かつこの二酸化炭素を回収して再循環
させ、また製品として搬出させ得る。
とプロセス流れの一貫処理を伴った高酸素ガラス製造炉
の改良処理に関する。詳述すれば、本発明は、ガラス製
造炉に市場で純粋とされる酸素を用い、炉用燃料の少く
とも部分的改質による排ガスからの熱回収に関する。そ
の際、排ガスは前記酸素が純粋であるゆえ、主として二
酸化炭素であり、かつこの二酸化炭素を回収して再循環
させ、また製品として搬出させ得る。
【０００２】
【従来の技術】ガラス製造工業は、概して極めて因襲的
な燃焼技術を利用しているガラス製造炉の効率を増大さ
せる数多くの試みを行ってきた。
な燃焼技術を利用しているガラス製造炉の効率を増大さ
せる数多くの試みを行ってきた。
【０００３】たとえば、数多くの特許が、ガラス製造炉
において高酸素燃焼ガスの使用を採り上げてきた。たと
えば、米国特許第３，３３７，３２４号は、高酸素空気
を使用して燃焼温度と伝熱速度を上昇させるガラス製造
炉でのバッチ溶融を開示する。米国特許第３，５９２，
６２２号および第３，５９２，６２３号は、オキシ−燃
料バーナーを用いると炉内でのバッチ溶融が加速される
ことを示唆している。米国特許第３，６２７，５０４号
は、浸漬バーナーがバッチに添加されたガラス色素の均
質混合を促進することを開示している。米国特許第３，
８５６，４９６号は、２組の高酸素空気バーナーをガラ
ス製造炉の壁部に取り付け、炉内で回分原料溶融に用い
ることを開示している。米国特許第４，４７３，３８８
号は、低運動量オキシ−燃料火災を炉の全幅員が蔽われ
るバッチとガラスの界面に当てて溶融と精製を改善させ
ることを開示する。米国特許第４，５３１，９６０号は
、ガラス製造炉におけるバッチを、１本の空気燃料火災
と１本の酸素燃料火災の組み合わせを用いて加熱するこ
とを教示する。米国特許第４，５３９，０３５号は、酸
素バーナーを炉壁の上部に取り付けて火災を下方方向に
射出し、その火災の回りにカレットを注いでカレットを
加熱し、炉壁の保護をすることを開示する。米国特許第
４，６２２，００７号と第４，６４２，０４７号は、材
料たとえばガラスの溶融に、液体冷却オキシ−燃料バー
ナーの２段燃焼設計を開示する。米国特許第４，７６１
，１３２号は、ガラス工業のＮＯｘ規制に２段燃焼の高
酸素ガスバーナーを示唆している。英国特許第２，１４
０，９１０号は、火災の長さを縮小させないガラス溶融
タンクのオキシ−燃料バーナーの設計を開示している。 １９７３年１２月刊行の「グラス、テクノロジー」第１
４巻第６号に出ているＨ．Ｒ．ミラー（Ｍｉｌｌｅｒ）
とＫ．ロイヅ（Ｒｏｙｄｓ）による「ザ．ユース．オ
ブ．オキシジェン．イン．グラスメーキング．フォーネ
シス（Ｔｈｅ Ｕｓｅ ｏｆ Ｏｘｙｇｅｎ ｉｎ Ｇ
ｌａｓｓ−ｍａｋｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅｓ）」と題す
る論文で、ガラス製造炉で行われたオキシ−燃料のテス
トが討議されている。
において高酸素燃焼ガスの使用を採り上げてきた。たと
えば、米国特許第３，３３７，３２４号は、高酸素空気
を使用して燃焼温度と伝熱速度を上昇させるガラス製造
炉でのバッチ溶融を開示する。米国特許第３，５９２，
６２２号および第３，５９２，６２３号は、オキシ−燃
料バーナーを用いると炉内でのバッチ溶融が加速される
ことを示唆している。米国特許第３，６２７，５０４号
は、浸漬バーナーがバッチに添加されたガラス色素の均
質混合を促進することを開示している。米国特許第３，
８５６，４９６号は、２組の高酸素空気バーナーをガラ
ス製造炉の壁部に取り付け、炉内で回分原料溶融に用い
ることを開示している。米国特許第４，４７３，３８８
号は、低運動量オキシ−燃料火災を炉の全幅員が蔽われ
るバッチとガラスの界面に当てて溶融と精製を改善させ
ることを開示する。米国特許第４，５３１，９６０号は
、ガラス製造炉におけるバッチを、１本の空気燃料火災
と１本の酸素燃料火災の組み合わせを用いて加熱するこ
とを教示する。米国特許第４，５３９，０３５号は、酸
素バーナーを炉壁の上部に取り付けて火災を下方方向に
射出し、その火災の回りにカレットを注いでカレットを
加熱し、炉壁の保護をすることを開示する。米国特許第
４，６２２，００７号と第４，６４２，０４７号は、材
料たとえばガラスの溶融に、液体冷却オキシ−燃料バー
ナーの２段燃焼設計を開示する。米国特許第４，７６１
，１３２号は、ガラス工業のＮＯｘ規制に２段燃焼の高
酸素ガスバーナーを示唆している。英国特許第２，１４
０，９１０号は、火災の長さを縮小させないガラス溶融
タンクのオキシ−燃料バーナーの設計を開示している。 １９７３年１２月刊行の「グラス、テクノロジー」第１
４巻第６号に出ているＨ．Ｒ．ミラー（Ｍｉｌｌｅｒ）
とＫ．ロイヅ（Ｒｏｙｄｓ）による「ザ．ユース．オ
ブ．オキシジェン．イン．グラスメーキング．フォーネ
シス（Ｔｈｅ Ｕｓｅ ｏｆ Ｏｘｙｇｅｎ ｉｎ Ｇ
ｌａｓｓ−ｍａｋｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅｓ）」と題す
る論文で、ガラス製造炉で行われたオキシ−燃料のテス
トが討議されている。
【０００４】ガラス製造炉から回収された廃熱での電気
同時発生が、様々な開示の主題となってきた。それには
、米国特許第４，５２８，０１２号も含まれていて、ガ
ラス製造炉熱交換器を離れる熱廃ガスから圧縮空気流へ
の伝熱と、その後、熱風を膨張させて電力を発生させる
ことで有用なエネルギーを回収する方法を示唆する。 減圧で膨張させた空気をその後、ガラス製造炉での燃焼
に用いる。
同時発生が、様々な開示の主題となってきた。それには
、米国特許第４，５２８，０１２号も含まれていて、ガ
ラス製造炉熱交換器を離れる熱廃ガスから圧縮空気流へ
の伝熱と、その後、熱風を膨張させて電力を発生させる
ことで有用なエネルギーを回収する方法を示唆する。 減圧で膨張させた空気をその後、ガラス製造炉での燃焼
に用いる。
【０００５】ガラス製造工業ではさらに、カレットとバ
ッチをガラス製造炉からの廃熱を用いて加熱する種々の
方法を探求してきた。それは、米国特許第３，８８０，
６３９号が、熱廃ガスを向流方向に通過させ、塊状アル
カリ性ガラスバッチに接して直接熱交換するガラス溶融
処理中の汚染軽減法に開示する。廃ガス中の硫黄化合物
を前記アルカリ性ガラスバッチと反応させることで除去
する。米国特許第４，３５０，５１２号は、カレットを
使用して熱と粒子を熱廃ガスから回収できることを示唆
する。静電機構を用いて粒子収集の強化ができる。米国
特許第４，４４１，９０６号は、ガラスバッチを、炉排
ガスで逆に加熱された加熱媒体で予熱しまた前記加熱媒
体を用いてガラスバッチを予熱する方法を示唆する。ガ
ス縮合体の媒体を洗浄する技術も含まれている。米国特
許第４，６９６，６９０号は、熱廃ガスを用いて原料、
詳述すればカレットをバンカー床で約７１６°Ｆ（約３
８０°Ｃ）の温度に予熱し、冷却廃ガスをその後、湿式
スクラバーに送ってＳＯｘ、ＮＯｘおよび粒子を除去す
る。
ッチをガラス製造炉からの廃熱を用いて加熱する種々の
方法を探求してきた。それは、米国特許第３，８８０，
６３９号が、熱廃ガスを向流方向に通過させ、塊状アル
カリ性ガラスバッチに接して直接熱交換するガラス溶融
処理中の汚染軽減法に開示する。廃ガス中の硫黄化合物
を前記アルカリ性ガラスバッチと反応させることで除去
する。米国特許第４，３５０，５１２号は、カレットを
使用して熱と粒子を熱廃ガスから回収できることを示唆
する。静電機構を用いて粒子収集の強化ができる。米国
特許第４，４４１，９０６号は、ガラスバッチを、炉排
ガスで逆に加熱された加熱媒体で予熱しまた前記加熱媒
体を用いてガラスバッチを予熱する方法を示唆する。ガ
ス縮合体の媒体を洗浄する技術も含まれている。米国特
許第４，６９６，６９０号は、熱廃ガスを用いて原料、
詳述すればカレットをバンカー床で約７１６°Ｆ（約３
８０°Ｃ）の温度に予熱し、冷却廃ガスをその後、湿式
スクラバーに送ってＳＯｘ、ＮＯｘおよび粒子を除去す
る。
【０００６】先行技術はさらに、１９８４年、アッシュ
リー出版社（Ａｓｈｌｅｅ ＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇＣｏ
ｍｐａｎｙ）発刊によるフェイ．Ｖ．トウーレィ（Ｆａ
ｙｅ Ｖ．Ｔｏｏｌｅｙ） 博士編集の「ハンドブック
．オブ．グラス．マニュファクチャー（Ｈａｎｄｂｏｏ
ｋ ｏｆ Ｇｌａｓｓ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ） 」
第１巻第３刷の第３９４頁に記述の通りに、二酸化炭素
のガラス製造工程からの回収を採り上げてきた。そこで
は二酸化炭素が、ガラス溶融液それ自体からの排ガスの
成分として全電気式ガラス溶融酸素から回収される。
リー出版社（Ａｓｈｌｅｅ ＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇＣｏ
ｍｐａｎｙ）発刊によるフェイ．Ｖ．トウーレィ（Ｆａ
ｙｅ Ｖ．Ｔｏｏｌｅｙ） 博士編集の「ハンドブック
．オブ．グラス．マニュファクチャー（Ｈａｎｄｂｏｏ
ｋ ｏｆ Ｇｌａｓｓ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ） 」
第１巻第３刷の第３９４頁に記述の通りに、二酸化炭素
のガラス製造工程からの回収を採り上げてきた。そこで
は二酸化炭素が、ガラス溶融液それ自体からの排ガスの
成分として全電気式ガラス溶融酸素から回収される。
【０００７】米国特許第４，８８２，７３６号は、ガラ
ス製造炉からの熱排ガスから、前記排ガスを溶融ガラス
の表面を流動するガラスバッチと接して向流的に熱交換
することで熱回収する技術を開示する。
ス製造炉からの熱排ガスから、前記排ガスを溶融ガラス
の表面を流動するガラスバッチと接して向流的に熱交換
することで熱回収する技術を開示する。
【０００８】煙道ガスからの若干の廃熱回収を、流動層
バッチ予熱装置を用いる回収が、「１９８４年インター
ナショナル．ガス．リサーチ．コンファレンス（１９８
４Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｇａｓ Ｒｅｓｅａｒ
ｃｈ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ）」におけるＥ．Ｆ．ドイ
ル（Ｄｏｙｌｅ） とＬ．Ｓ．ドナルドソン（Ｄｏｎａ
ｌｄｓｏｎ） による「グラス．バッチ．プレヒーティ
ング．ユーティライジング．フルーダイズド．テクノロ
ジー（Ｇｌａｓｓ Ｂａｔｃｈ Ｐｒｅｈｅａｔｉｎｇ
Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ） 」と題する論文と、１９８６年３月、ガ
ス．リサーチ．インスチテュート（Ｇａｓ Ｒｅｓｅａ
ｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）出版の「テクノロジープ
ロファイル（Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｐｒｏｆｉｌｅ）
」と題する小冊子で示唆された。
バッチ予熱装置を用いる回収が、「１９８４年インター
ナショナル．ガス．リサーチ．コンファレンス（１９８
４Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｇａｓ Ｒｅｓｅａｒ
ｃｈ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ）」におけるＥ．Ｆ．ドイ
ル（Ｄｏｙｌｅ） とＬ．Ｓ．ドナルドソン（Ｄｏｎａ
ｌｄｓｏｎ） による「グラス．バッチ．プレヒーティ
ング．ユーティライジング．フルーダイズド．テクノロ
ジー（Ｇｌａｓｓ Ｂａｔｃｈ Ｐｒｅｈｅａｔｉｎｇ
Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ） 」と題する論文と、１９８６年３月、ガ
ス．リサーチ．インスチテュート（Ｇａｓ Ｒｅｓｅａ
ｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）出版の「テクノロジープ
ロファイル（Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｐｒｏｆｉｌｅ）
」と題する小冊子で示唆された。
【０００９】ガラス製造炉での燃焼に純粋酸素の使用と
、多段式サイクロンでガラスバッチとカレットの予熱に
よる煙道ガスからの廃熱の回収を、１９８９年刊、「ア
プリケーション．オブ．ピュア−オキシジェン．ウィズ
．バッチ．プレーヒーディング．トウ．グラス．メルテ
ィング．ファーネシス（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ
Ｐｕｒｅ Ｏｘｙｇｅｎｗｉｔｈ Ｂａｔｃｈ Ｐｒ
ｅｈｅａｔｉｎｇ ｔｏ Ｇｌａｓｓ Ｍｅｌｔｉｎｇ
Ｆｕｒｎａｃｅｓ）」と題する論文でジアヤン．タン
（Ｇｉａｙａｎｇ Ｔａｎｇ）が最近示唆した。
、多段式サイクロンでガラスバッチとカレットの予熱に
よる煙道ガスからの廃熱の回収を、１９８９年刊、「ア
プリケーション．オブ．ピュア−オキシジェン．ウィズ
．バッチ．プレーヒーディング．トウ．グラス．メルテ
ィング．ファーネシス（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ
Ｐｕｒｅ Ｏｘｙｇｅｎｗｉｔｈ Ｂａｔｃｈ Ｐｒ
ｅｈｅａｔｉｎｇ ｔｏ Ｇｌａｓｓ Ｍｅｌｔｉｎｇ
Ｆｕｒｎａｃｅｓ）」と題する論文でジアヤン．タン
（Ｇｉａｙａｎｇ Ｔａｎｇ）が最近示唆した。
【００１０】若干の廃熱をガラス製造炉からの空気・燃
料の燃焼煙道ガスから回収する熱化学回収熱交換器装置
の使用を、１９８５年３月２５〜２７日亘り、ワシント
ンで開催された「第１２回エナージー．テクノロジー．
コンファレンス．アンド．エクスポジション（Ｅｎｅｒ
ｇｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
ａｎｄ Ｅｘｐｏｓｉｔｉｏｎ） 」で発表された「ザ
．サーモケミカル．レキュパレーター．システム−アド
ヴァンスド．ヒートリカバリー（Ｔｈｅ Ｔｈｅｒｍｏ
ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｃｕｐｅｒａｔｏｒ Ｓｙｓｔ
ｅｍ−Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｈｅａｔ Ｒｅｃｏｖｅ−ｒ
ｙ） 」と題する論文で、ドナルドＫ．フレミング（Ｄ
ｏｎａｌｄ Ｋ．Ｆｌｅｍｉｎｇ）とマークＪ．キンキ
ス（Ｍａｒｋ Ｊ．Ｋｈｉｎｋｉｓ）が示唆した。この
装置では、１，３００乃至１，５００°Ｆ（約７０４．
４乃至８１５．６°Ｃ）で改質する蒸気・メタンを通す
化学反応により吸収された熱は、燃料の燃焼熱を増大さ
せ、火災温度で再解放される。
料の燃焼煙道ガスから回収する熱化学回収熱交換器装置
の使用を、１９８５年３月２５〜２７日亘り、ワシント
ンで開催された「第１２回エナージー．テクノロジー．
コンファレンス．アンド．エクスポジション（Ｅｎｅｒ
ｇｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
ａｎｄ Ｅｘｐｏｓｉｔｉｏｎ） 」で発表された「ザ
．サーモケミカル．レキュパレーター．システム−アド
ヴァンスド．ヒートリカバリー（Ｔｈｅ Ｔｈｅｒｍｏ
ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｃｕｐｅｒａｔｏｒ Ｓｙｓｔ
ｅｍ−Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｈｅａｔ Ｒｅｃｏｖｅ−ｒ
ｙ） 」と題する論文で、ドナルドＫ．フレミング（Ｄ
ｏｎａｌｄ Ｋ．Ｆｌｅｍｉｎｇ）とマークＪ．キンキ
ス（Ｍａｒｋ Ｊ．Ｋｈｉｎｋｉｓ）が示唆した。この
装置では、１，３００乃至１，５００°Ｆ（約７０４．
４乃至８１５．６°Ｃ）で改質する蒸気・メタンを通す
化学反応により吸収された熱は、燃料の燃焼熱を増大さ
せ、火災温度で再解放される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ガラス溶融効率を漸進
的に増大させる様々な個所的技術が先行技術によって示
唆されてきたが、ガラス溶融作業は、今もって多量のエ
ネルギー消費を必要としながら、最少限の熱回収しかで
きない、しかもかなり大きい排出処理問題を伴っている
。
的に増大させる様々な個所的技術が先行技術によって示
唆されてきたが、ガラス溶融作業は、今もって多量のエ
ネルギー消費を必要としながら、最少限の熱回収しかで
きない、しかもかなり大きい排出処理問題を伴っている
。
【００１２】本発明の目的は、これらの効率および汚染
問題を以下にさらに詳細に示すように、改質により燃焼
熱をさらに高めた燃料の生産で熱エネルギーを回収して
克服する完全かつ独特の方法を提供するものである。
問題を以下にさらに詳細に示すように、改質により燃焼
熱をさらに高めた燃料の生産で熱エネルギーを回収して
克服する完全かつ独特の方法を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガラス製造炉
における燃焼熱を用いてガラス製造材料を溶融してガラ
ス生産する一貫処理方法において、バッチおよびカレッ
ト供給原料のガラス製造材料をガラス製造炉に入れ、燃
料を高酸素酸化体で燃焼させて加熱、溶融させること；
実質的に二酸化炭素含有燃焼生成物と供給原料揮発物か
ら成る前記ガラス製造炉から熱排ガスを除去して、工程
の下流からの排ガスの少くとも１部の相対的に冷たい再
循環流れを用いて前記排ガスを急冷することと；前記排
ガスの少くとも１部を、ガラス製造炉に供給した炭化水
素燃料の少くとも１部に接してさらに冷却して、前記炭
化水素燃料を合成ガスに改質して、前記ガラス製造炉に
燃料として供給することと；前記冷却排ガスの１部を再
循環して、ガラス製造炉からの熱排ガスを急冷すること
と；、精製ガラスを工程の製品として回収することの諸
工程からなることを要旨とする。
における燃焼熱を用いてガラス製造材料を溶融してガラ
ス生産する一貫処理方法において、バッチおよびカレッ
ト供給原料のガラス製造材料をガラス製造炉に入れ、燃
料を高酸素酸化体で燃焼させて加熱、溶融させること；
実質的に二酸化炭素含有燃焼生成物と供給原料揮発物か
ら成る前記ガラス製造炉から熱排ガスを除去して、工程
の下流からの排ガスの少くとも１部の相対的に冷たい再
循環流れを用いて前記排ガスを急冷することと；前記排
ガスの少くとも１部を、ガラス製造炉に供給した炭化水
素燃料の少くとも１部に接してさらに冷却して、前記炭
化水素燃料を合成ガスに改質して、前記ガラス製造炉に
燃料として供給することと；前記冷却排ガスの１部を再
循環して、ガラス製造炉からの熱排ガスを急冷すること
と；、精製ガラスを工程の製品として回収することの諸
工程からなることを要旨とする。
【００１４】
【作用】好ましくは、改質を蒸気・炭化水素の改質で行
うことである。
うことである。
【００１５】別の例として、改質を炭化水素・二酸化炭
素の改質で行うことである。好ましくは、この別方法に
おいて、排ガスの少くとも１部を前記炭化水素・二酸化
炭素改質で二酸化炭素源として用いることである。
素の改質で行うことである。好ましくは、この別方法に
おいて、排ガスの少くとも１部を前記炭化水素・二酸化
炭素改質で二酸化炭素源として用いることである。
【００１６】また、好ましくは、改質によりさらに冷却
された後、排ガスは少くとも１部分を、二酸化炭素生成
物と、ベント流れ、および水とに分離されることである
。さらに好ましくは、前記二酸化炭素分離を極低温蒸留
で行う。別の例として、前記二酸化炭素分離を吸着分離
で行うことである。さらに別の例として、二酸化炭素分
離を膜分離で行うことである。
された後、排ガスは少くとも１部分を、二酸化炭素生成
物と、ベント流れ、および水とに分離されることである
。さらに好ましくは、前記二酸化炭素分離を極低温蒸留
で行う。別の例として、前記二酸化炭素分離を吸着分離
で行うことである。さらに別の例として、二酸化炭素分
離を膜分離で行うことである。
【００１７】好ましくは、排ガスの１部をカレットに接
して熱交換して、排ガスを冷却し、カレットを加熱する
ことである。別の例として、排ガスをバッチに接して熱
交換し、排ガスを冷却、バッチを加熱することである。
して熱交換して、排ガスを冷却し、カレットを加熱する
ことである。別の例として、排ガスをバッチに接して熱
交換し、排ガスを冷却、バッチを加熱することである。
【００１８】また好ましくは、前記高酸素ガスが市場で
いう純粋酸素であること。さらに好ましくは、高酸素ガ
スが少くとも９３％酸素であることである。
いう純粋酸素であること。さらに好ましくは、高酸素ガ
スが少くとも９３％酸素であることである。
【００１９】好ましくは、少くとも急冷の１部分を流動
層熱交換で実施することである。また好ましくは、改質
の少くとも１部を流動層熱交換で実施することである。 最適条件では、流動層熱交換に必要な流動化ガスを再循
環ガスで供給することである。
層熱交換で実施することである。また好ましくは、改質
の少くとも１部を流動層熱交換で実施することである。 最適条件では、流動層熱交換に必要な流動化ガスを再循
環ガスで供給することである。
【００２０】好ましくは、未改質の炭化水素と合成ガス
燃料をガラス製造炉に別々に供給することである。さら
に好ましくは、炭化水素燃料をガラス製造炉の流出物端
に供給することである。
燃料をガラス製造炉に別々に供給することである。さら
に好ましくは、炭化水素燃料をガラス製造炉の流出物端
に供給することである。
【００２１】また、好ましくは、前記合成ガスの少くと
も１部を、水素流れと一酸化炭素流れとに分割すること
である。さらに好ましくは、水素の少くとも１部をガラ
ス製造炉の流出物端に供給することである。好ましくは
、水素の少くとも１部をガラス製造炉の浸漬燃焼用燃料
として用いることである。別の例として、水素の少くと
も１部をフロートガラス製造の錫浴における不活性媒体
として用いることである。
も１部を、水素流れと一酸化炭素流れとに分割すること
である。さらに好ましくは、水素の少くとも１部をガラ
ス製造炉の流出物端に供給することである。好ましくは
、水素の少くとも１部をガラス製造炉の浸漬燃焼用燃料
として用いることである。別の例として、水素の少くと
も１部をフロートガラス製造の錫浴における不活性媒体
として用いることである。
【００２２】好ましくは、排ガスを砂、蒸気、空気、液
体の水、高窒素ガスおよびその混合物または全工程を損
わない他の適当な媒体のような媒体で補足的に急冷する
ことである。
体の水、高窒素ガスおよびその混合物または全工程を損
わない他の適当な媒体のような媒体で補足的に急冷する
ことである。
【００２３】詳述すれば、本発明は、燃焼熱を用いてガ
ラス製造材料をガラス製造炉で溶融してガラスを生産す
る一貫処理法において、バッチとカレット供給原料のガ
ラス製造材料をガラス製造炉で燃料を高酸素酸化体流れ
で燃焼させて加熱、溶融することと；実質的に二酸化炭
素含有燃焼生成物からなる熱排ガスを前記ガラス製造炉
から除去し、前記排ガスを、その熱を用いて行う炭化水
素・二酸化炭素の改質で、炭化水素燃料の少くとも１部
を合成ガスに改質することにより冷却することと；前記
合成ガスを、ガラス製造炉への燃料の少くとも１部とし
てガラス製造炉に導入することと；精製ガラスを本方法
の製品として回収することとの諸工程からなるガラス生
産法である。
ラス製造材料をガラス製造炉で溶融してガラスを生産す
る一貫処理法において、バッチとカレット供給原料のガ
ラス製造材料をガラス製造炉で燃料を高酸素酸化体流れ
で燃焼させて加熱、溶融することと；実質的に二酸化炭
素含有燃焼生成物からなる熱排ガスを前記ガラス製造炉
から除去し、前記排ガスを、その熱を用いて行う炭化水
素・二酸化炭素の改質で、炭化水素燃料の少くとも１部
を合成ガスに改質することにより冷却することと；前記
合成ガスを、ガラス製造炉への燃料の少くとも１部とし
てガラス製造炉に導入することと；精製ガラスを本方法
の製品として回収することとの諸工程からなるガラス生
産法である。
【００２４】好ましくは、前記冷却排ガスの少くとも１
部分を、炭化水素・二酸化炭素改質に、その改質への二
酸化炭素源として再循環させることである。
部分を、炭化水素・二酸化炭素改質に、その改質への二
酸化炭素源として再循環させることである。
【００２５】また、好ましくは、前記冷却排ガスの少く
とも１部分を二酸化炭素生成物、ベント流れ、および水
とに分割することである。
とも１部分を二酸化炭素生成物、ベント流れ、および水
とに分割することである。
【００２６】また好ましくは、前記冷却排ガスの少くと
も１部分を再循環して、前記ガラス製造炉からの熱排ガ
スを急冷することである。
も１部分を再循環して、前記ガラス製造炉からの熱排ガ
スを急冷することである。
【００２７】好ましくは、未改質の炭化水素燃料と、前
記合成ガス燃料を、ガラス製造炉に別々に供給すること
である。さらに好ましくは、前記炭化水素燃料をガラス
製造炉の流出物端に供給することである。
記合成ガス燃料を、ガラス製造炉に別々に供給すること
である。さらに好ましくは、前記炭化水素燃料をガラス
製造炉の流出物端に供給することである。
【００２８】また好ましくは、前記合成ガスの少くとも
１部分を水素流れと一酸化炭素流れとに分割することで
ある。さらに好ましくは、水素の少くとも１部分をガラ
ス製造炉の流入物端に供給することである。好ましくは
、水素の少くとも１部分をガラス製造炉における浸漬燃
焼用燃料として用いることである。別の例として、水素
の少くとも１部分を、フロートガラス製造の錫浴におけ
る不活性媒体として用いることである。
１部分を水素流れと一酸化炭素流れとに分割することで
ある。さらに好ましくは、水素の少くとも１部分をガラ
ス製造炉の流入物端に供給することである。好ましくは
、水素の少くとも１部分をガラス製造炉における浸漬燃
焼用燃料として用いることである。別の例として、水素
の少くとも１部分を、フロートガラス製造の錫浴におけ
る不活性媒体として用いることである。
【００２９】好ましくは、前記排ガスを、砂、蒸気、空
気、液体の水、高窒素ガスとその混合物または全工程を
損わない他の適当な媒体のような媒体で補足的に急冷す
ることである。
気、液体の水、高窒素ガスとその混合物または全工程を
損わない他の適当な媒体のような媒体で補足的に急冷す
ることである。
【００３０】
【実施例】ガラス製造炉からの熱排ガスの高酸素燃焼熱
を用いて、前記炉への燃料ガスの少くとも１部を予熱、
改質するか、ガラス製造材料、すなわちバッチとカレッ
トまたはそのいずれかを予熱するかは任意とするガラス
生産の完全な方法である。排ガス中の二酸化炭素は副産
物として随意に分離、回収できる。この明細書で開示さ
れる２つの好ましい実施例の処理機構は、高酸素酸化体
（一般に、３０％以上のＯ２として定義されている市場
でいう純粋酸素、さらに好ましくは、９３％以上のＯ２
と定義されている高純度酸素ガス）を、ガラス製造炉で
の燃焼に用いるものとしていることである。高酸素酸化
体を燃焼に空気の代りに用いると、炉中のバッチ溶融の
伝熱速度を増速させるだけでなく、窒素を除去している
ので流量減少により炉胸への廃ガス顕熱損失を有効に減
少させる。このほか、高純度酸素を工程に用いると、高
純度副産物とＣＯ２の回収が経済的にさらに有利になる
。両処理機構もまた、熱排ガスからの熱を用いて、燃料
たとえば、天然ガスまたは他のメタン含有流れのような
炭化水素の少くとも１部を予熱、改質するという着想に
基いている。蒸気・炭化水素（メタン）または炭化水素
（メタン）・二酸化炭素いずれかの改質反応が極めて吸
熱的であるので、本発明の諸工程は、回収熱を適当な温
度で、改質ガス中に化学的に貯蔵し、ガラス製造炉にお
いてＯ２と燃焼させる時、この化学エネルギーを熱とし
て再解放する能力がある。燃料の予熱・改質からの僅か
の残熱も、蒸気発生あるいは、バッチ・カレット原料の
予熱に使用できる。
を用いて、前記炉への燃料ガスの少くとも１部を予熱、
改質するか、ガラス製造材料、すなわちバッチとカレッ
トまたはそのいずれかを予熱するかは任意とするガラス
生産の完全な方法である。排ガス中の二酸化炭素は副産
物として随意に分離、回収できる。この明細書で開示さ
れる２つの好ましい実施例の処理機構は、高酸素酸化体
（一般に、３０％以上のＯ２として定義されている市場
でいう純粋酸素、さらに好ましくは、９３％以上のＯ２
と定義されている高純度酸素ガス）を、ガラス製造炉で
の燃焼に用いるものとしていることである。高酸素酸化
体を燃焼に空気の代りに用いると、炉中のバッチ溶融の
伝熱速度を増速させるだけでなく、窒素を除去している
ので流量減少により炉胸への廃ガス顕熱損失を有効に減
少させる。このほか、高純度酸素を工程に用いると、高
純度副産物とＣＯ２の回収が経済的にさらに有利になる
。両処理機構もまた、熱排ガスからの熱を用いて、燃料
たとえば、天然ガスまたは他のメタン含有流れのような
炭化水素の少くとも１部を予熱、改質するという着想に
基いている。蒸気・炭化水素（メタン）または炭化水素
（メタン）・二酸化炭素いずれかの改質反応が極めて吸
熱的であるので、本発明の諸工程は、回収熱を適当な温
度で、改質ガス中に化学的に貯蔵し、ガラス製造炉にお
いてＯ２と燃焼させる時、この化学エネルギーを熱とし
て再解放する能力がある。燃料の予熱・改質からの僅か
の残熱も、蒸気発生あるいは、バッチ・カレット原料の
予熱に使用できる。
【００３１】これらの好ましい実施例方法を、添付図面
を参照しながらさらに詳細に説明する。これらの方法の
変形も、本発明の範囲内であり、特定の操作条件も例示
のためだけであり、なんらの制限も意味しない。
を参照しながらさらに詳細に説明する。これらの方法の
変形も、本発明の範囲内であり、特定の操作条件も例示
のためだけであり、なんらの制限も意味しない。
【００３２】図１に関し、最初の実施例は、１日当り２
５０トン（ＴＰＤ）のガラスを生産する本発明の第１処
理機構の作業工程図を示す。この方法は、天然ガス供給
材料を予熱して、吸熱性、接触性蒸気・メタン改質を実
施し、オキシ−燃料燃焼ガラス製造炉からの熱排ガスか
ら廃熱を回収する着想に基き設計されたものである。そ
のうえ、冷却高ＣＯ２排ガスの１部を再循環して熱排ガ
スの急冷と、改質装置における熱交換・砂層の流動化に
用いる。
５０トン（ＴＰＤ）のガラスを生産する本発明の第１処
理機構の作業工程図を示す。この方法は、天然ガス供給
材料を予熱して、吸熱性、接触性蒸気・メタン改質を実
施し、オキシ−燃料燃焼ガラス製造炉からの熱排ガスか
ら廃熱を回収する着想に基き設計されたものである。そ
のうえ、冷却高ＣＯ２排ガスの１部を再循環して熱排ガ
スの急冷と、改質装置における熱交換・砂層の流動化に
用いる。
【００３３】図示の通り、１時間当り６０，８０１標準
立法フィート（ＳＣＦＨ）（約１，７２１．８９ｋｌ）
の流量での高純度酸素流れ１を、１時間当り１６，５８
４ポンド（ｌｂｓ ／ｈｒ） （約７．５２トン）のバ
ッチ材料と、７，１０８ｌｂｓ ／ｈｒ（約３．２２ト
ン）のカレット流れ２（ひとまとめにしてガラス製造材
料と称す）と共にガラス製造炉に供給する。前記炉をさ
らに約７５０ｋｗの入力４で電気的に増圧させる。前記
ガラス製造材料を溶融し、２５０ＴＰＤの溶融ガラスを
管路５をと通して抜き取る。天然ガスからなる燃料を２
９，６４５ＳＣＦＨ（約８３９．６ｋｌ）の流量で供給
管路６を通して供給し、それを最初に２つの流れ７（４
０％）と８（６０％）に分割する。流れ７を冷却排ガス
に接する熱交換２０により蒸気に転化される供給水３２
からの流れ３４の蒸気と混合して、改質装置供給材料と
して流れ３５を形成する。流れ８を供給材料予熱装置９
で前記排ガスに接して１，０００°Ｆ（約５３７．８°
Ｃ）の温度に加熱する。流出ガス１０を、後に詳細に述
べるが、１，６００°Ｆ（約８７１．１°Ｃ）の温度で
合成ガスからなる改質ガスと流れ３９で混合して、混合
燃料ガス流れ１１を１，３６４°Ｆ（約７４０°Ｃ）の
温度で産出する。 その時の流量は７３，１８８ＳＣＦＨ（約２，０７２．
７ｋｌ）、組成物は、２４％のＣＨ４、１０％のＨ２Ｏ
、１４％のＣＯ、４９％のＨ２および２％のＣＯ２であ
る。この流れを燃焼燃料としてガラス製造炉３に供給す
る。別の例として、流れ１０と流れ３９を炉に別々に供
給する（図示せず）。炭化水素燃料と改質燃料を別々に
燃焼させる利点は、改質燃料が、バッチを導入する炉の
供給材料端において有利に使用できる一方、炭化水素燃
料は、火災と伝熱特性により炉の流出物端において有利
に利用できる点にある。また、流れ３９からのスリップ
流れを合成ガス副産物として抜き取りができる（図示せ
ず）。そのうえ、前記合成ガスを分離して水素と一酸化
炭素流れとにして、前記分離水素を炉中で浸漬燃焼に用
いるか、フロードガラス錫浴の不活性化のような下流ガ
ラス処理に用いることができる。前記一酸化炭素をその
他の燃料と組合わせてガラス製造炉で燃焼させうる。
立法フィート（ＳＣＦＨ）（約１，７２１．８９ｋｌ）
の流量での高純度酸素流れ１を、１時間当り１６，５８
４ポンド（ｌｂｓ ／ｈｒ） （約７．５２トン）のバ
ッチ材料と、７，１０８ｌｂｓ ／ｈｒ（約３．２２ト
ン）のカレット流れ２（ひとまとめにしてガラス製造材
料と称す）と共にガラス製造炉に供給する。前記炉をさ
らに約７５０ｋｗの入力４で電気的に増圧させる。前記
ガラス製造材料を溶融し、２５０ＴＰＤの溶融ガラスを
管路５をと通して抜き取る。天然ガスからなる燃料を２
９，６４５ＳＣＦＨ（約８３９．６ｋｌ）の流量で供給
管路６を通して供給し、それを最初に２つの流れ７（４
０％）と８（６０％）に分割する。流れ７を冷却排ガス
に接する熱交換２０により蒸気に転化される供給水３２
からの流れ３４の蒸気と混合して、改質装置供給材料と
して流れ３５を形成する。流れ８を供給材料予熱装置９
で前記排ガスに接して１，０００°Ｆ（約５３７．８°
Ｃ）の温度に加熱する。流出ガス１０を、後に詳細に述
べるが、１，６００°Ｆ（約８７１．１°Ｃ）の温度で
合成ガスからなる改質ガスと流れ３９で混合して、混合
燃料ガス流れ１１を１，３６４°Ｆ（約７４０°Ｃ）の
温度で産出する。 その時の流量は７３，１８８ＳＣＦＨ（約２，０７２．
７ｋｌ）、組成物は、２４％のＣＨ４、１０％のＨ２Ｏ
、１４％のＣＯ、４９％のＨ２および２％のＣＯ２であ
る。この流れを燃焼燃料としてガラス製造炉３に供給す
る。別の例として、流れ１０と流れ３９を炉に別々に供
給する（図示せず）。炭化水素燃料と改質燃料を別々に
燃焼させる利点は、改質燃料が、バッチを導入する炉の
供給材料端において有利に使用できる一方、炭化水素燃
料は、火災と伝熱特性により炉の流出物端において有利
に利用できる点にある。また、流れ３９からのスリップ
流れを合成ガス副産物として抜き取りができる（図示せ
ず）。そのうえ、前記合成ガスを分離して水素と一酸化
炭素流れとにして、前記分離水素を炉中で浸漬燃焼に用
いるか、フロードガラス錫浴の不活性化のような下流ガ
ラス処理に用いることができる。前記一酸化炭素をその
他の燃料と組合わせてガラス製造炉で燃焼させうる。
【００３４】燃焼後、実質的に二酸化炭素含有燃焼生成
物と、炉から約２，２００°Ｆ（約１，２０４．４°Ｃ
）の温度で６０％のＨ２Ｏ、３６％ＣＯ２、１％のＯ２
および３％Ｎ２とＡｒの組成物が含まれる供給原料揮発
物からなる熱排ガス１２を１５０，３２３ＳＣＦＨ（約
４，２５７．２ｋｌ）の流量で改質装置に送り、改質さ
れる炭化水素に接する間接熱交換を行う。好ましい集成
装置においては、熱ガスを先ず改質装置の流動砂層部１
３において１，７００°Ｆ（約９２６．７°Ｃ）の温度
に急冷する。流動層（好ましくは砂で）を用いて、熱排
ガスからの固体捕獲の促進、高伝熱の達成、および管の
腐食防止ができる。ソーダ灰またはソーダ石灰を添加し
て、熱縮合物、たとえば硫酸ナトリウムの捕獲に役立つ
ことができる。少量の砂をパージ、冷却、またバッチ材
料と混合して、燃焼から熱排ガス中に持逃げされ、ガラ
ス製造炉で溶融した固形分の堆積を防ぐことができる。 温度（熱ガス急冷）の調節と、流動化に必要なソースガ
ス供給のため、流動層にも、以下に説明する下流処理か
らの排ガスの少くとも１部からなる相対的に冷たい再循
環流れ３１（１２％のＨ２Ｏと８８％のＣＯ２）を約１
５０°Ｆ（約６５．６°Ｃ）の温度、３０ｐｓｉａの圧
力で、３７，３２７ＳＣＦＨ（約１，０５７．１ｋｌ）
の流量で供給する。砂、蒸気、空気、液体の水、高窒素
ガス、およびそれらの混合物などに限定されることのな
い熱排ガスの急冷に他の媒体を用いうることも採り上げ
られている。流動層においては、熱排ガスから回収され
た顕熱を用いて、改質Ｎｉ触媒が詰った浸漬改質装置管
の内側で、蒸気・メタンガス混合物３８の改質に用いる
。温度１，７００°Ｆ（約９２６．７°Ｃ）の排ガスを
前記改質装置の向流部１５で１，０７５°Ｆ（約５７９
．４°Ｃ）の温度にさらに冷却する。この部では、予熱
蒸気・メタン供給材料３７を、流れ１４からの熱を吸収
することで向流的に加熱し、混合物を改質触媒の詰った
管中で高Ｈ２・ＣＯ合成ガス混合物に改質する。この改
質装置のもう１つの配置において、ケージ回収熱交換器
型熱交換器設計と、流動化部とを置き換えることができ
る。この配置の利点は、流動層を低温で操作し、硫酸ナ
トリウムのような熱縮合物をさらに多く捕獲して、改質
装置の熱交換管の清浄保持がさらによくできる。
物と、炉から約２，２００°Ｆ（約１，２０４．４°Ｃ
）の温度で６０％のＨ２Ｏ、３６％ＣＯ２、１％のＯ２
および３％Ｎ２とＡｒの組成物が含まれる供給原料揮発
物からなる熱排ガス１２を１５０，３２３ＳＣＦＨ（約
４，２５７．２ｋｌ）の流量で改質装置に送り、改質さ
れる炭化水素に接する間接熱交換を行う。好ましい集成
装置においては、熱ガスを先ず改質装置の流動砂層部１
３において１，７００°Ｆ（約９２６．７°Ｃ）の温度
に急冷する。流動層（好ましくは砂で）を用いて、熱排
ガスからの固体捕獲の促進、高伝熱の達成、および管の
腐食防止ができる。ソーダ灰またはソーダ石灰を添加し
て、熱縮合物、たとえば硫酸ナトリウムの捕獲に役立つ
ことができる。少量の砂をパージ、冷却、またバッチ材
料と混合して、燃焼から熱排ガス中に持逃げされ、ガラ
ス製造炉で溶融した固形分の堆積を防ぐことができる。 温度（熱ガス急冷）の調節と、流動化に必要なソースガ
ス供給のため、流動層にも、以下に説明する下流処理か
らの排ガスの少くとも１部からなる相対的に冷たい再循
環流れ３１（１２％のＨ２Ｏと８８％のＣＯ２）を約１
５０°Ｆ（約６５．６°Ｃ）の温度、３０ｐｓｉａの圧
力で、３７，３２７ＳＣＦＨ（約１，０５７．１ｋｌ）
の流量で供給する。砂、蒸気、空気、液体の水、高窒素
ガス、およびそれらの混合物などに限定されることのな
い熱排ガスの急冷に他の媒体を用いうることも採り上げ
られている。流動層においては、熱排ガスから回収され
た顕熱を用いて、改質Ｎｉ触媒が詰った浸漬改質装置管
の内側で、蒸気・メタンガス混合物３８の改質に用いる
。温度１，７００°Ｆ（約９２６．７°Ｃ）の排ガスを
前記改質装置の向流部１５で１，０７５°Ｆ（約５７９
．４°Ｃ）の温度にさらに冷却する。この部では、予熱
蒸気・メタン供給材料３７を、流れ１４からの熱を吸収
することで向流的に加熱し、混合物を改質触媒の詰った
管中で高Ｈ２・ＣＯ合成ガス混合物に改質する。この改
質装置のもう１つの配置において、ケージ回収熱交換器
型熱交換器設計と、流動化部とを置き換えることができ
る。この配置の利点は、流動層を低温で操作し、硫酸ナ
トリウムのような熱縮合物をさらに多く捕獲して、改質
装置の熱交換管の清浄保持がさらによくできる。
【００３５】改質装置からの排ガスを２つの流れ１６と
１７に分割する。流れ１６を熱交換器９で、上述の天然
ガス供給材料８の１部を予熱し、流れ１７を熱交換器３
６において、流れ３４と天然ガス供給材料７の混合物で
ある流れ３５の予熱に用いる。流れ１６と結果として出
る流れ１８は、温度８４４°Ｆ（約４５１．１°Ｃ）で
結合冷却排ガス１９となり、それは蒸気ボイラー２０で
６６２°Ｆ（約３５０°Ｃ）の温度に冷却される一方、
熱供給材料水３３を加熱して高温蒸気３４にする。また
流出排ガス２１はボイラー供給水予熱器２２で４８６°
Ｆ（約２５２．２°Ｃ）の温度にさらに冷却され、また
そこにおいて、ボイラー供給水３２を１時間当り９６４
ポンド（約４３７．３Ｋｇ）の流量と７５ｐｓｉａの圧
力で約３００°Ｆ（約１４８．９°Ｃ）の温度に加熱す
る。熱供給水３３を蒸気ボイラー２０に通し、蒸気３４
を約３１２°Ｆ（約１５５．６°Ｃ）の温度で発生させ
、それを天然ガス流れ７と混合して混合ガス３５を温度
２２４°Ｆ（約１０６．７°Ｃ）で形成させる。流れ３
５を混合供給材料予熱器３６で温度１，０００°Ｆ（約
５３７．８°Ｃ）にさらに加熱する。約３７％のＣＨ４
と６３％のＨ２Ｏ（蒸気の炭素に対する比が１．７）を
組成物とするこの流れ３５を１，９７９ＳＣＦＨ（約９
０５．６５ｋｌ）の流量で円筒多管式改質装置１５の向
流部の管側に送る。そこで接触改質反応が起こる。部分
的に改質されたガス混合物３８（複数の管と改質油流れ
と称する）を１，４５０°Ｆ（約７８７．８°Ｃ）の温
度でさらに加熱し、改質装置の流動層部１３の管側で改
質する。０．４８％のＣＨ４、２１％のＨ２Ｏ、３０％
のＣＯ、４４％のＨ２および４％ＣＯ２を組成物とし、
１，６００°Ｆ（約８７１．１°Ｃ）の温度で改質装置
を３３，９３４ＳＣＨＦ（約９６１．０１ｋｌ）の流量
で流出する改質ガス３９を、その後、加熱天然ガス供給
材料のもう１つの部分と流れ１０で混合し、混合改質燃
料１１を形成し、前記混合物をガラス製造炉３に供給す
る。流れ３９からのスリップ流れを先述の通り副産物合
成ガスとして用いることができる。
１７に分割する。流れ１６を熱交換器９で、上述の天然
ガス供給材料８の１部を予熱し、流れ１７を熱交換器３
６において、流れ３４と天然ガス供給材料７の混合物で
ある流れ３５の予熱に用いる。流れ１６と結果として出
る流れ１８は、温度８４４°Ｆ（約４５１．１°Ｃ）で
結合冷却排ガス１９となり、それは蒸気ボイラー２０で
６６２°Ｆ（約３５０°Ｃ）の温度に冷却される一方、
熱供給材料水３３を加熱して高温蒸気３４にする。また
流出排ガス２１はボイラー供給水予熱器２２で４８６°
Ｆ（約２５２．２°Ｃ）の温度にさらに冷却され、また
そこにおいて、ボイラー供給水３２を１時間当り９６４
ポンド（約４３７．３Ｋｇ）の流量と７５ｐｓｉａの圧
力で約３００°Ｆ（約１４８．９°Ｃ）の温度に加熱す
る。熱供給水３３を蒸気ボイラー２０に通し、蒸気３４
を約３１２°Ｆ（約１５５．６°Ｃ）の温度で発生させ
、それを天然ガス流れ７と混合して混合ガス３５を温度
２２４°Ｆ（約１０６．７°Ｃ）で形成させる。流れ３
５を混合供給材料予熱器３６で温度１，０００°Ｆ（約
５３７．８°Ｃ）にさらに加熱する。約３７％のＣＨ４
と６３％のＨ２Ｏ（蒸気の炭素に対する比が１．７）を
組成物とするこの流れ３５を１，９７９ＳＣＦＨ（約９
０５．６５ｋｌ）の流量で円筒多管式改質装置１５の向
流部の管側に送る。そこで接触改質反応が起こる。部分
的に改質されたガス混合物３８（複数の管と改質油流れ
と称する）を１，４５０°Ｆ（約７８７．８°Ｃ）の温
度でさらに加熱し、改質装置の流動層部１３の管側で改
質する。０．４８％のＣＨ４、２１％のＨ２Ｏ、３０％
のＣＯ、４４％のＨ２および４％ＣＯ２を組成物とし、
１，６００°Ｆ（約８７１．１°Ｃ）の温度で改質装置
を３３，９３４ＳＣＨＦ（約９６１．０１ｋｌ）の流量
で流出する改質ガス３９を、その後、加熱天然ガス供給
材料のもう１つの部分と流れ１０で混合し、混合改質燃
料１１を形成し、前記混合物をガラス製造炉３に供給す
る。流れ３９からのスリップ流れを先述の通り副産物合
成ガスとして用いることができる。
【００３６】ここで冷却排ガス流れ２３に戻り、前記ボ
イラー供給材料水予熱器２２を流出するこのガスの組成
物は、５０％のＨ２Ｏ、４６％のＣＯ２、１％のＯ２と
２％のＮ２およびＡｒからなり、４８７°Ｆ（約２５２
．８℃）の温度、１５ｐｓｉａの圧力で流量が１８７，
６４７ＳＣＦＨ（約５，３１４．２ｋｌ）であり、それ
を凝縮器２４でさらに冷却して、前記排ガス２５から若
干の水蒸気を凝縮する。前記凝縮水を分離器２６で分離
して、バッチに再循環しダスト調節もしくは単純処理し
て排出する。相対的に乾燥した塔頂冷却排ガス２７をそ
の後、吸出通風送風機２８で増圧する。流出排出ガス２
９を２つの流れ３０と３１に分割する。流れ３０をＣＯ
２回収部または立て管（図示せず）に送る。流れ３１を
上述のように急冷ガスまたは先述のように流動化ガスと
して改質装置１３に再循環させる。
イラー供給材料水予熱器２２を流出するこのガスの組成
物は、５０％のＨ２Ｏ、４６％のＣＯ２、１％のＯ２と
２％のＮ２およびＡｒからなり、４８７°Ｆ（約２５２
．８℃）の温度、１５ｐｓｉａの圧力で流量が１８７，
６４７ＳＣＦＨ（約５，３１４．２ｋｌ）であり、それ
を凝縮器２４でさらに冷却して、前記排ガス２５から若
干の水蒸気を凝縮する。前記凝縮水を分離器２６で分離
して、バッチに再循環しダスト調節もしくは単純処理し
て排出する。相対的に乾燥した塔頂冷却排ガス２７をそ
の後、吸出通風送風機２８で増圧する。流出排出ガス２
９を２つの流れ３０と３１に分割する。流れ３０をＣＯ
２回収部または立て管（図示せず）に送る。流れ３１を
上述のように急冷ガスまたは先述のように流動化ガスと
して改質装置１３に再循環させる。
【００３７】この方法は、ガラス１トン当り３．１１Ｍ
ＭＢＴＵの比熱エネルギーと、約６４％の熱効率とが備
わる。３３％の発電効率を考える場合、この方法の熱エ
ネルギー効率は、ガラス１トン当り４．３ＭＭＢＴＵの
比エネルギー入力で約４７％となる。空気ベースの方法
と比較して、この方法は、電気エネルギーの半分を用い
、燃料エネルギー消費を２２％だけ軽減する。
ＭＢＴＵの比熱エネルギーと、約６４％の熱効率とが備
わる。３３％の発電効率を考える場合、この方法の熱エ
ネルギー効率は、ガラス１トン当り４．３ＭＭＢＴＵの
比エネルギー入力で約４７％となる。空気ベースの方法
と比較して、この方法は、電気エネルギーの半分を用い
、燃料エネルギー消費を２２％だけ軽減する。
【００３８】図２は、本発明の第２の好ましい実施例に
よるガラスを２５０ＴＰＤ製造する方法の作業工程図を
示す。この方法は、ガラス製造炉の燃焼廃熱を回収して
、炭化水素または天然ガス供給材料を予熱し、前記の再
循環冷却高ＣＯ２排ガスの１部を、燃料の少くとも１部
の改質に用いて（先述の実施例の方法にあるように燃料
の改質に必要な蒸気を発生させる必要なしに）、吸熱性
、接触性炭化水素（メタン）・二酸化炭素（乾燥）改質
反応を起させる考え方を利用する。排ガス中の残留熱を
カレットの予熱に用いる。若干の再循環冷却高ＣＯ２排
ガスも改質装置の流動層部分の急冷ガスとして、また流
動化ガスとして用いる。
よるガラスを２５０ＴＰＤ製造する方法の作業工程図を
示す。この方法は、ガラス製造炉の燃焼廃熱を回収して
、炭化水素または天然ガス供給材料を予熱し、前記の再
循環冷却高ＣＯ２排ガスの１部を、燃料の少くとも１部
の改質に用いて（先述の実施例の方法にあるように燃料
の改質に必要な蒸気を発生させる必要なしに）、吸熱性
、接触性炭化水素（メタン）・二酸化炭素（乾燥）改質
反応を起させる考え方を利用する。排ガス中の残留熱を
カレットの予熱に用いる。若干の再循環冷却高ＣＯ２排
ガスも改質装置の流動層部分の急冷ガスとして、また流
動化ガスとして用いる。
【００３９】図示のように、高酸素酸化流体１０１を５
７，２９８ＳＣＦＨ（約１，６２２．７ｋｌ）の流量で
、１時間当り１６，５８４ポンド（約７，５２２．５ｋ
ｇ）の流量の冷たいバッチ材料と、１時間当り７，１０
８ポンド（約３，２２４，２ｋｇ）の流量のカレットと
共に流れ１０２でガラス製造炉１０３に供給する。炉を
さらに、７５０ｋｗの入力で電気的に増圧１０４する。 ２５０ＴＰＤの溶融ガラスを管路１０５を通して抜き取
る。１つの処理集成装置において、２９，８９０ＳＣＦ
Ｈ（約８４６．５ｋｌ）の流量の炭化水素または天然ガ
ス供給材料１０６を先ず予熱器１０７で１，０００°Ｆ
（約５３７．８°Ｃ）の温度に予熱する。流出燃料ガス
１０８を２つの流れ１０９（６５％）と１１０（３５％
）に分割する。流れ１１０を予熱再循環高ＣＯ２排ガス
流１１１と温度１，０００°Ｆ（約５３７．８℃）で混
合して、ＣＯ２の炭素に対する比が約２．０、蒸気の炭
素に対する比が約０．３（高い比率は蒸気をさらに添加
して調節する）を保持するようにする。また別の集成装
置では、炭化水素または天然ガス１０６の１部を再循環
高ＣＯ２排ガス１３７と混合してもよく、その混合物を
改質装置用に予熱し、前記ガスの別の部分を予熱分割す
る。燃料混合物１１２を３２，０２７ＳＣＦＨ（約９０
７ｋｌ）の流量で、３０％のＣＨ４、９％のＨ２Ｏと６
１％のＣＯ２の組成物で改質装置の向流部１１３の管側
に供給する。１，４１０°Ｆ（約７６５．６°Ｃ）の温
度の流出部分改質燃料をさらに加熱して改質装置の流動
層部１１５の管側で改質する。５１，４６７ＳＣＦＨ（
約１，４５７．６ｋｌ）の流量で、０．０８％のＣＨ４
、１２％のＨ２Ｏ、４４％のＣＯ、３１％Ｈ２と１２％
のＣＯ２の組成物からなる１６００°Ｆ（約８７１．１
°Ｃ）３０ｐｓｉａの圧力の流出ガスまたは合成ガス１
１６を、予熱炭化水素または天然ガス流れ１０９と混合
する。別の例として、流れ１０９と１０６を炉に別々に
供給してもよい。炭化水素燃料と改質燃料は、図１に関
連して上述の第１実施例に引用した代案により使用、処
理できる。未転化燃料と改質燃料の混合物１１７は、６
９，５９６ＳＣＦＨ（約１，９７０．９ｋｌ）の流量、
２６％のＣＨ４、９％Ｈ２Ｏ、３３％ＣＯ、２３％Ｈ２
と９％ＣＯ２の組成物からなり、温度１，３６１°Ｆ（
約７３８．３°Ｃ）、圧力３０ｐｓｉａでガラス製造炉
に供給されてＯ２と燃焼する。実質的に二酸化炭素含有
燃焼生成物からなる熱排ガス１１８を、温度２，２００
°Ｆ（約１，２０４°Ｃ）圧力１５ｐｓｉａ、１４６，
９０４ＳＣＦＨ（約４，１６０．３ｋｌ）の流量で、改
質装置の流動層部１１５に送り熱回収する。温度１５０
°Ｆ（約６５．６°Ｃ）圧力３０ｐｓｉａ、１２％のＨ
２Ｏと８０％のＣＯ２の組成物からなる冷却再循環高Ｃ
Ｏ２排ガス１３５を、流動層改質装置１１５の円筒側に
、３６，９９０ＳＣＦＨ（約１，０４７．６ｋｌ）の流
量で注入して、熱排ガスの急冷と、砂の流動化を行い熱
交換を増大させる。炉から再循環冷却排ガス１１９と共
に直接到来する混合急冷排ガスは、温度１，７００°Ｆ
（約９２６．７°Ｃ）で改質装置の流動層１１５を流出
し、改質装置の向流部１１３に通されて、温度１，１０
０°Ｆ（約５９３．３°Ｃ）に冷却される。冷却排ガス
流出流れ１２０を２つの流れ、１２１と１２２に分割す
る。流れ１２１を用いて、予熱器１０７の炭化水素また
は天然ガス供給材料１０６を予熱し、また、流れ１２２
を用いてＣＯ２予熱器１２３の再循環高ＣＯ２排ガス流
れ１３７の予熱する。２流出流れ１２４と１２５を、温
度８５０°Ｆ（約４５４．４°Ｃ）、１８３，８９８Ｓ
ＣＦＨ（約５，２０７．９ｋｌ）の流量で混合排ガス流
１２６に結合させ、それを熱交換器１２７で冷却して、
若干の有用熱を回収し、カレットを７５０°Ｆ（約３９
８．９°Ｃ）に予熱する。前記混合流れを熱交換器１２
８でさらに冷却して水蒸気を凝縮する。前記水を分離器
１３１で分離して、その水をバッチに再循環させて、ダ
スト調節または単純処理して排出してもよい。 相対的に乾燥し、ＣＯ２の多量に含まれる塔頂排ガス流
れ１２９を吸出通風送風機１３０により増圧する。流出
排ガス流れ１３１を２つの流れ１３２と１３３に分割す
る。流れ１３２をＣＯ２回収部または立て管（図示せず
）に送る。排ガス流れ１３３をさらに２つの流れ１３４
と１３５に分割する。流れ１３４を再循環圧縮器１３６
で約３０ｐｓｉａの圧力に圧縮する。流出排ガス１３７
をＣＯ２予熱器１２３で、１，０００°Ｆ（約５３７．
８°Ｃ）の温度に予熱して先述のように予熱炭化水素ま
たは天然ガス１１０と混合する。１２％のＨ２Ｏと８８
％ＣＯ２の組成物からなり、３６，９９０ＳＣＦＨ（約
１，０４７．６ｋｌ）の流量でもう１つの再循環高ＣＯ
２排ガス流れ１３５を用いて炉からの熱排ガスを急冷し
、また上述のように改質装置流動化部１１５の砂層を流
動化する。
７，２９８ＳＣＦＨ（約１，６２２．７ｋｌ）の流量で
、１時間当り１６，５８４ポンド（約７，５２２．５ｋ
ｇ）の流量の冷たいバッチ材料と、１時間当り７，１０
８ポンド（約３，２２４，２ｋｇ）の流量のカレットと
共に流れ１０２でガラス製造炉１０３に供給する。炉を
さらに、７５０ｋｗの入力で電気的に増圧１０４する。 ２５０ＴＰＤの溶融ガラスを管路１０５を通して抜き取
る。１つの処理集成装置において、２９，８９０ＳＣＦ
Ｈ（約８４６．５ｋｌ）の流量の炭化水素または天然ガ
ス供給材料１０６を先ず予熱器１０７で１，０００°Ｆ
（約５３７．８°Ｃ）の温度に予熱する。流出燃料ガス
１０８を２つの流れ１０９（６５％）と１１０（３５％
）に分割する。流れ１１０を予熱再循環高ＣＯ２排ガス
流１１１と温度１，０００°Ｆ（約５３７．８℃）で混
合して、ＣＯ２の炭素に対する比が約２．０、蒸気の炭
素に対する比が約０．３（高い比率は蒸気をさらに添加
して調節する）を保持するようにする。また別の集成装
置では、炭化水素または天然ガス１０６の１部を再循環
高ＣＯ２排ガス１３７と混合してもよく、その混合物を
改質装置用に予熱し、前記ガスの別の部分を予熱分割す
る。燃料混合物１１２を３２，０２７ＳＣＦＨ（約９０
７ｋｌ）の流量で、３０％のＣＨ４、９％のＨ２Ｏと６
１％のＣＯ２の組成物で改質装置の向流部１１３の管側
に供給する。１，４１０°Ｆ（約７６５．６°Ｃ）の温
度の流出部分改質燃料をさらに加熱して改質装置の流動
層部１１５の管側で改質する。５１，４６７ＳＣＦＨ（
約１，４５７．６ｋｌ）の流量で、０．０８％のＣＨ４
、１２％のＨ２Ｏ、４４％のＣＯ、３１％Ｈ２と１２％
のＣＯ２の組成物からなる１６００°Ｆ（約８７１．１
°Ｃ）３０ｐｓｉａの圧力の流出ガスまたは合成ガス１
１６を、予熱炭化水素または天然ガス流れ１０９と混合
する。別の例として、流れ１０９と１０６を炉に別々に
供給してもよい。炭化水素燃料と改質燃料は、図１に関
連して上述の第１実施例に引用した代案により使用、処
理できる。未転化燃料と改質燃料の混合物１１７は、６
９，５９６ＳＣＦＨ（約１，９７０．９ｋｌ）の流量、
２６％のＣＨ４、９％Ｈ２Ｏ、３３％ＣＯ、２３％Ｈ２
と９％ＣＯ２の組成物からなり、温度１，３６１°Ｆ（
約７３８．３°Ｃ）、圧力３０ｐｓｉａでガラス製造炉
に供給されてＯ２と燃焼する。実質的に二酸化炭素含有
燃焼生成物からなる熱排ガス１１８を、温度２，２００
°Ｆ（約１，２０４°Ｃ）圧力１５ｐｓｉａ、１４６，
９０４ＳＣＦＨ（約４，１６０．３ｋｌ）の流量で、改
質装置の流動層部１１５に送り熱回収する。温度１５０
°Ｆ（約６５．６°Ｃ）圧力３０ｐｓｉａ、１２％のＨ
２Ｏと８０％のＣＯ２の組成物からなる冷却再循環高Ｃ
Ｏ２排ガス１３５を、流動層改質装置１１５の円筒側に
、３６，９９０ＳＣＦＨ（約１，０４７．６ｋｌ）の流
量で注入して、熱排ガスの急冷と、砂の流動化を行い熱
交換を増大させる。炉から再循環冷却排ガス１１９と共
に直接到来する混合急冷排ガスは、温度１，７００°Ｆ
（約９２６．７°Ｃ）で改質装置の流動層１１５を流出
し、改質装置の向流部１１３に通されて、温度１，１０
０°Ｆ（約５９３．３°Ｃ）に冷却される。冷却排ガス
流出流れ１２０を２つの流れ、１２１と１２２に分割す
る。流れ１２１を用いて、予熱器１０７の炭化水素また
は天然ガス供給材料１０６を予熱し、また、流れ１２２
を用いてＣＯ２予熱器１２３の再循環高ＣＯ２排ガス流
れ１３７の予熱する。２流出流れ１２４と１２５を、温
度８５０°Ｆ（約４５４．４°Ｃ）、１８３，８９８Ｓ
ＣＦＨ（約５，２０７．９ｋｌ）の流量で混合排ガス流
１２６に結合させ、それを熱交換器１２７で冷却して、
若干の有用熱を回収し、カレットを７５０°Ｆ（約３９
８．９°Ｃ）に予熱する。前記混合流れを熱交換器１２
８でさらに冷却して水蒸気を凝縮する。前記水を分離器
１３１で分離して、その水をバッチに再循環させて、ダ
スト調節または単純処理して排出してもよい。 相対的に乾燥し、ＣＯ２の多量に含まれる塔頂排ガス流
れ１２９を吸出通風送風機１３０により増圧する。流出
排ガス流れ１３１を２つの流れ１３２と１３３に分割す
る。流れ１３２をＣＯ２回収部または立て管（図示せず
）に送る。排ガス流れ１３３をさらに２つの流れ１３４
と１３５に分割する。流れ１３４を再循環圧縮器１３６
で約３０ｐｓｉａの圧力に圧縮する。流出排ガス１３７
をＣＯ２予熱器１２３で、１，０００°Ｆ（約５３７．
８°Ｃ）の温度に予熱して先述のように予熱炭化水素ま
たは天然ガス１１０と混合する。１２％のＨ２Ｏと８８
％ＣＯ２の組成物からなり、３６，９９０ＳＣＦＨ（約
１，０４７．６ｋｌ）の流量でもう１つの再循環高ＣＯ
２排ガス流れ１３５を用いて炉からの熱排ガスを急冷し
、また上述のように改質装置流動化部１１５の砂層を流
動化する。
【００４０】改質に必要なＣＯ２も後部ＣＯ２回収域か
ら到来してもよい。改質装置の流動化部と向流部の順番
を本発明の第１法で先に述べたように置換えることもで
きる。
ら到来してもよい。改質装置の流動化部と向流部の順番
を本発明の第１法で先に述べたように置換えることもで
きる。
【００４１】本発明のこの第２法では、ガラス１トン当
り２．９４ＭＭＢＴＵの比エネルギー入力と、６７．９
％の熱効率が備わる。３３％の発電効率を考慮する場合
、全エネルギー効率は、約４８．８％で、その比エネル
ギーはガラス１トン当り４．１ＭＭＢＴＵ、必要溶融エ
ネルギーはガラス１トン当り２ＭＭＢＴＵである。空気
ベース法と比較して、この第２法は電気増圧エネルギー
を半減させ、また燃料消費を２７％節減する。
り２．９４ＭＭＢＴＵの比エネルギー入力と、６７．９
％の熱効率が備わる。３３％の発電効率を考慮する場合
、全エネルギー効率は、約４８．８％で、その比エネル
ギーはガラス１トン当り４．１ＭＭＢＴＵ、必要溶融エ
ネルギーはガラス１トン当り２ＭＭＢＴＵである。空気
ベース法と比較して、この第２法は電気増圧エネルギー
を半減させ、また燃料消費を２７％節減する。
【００４２】本発明の方法は、高酸素酸化体ガス（市場
でいう純粋とはＯ２が通常３０％以上、高純度とは、好
ましくは９３％以上であると考えられる）を燃料とガラ
ス製造炉で燃焼させて、高熱溶融を達成し、また廃ガス
流量を実質的に減少させて効率のよいガラス製造と、汚
染軽減の問題を解決する。従って、排ガスの顕熱損失と
、炉壁とダストなどによる熱損失は実質的に低下する。 排ガス流れを小さくすることも廃熱回収を容易にかつ、
さらに経済的にする。空気予熱の因襲的再生器の必要が
なくなる。その代り、熱を燃料ガスの予熱と改質、また
熱エネルギーを炉に戻すことに用いる。従って、全エネ
ルギー効率を有意に改良する。そのうえ、高純度ＣＯ２
は、排ガスからの貴重な副産物として回収可能できる。 Ｎ２が実質的に低下または排除されるので、ＮＯＸの生
成も最少となり、それは高価な脱ＮＯＸ装置の使用を不
必要にする。この装置を通る熱ガス流量の低下は、粒子
の持込み量の低下もきたし、高価な固形分除去装置、た
とえば静電集塵器またはバックハウスも不必要となる。 伝熱に用いて燃料ガスの予熱と改質をする流動（砂が好
ましい）層は、熱ガス急冷に役立ち、高温材料の使用が
避けられる。そのうえ、流動化砂も、粒子と凝縮性材料
たとえば硫酸ナトリウムの捕獲を助ける。捕獲縮合物そ
の他同種類のものと共に砂はパージして、バッチ材料と
混合して炉に再循環して戻すことができる。本発明の両
方法とも、通常の空気ベース法と比較して熱エネルギー
を２０％以上も節約できることが示された。これは、天
然ガスの予熱、蒸気・メタンまたはＣＯ２・メタン改質
、オキシ・燃料燃焼ガラス製造炉からのカレットとバッ
チまたはそのいづれかの予熱からなる本発明の熱回収機
構の適当な組み込みによってのみ可能である。 冷却ＣＯ２流れの再循環による急冷・流動化は、熱腐食
性ガスからの熱回収で遭遇する腐食の諸問題を解決する
。
でいう純粋とはＯ２が通常３０％以上、高純度とは、好
ましくは９３％以上であると考えられる）を燃料とガラ
ス製造炉で燃焼させて、高熱溶融を達成し、また廃ガス
流量を実質的に減少させて効率のよいガラス製造と、汚
染軽減の問題を解決する。従って、排ガスの顕熱損失と
、炉壁とダストなどによる熱損失は実質的に低下する。 排ガス流れを小さくすることも廃熱回収を容易にかつ、
さらに経済的にする。空気予熱の因襲的再生器の必要が
なくなる。その代り、熱を燃料ガスの予熱と改質、また
熱エネルギーを炉に戻すことに用いる。従って、全エネ
ルギー効率を有意に改良する。そのうえ、高純度ＣＯ２
は、排ガスからの貴重な副産物として回収可能できる。 Ｎ２が実質的に低下または排除されるので、ＮＯＸの生
成も最少となり、それは高価な脱ＮＯＸ装置の使用を不
必要にする。この装置を通る熱ガス流量の低下は、粒子
の持込み量の低下もきたし、高価な固形分除去装置、た
とえば静電集塵器またはバックハウスも不必要となる。 伝熱に用いて燃料ガスの予熱と改質をする流動（砂が好
ましい）層は、熱ガス急冷に役立ち、高温材料の使用が
避けられる。そのうえ、流動化砂も、粒子と凝縮性材料
たとえば硫酸ナトリウムの捕獲を助ける。捕獲縮合物そ
の他同種類のものと共に砂はパージして、バッチ材料と
混合して炉に再循環して戻すことができる。本発明の両
方法とも、通常の空気ベース法と比較して熱エネルギー
を２０％以上も節約できることが示された。これは、天
然ガスの予熱、蒸気・メタンまたはＣＯ２・メタン改質
、オキシ・燃料燃焼ガラス製造炉からのカレットとバッ
チまたはそのいづれかの予熱からなる本発明の熱回収機
構の適当な組み込みによってのみ可能である。 冷却ＣＯ２流れの再循環による急冷・流動化は、熱腐食
性ガスからの熱回収で遭遇する腐食の諸問題を解決する
。
【００４３】流動層の同時熱ガス急冷、縮合物捕獲と、
強化伝熱および燃料ガス改質への使用は以前に示唆され
てこなかったが、本発明を先行技術と区別するものであ
る。
強化伝熱および燃料ガス改質への使用は以前に示唆され
てこなかったが、本発明を先行技術と区別するものであ
る。
【００４４】急冷ガスと同様に、改質装置の流動化部で
流動化剤としての再循環冷却高ＣＯ２排ガスの使用はこ
れに関連する先行技術では示唆されてこなかった。流動
化ガスとして加圧された冷却ガスは、低圧（数インチの
水）熱ガスを用いて層の流動化を助ける固有の難しさを
克服する。冷たい排ガスはまた、吸込分配器またはグリ
ッドが過度の高温に暴露されないように保護する役目を
する。加圧された排ガスは、砂と熱排ガスの均質混合の
産出に役立つ。結果としてできる十分な混合は、前記流
動層全体に温度の均一性を増進させ、ガスと固形分との
間、また固形物と浸漬改質管との間の高伝熱速度を付与
する。ここでも、これらの利点も、本発明が先行技術と
区別される由縁である。
流動化剤としての再循環冷却高ＣＯ２排ガスの使用はこ
れに関連する先行技術では示唆されてこなかった。流動
化ガスとして加圧された冷却ガスは、低圧（数インチの
水）熱ガスを用いて層の流動化を助ける固有の難しさを
克服する。冷たい排ガスはまた、吸込分配器またはグリ
ッドが過度の高温に暴露されないように保護する役目を
する。加圧された排ガスは、砂と熱排ガスの均質混合の
産出に役立つ。結果としてできる十分な混合は、前記流
動層全体に温度の均一性を増進させ、ガスと固形分との
間、また固形物と浸漬改質管との間の高伝熱速度を付与
する。ここでも、これらの利点も、本発明が先行技術と
区別される由縁である。
【００４５】砂は、その安価さとその有用性（本方法に
は固有のもの）のため、流動層での使用には好ましい材
料である。ダスト、硫酸ナトリウムとその他の縮合性材
料を捕獲した少量の熱砂を前記層からパージし、ガラス
バッチ原料と混合して、ガラス製造炉に危険な固体廃棄
物を発生させることなく再循環して戻すことができる。 そのうえ、ソーダ灰もしくは石灰の双方とも、ガラス製
造法には固有のもので、砂層に都合よく添加して、ＳＯ
Ｘの捕獲を強化できる。結果としてできる素材は、これ
も危険な固形分廃棄物を発生させることなくバッチに再
循環して戻すことができる。これは、先行技術、詳述す
れば、熱化学熱利用を開示する技術にまさる汚染軽減に
予期しない改良を提供する。
は固有のもの）のため、流動層での使用には好ましい材
料である。ダスト、硫酸ナトリウムとその他の縮合性材
料を捕獲した少量の熱砂を前記層からパージし、ガラス
バッチ原料と混合して、ガラス製造炉に危険な固体廃棄
物を発生させることなく再循環して戻すことができる。 そのうえ、ソーダ灰もしくは石灰の双方とも、ガラス製
造法には固有のもので、砂層に都合よく添加して、ＳＯ
Ｘの捕獲を強化できる。結果としてできる素材は、これ
も危険な固形分廃棄物を発生させることなくバッチに再
循環して戻すことができる。これは、先行技術、詳述す
れば、熱化学熱利用を開示する技術にまさる汚染軽減に
予期しない改良を提供する。
【００４６】改質装置（蒸気もしくはＣＯ２）の流動化
部に加えて向流部を使用すると、熱ガスからの熱回収を
最大化する。間接熱交換の向流配置は、単一の均一温度
を用いる流動層に比べて多量の熱回収を熱ガスから可能
にする。向流部は流動部の上に取り付けることが好まし
く、それは、ガス・固形分分離のフリーボード域として
役立つ。
部に加えて向流部を使用すると、熱ガスからの熱回収を
最大化する。間接熱交換の向流配置は、単一の均一温度
を用いる流動層に比べて多量の熱回収を熱ガスから可能
にする。向流部は流動部の上に取り付けることが好まし
く、それは、ガス・固形分分離のフリーボード域として
役立つ。
【００４７】炭化水素またはメタン改質にＣＯ２の使用
が、蒸気・メタン改質に必要な目的蒸気と、連動蒸気ボ
イラーが省けるので好ましい。また、添加蒸気がないの
で、テールガス流量が低下する。ＣＯ２・炭化水素（メ
タン）改質に用いられる好ましい触媒は、Ｓｕｄ−Ｃｈ
ｅｍｉｅ社から市場で入手できる。
が、蒸気・メタン改質に必要な目的蒸気と、連動蒸気ボ
イラーが省けるので好ましい。また、添加蒸気がないの
で、テールガス流量が低下する。ＣＯ２・炭化水素（メ
タン）改質に用いられる好ましい触媒は、Ｓｕｄ−Ｃｈ
ｅｍｉｅ社から市場で入手できる。
【００４８】ＣＯ２は、冷却排ガス流れから副産物とし
て立て管ガス抜きに、経済的に回収して、運転費用の低
減に役立てることができる。以前に周知の示唆は、ＣＯ
２をバッチ材料からのカーボネートの分解だけで発生さ
せる全電気式溶融法によるものであった。ＣＯ２回収は
、空気ベース、燃料燃焼炉法では、Ｎ２稀釈剤と相対的
に少量のＣＯ２のため、魅力あるものではない。
て立て管ガス抜きに、経済的に回収して、運転費用の低
減に役立てることができる。以前に周知の示唆は、ＣＯ
２をバッチ材料からのカーボネートの分解だけで発生さ
せる全電気式溶融法によるものであった。ＣＯ２回収は
、空気ベース、燃料燃焼炉法では、Ｎ２稀釈剤と相対的
に少量のＣＯ２のため、魅力あるものではない。
【００４９】
【発明の効果】本発明の方法では、高酸素酸化体（市場
でいう純粋とは３０％以上の酸素、好ましい高純度とは
９３％以上の酸素をいう）を、ガラス製造炉で燃料と燃
焼させて、ガラスの高温溶融を達成し、かつ廃ガス流量
を実質的に低下させる。このように、熱損失の低減、装
置規模の縮小、従って廃熱回収を容易かつさらに経済的
にさせる。さらに、高純度二酸化炭素が貴重な副産物と
して回収できる。窒素が実質的に減少するので、ＮＯ４
生成は最低となり、高価な脱ＮＯＸ装置の必要がなくな
る。装置を通る熱ガス流量が低下するので、それは粒子
の持込みを低下させる。高価な固形分除去装置、たとえ
ば静電除塵器またはバックハウスも従って使用しないで
すむ。空気ベースの操作と比較して２０％以上の全熱エ
ネルギーの軽減は、高度に統合された回収機構と電力回
収機構を通して達成される。
でいう純粋とは３０％以上の酸素、好ましい高純度とは
９３％以上の酸素をいう）を、ガラス製造炉で燃料と燃
焼させて、ガラスの高温溶融を達成し、かつ廃ガス流量
を実質的に低下させる。このように、熱損失の低減、装
置規模の縮小、従って廃熱回収を容易かつさらに経済的
にさせる。さらに、高純度二酸化炭素が貴重な副産物と
して回収できる。窒素が実質的に減少するので、ＮＯ４
生成は最低となり、高価な脱ＮＯＸ装置の必要がなくな
る。装置を通る熱ガス流量が低下するので、それは粒子
の持込みを低下させる。高価な固形分除去装置、たとえ
ば静電除塵器またはバックハウスも従って使用しないで
すむ。空気ベースの操作と比較して２０％以上の全熱エ
ネルギーの軽減は、高度に統合された回収機構と電力回
収機構を通して達成される。
【図１】蒸気・メタン改質機構を備える本発明の第１実
施例の作業工程略図である。
施例の作業工程略図である。
【図２】炭化水素・二酸化炭素改質機構を備える本発明
の第２実施例の作業工程略図である。
の第２実施例の作業工程略図である。
１ 高純度酸素流れ
２ カレット流れ
３ ガラス製造炉
４ 入力
５ 管路（溶融ガラス抜き取り）
６ 供給管路
７ 流れ（４０％）
８ 流れ（６０％）
９ 供給材料予熱器
１０ 流出ガス
１１ 混合燃料ガス
１２ 熱排ガス
１３ 流動化砂層部
１４ 流れ
１５ 向流部
１６ 流れ
１７ 流れ
１８ 流れ
１９ 混合冷却排ガス
２０ 蒸気ボイラー
２１ 流出排ガス
２２ ボイラー供給水予熱器
２３ 冷却排ガス流れ
２４ 凝縮器
２５ 排ガス
２６ 分離器
２７ 塔頂冷却排ガス
２８ 吸出通風送風機
２９ 流出排ガス
３０ 流れ
３１ 流れ
３２ ボイラー供給水
３３ 熱供給水
３４ 蒸気
３５ 流れ
３６ 混合供給材料予熱器
３７ 予熱蒸気・メタン供給材料
３８ 部分改質ガス混合物
３９ 流れ
１０１ 高酸素酸化体流れ
１０２ 流れ
１０３ ガラス製造炉
１０４ 電気増圧
１０５ 管路
１０６ 炭化水素または天然ガス
１０７ 予熱器
１０８ 流出燃料ガス
１０９ 流れ（６５％）
１１０ 流れ（３５％）
１１１ 予熱再循環高ＣＯ２排ガス流れ１１２ 燃
料混合物 １１３ 向流部 １１４ 流出部分改質燃料ガス １１５ 流動層部 １１６ 流れ １１７ 混合物（未置換燃料と改質燃料）１１８
熱排ガス １１９ 再循環冷却排ガス １２０ 冷却排ガス流出流れ １２１ 流れ １２２ 流れ １２３ ＣＯ２予熱器 １２４ 流出流れ １２５ 流出流れ １２６ 混合排ガス流れ １２７ 熱交換器 １２８ 熱交換器 １２９ 塔頂排ガス流れ １３０ 吸出通風送風機 １３１ 分離器 １３２ 流れ １３３ 排ガス流れ １３４ 流れ １３５ 流れ １３６ 再循環高ＣＯ２排ガス流れ １３７ 流出排ガス
料混合物 １１３ 向流部 １１４ 流出部分改質燃料ガス １１５ 流動層部 １１６ 流れ １１７ 混合物（未置換燃料と改質燃料）１１８
熱排ガス １１９ 再循環冷却排ガス １２０ 冷却排ガス流出流れ １２１ 流れ １２２ 流れ １２３ ＣＯ２予熱器 １２４ 流出流れ １２５ 流出流れ １２６ 混合排ガス流れ １２７ 熱交換器 １２８ 熱交換器 １２９ 塔頂排ガス流れ １３０ 吸出通風送風機 １３１ 分離器 １３２ 流れ １３３ 排ガス流れ １３４ 流れ １３５ 流れ １３６ 再循環高ＣＯ２排ガス流れ １３７ 流出排ガス
Claims (45)
- 【請求項１】 ガラス製造炉において燃焼熱を用いガ
ラス製造材料を溶融するガラス製造の一貫処理法におい
て、（ａ） ガラス製造炉でバッチとカレット供給原料
のガラス製造材料を、燃料を高酸素酸化体流れと燃焼さ
せることで加熱および溶融する工程と、（ｂ） 前記ガ
ラス製造炉から、実質的に二酸化炭素を含有する燃焼生
成物と供給原料揮発物からなる熱排ガスを除去して、前
記排ガスを、工程中の下流からの排ガスの少くとも１部
の相対的に冷たい再循環流れを用いて急冷する工程と、
（ｃ） 前記排ガスの少くとも１部を、ガラス製造炉に
供給される炭化水素燃料の少くとも１部分に接してさら
に冷却して、前記炭化水素燃料を合成ガスに改質し、そ
れを燃料としてガラス製造炉に供給する工程と、（ｄ）
前記冷却排ガスの１部を再循環させてガラス製造炉か
らの熱排ガスを急冷する工程と、からなるガラス製造の
一貫処理法。 - 【請求項２】 前記改質を蒸気・炭化水素の改質で行
うことを特徴とする請求項１のガラス製造の一貫処理法
。 - 【請求項３】 前記改質を炭化水素・二酸化炭素の改
質で行うことを特徴とする請求項１のガラス製造の一貫
処理法。 - 【請求項４】 前記排ガスの少くとも１部を前記炭化
水素・二酸化炭素改質における二酸化炭素源として用い
ることを特徴とする請求項３のガラス製造の一貫処理法
。 - 【請求項５】 前記工程（Ｃ）の排ガスを、二酸化炭
素生成物と、ベント流れおよび水とに少くとも部分分離
することを特徴とする請求項１のガラス製造の一貫処理
法。 - 【請求項６】 前記二酸化炭素分離は、極低温蒸留で
あることを特徴とする請求項５のガラス製造の一貫処理
法。 - 【請求項７】 前記二酸化炭素分離は、吸着分離であ
ることを特徴とする請求項５のガラス製造の一貫処理法
。 - 【請求項８】 前記二酸化炭素分離は、膜分離である
ことを特徴とする請求項５のガラス製造の一貫処理法。 - 【請求項９】 前記排ガスの１部を、前記カレットに
接して熱交換して、前記排ガスを冷却、カレットを加熱
することを特徴とする請求項１のガラス製造の一貫処理
法。 - 【請求項１０】 前記排ガスを、バッチに接して熱交
換して、前記排ガスを冷却し、バッチを加熱することを
特徴とする請求項１のガラス製造の一貫処理法。 - 【請求項１１】 前記高酸素ガスは、市場でいう純粋
酸素であることを特徴とする請求項１のガラス製造の一
貫処理法。 - 【請求項１２】 前記高酸素ガスは、少くとも９３％
の酸素であることを特徴とする請求項１のガラス製造の
一貫処理法。 - 【請求項１３】 前記急冷の少くとも１部を流動層熱
交換で実施することを特徴とする請求項１のガラス製造
の一貫処理法。 - 【請求項１４】 前記流動層熱交換の流動化ガスを、
前記再循環排ガスにより供給することを特徴とする請求
項１３のガラス製造の一貫処理法。 - 【請求項１５】 前記改質の少くとも１部を流動層熱
交換で実施することを特徴とする請求項１のガラス製造
の一貫処理法。 - 【請求項１６】 前記流動層熱交換の流動化ガスを再
循環排ガスにより供給することを特徴とする請求項１５
のガラス製造の一貫処理法。 - 【請求項１７】 未改質の前記炭化水素燃料と合成ガ
ス燃料をガラス製造炉に分割して供給することを特徴と
する請求項１のガラス製造の一貫処理法。 - 【請求項１８】 前記炭化水素燃料をガラス製造炉の
流出物端に供給することを特徴とする請求項１７のガラ
ス製造の一貫処理法。 - 【請求項１９】 前記合成ガスの少くとも１部を水素
流れと、一酸化炭素流れとに分割することを特徴とする
請求項１のガラス製造の一貫処理法。 - 【請求項２０】 前記水素の少くとも１部をガラス製
造炉の流入物端に供給することを特徴とする請求項１９
のガラス製造の一貫処理法。 - 【請求項２１】 前記水素の少くとも１部をフロート
ガラス製造の錫浴での不活性媒体として用いることを特
徴とする請求項１９のガラス製造の一貫処理法。 - 【請求項２２】 前記酸素の少くとも１部をガラス製
造炉での浸漬燃焼の燃料として用いることを特徴とする
請求項１９のガラス製造の一貫処理法。 - 【請求項２３】 前記排ガスを、砂、蒸気、空気、液
体の水、高窒素ガスおよびその混合物からなる群より選
ばれる媒体で補足的に急冷することを特徴とする請求項
１のガラス製造の一貫処理法。 - 【請求項２４】 ガラス製造炉において燃焼熱を用い
ガラス製造材料を溶融するガラス製造の一貫処理法にお
いて、（ａ） ガラス製造炉でバッチとカレット供給原
料のガラス製造材料を燃料を高酸素酸化体流れと燃焼さ
せることで加熱および溶融する工程と、（ｂ） 前記ガ
ラス製造炉から、実質的に二酸化炭素を含有する燃焼生
成物からなる熱排ガスを除去して、前記排ガスを、工程
中の下流からの排ガスの熱を用いて炭化水素・二酸化炭
素改質で合成ガスに改質することで冷却し、改質を行う
工程と、（ｃ） 前記合成ガスを、ガラス製造炉への燃
料の少くとも１部として前記ガラス製造炉に導入する工
程と、からなるガラス製造の一貫処理法。 - 【請求項２５】 前記冷却の少くとも１部を前記炭化
水素・二酸化炭素改質に、改質への二酸化炭素源として
再循環させることを特徴とする請求項２４のガラス製造
の一貫処理法。 - 【請求項２６】 前記工程（ｂ）の排ガスを、二酸化
炭素生成物、ベント流れと水とに少くとも部分的に分割
することを特徴とする請求項２４のガラス製造の一貫処
理法。 - 【請求項２７】 前記二酸化炭素分離は、極低温蒸留
であることを特徴とする請求項２６のガラス製造の一貫
処理法。 - 【請求項２８】 前記二酸化炭素分離は、吸着分離で
あることを特徴とする請求項２６のガラス製造の一貫処
理法。 - 【請求項２９】 前記二酸化炭素分離は、膜分離であ
ることを特徴とする請求項２６のガラス製造の一貫処理
法。 - 【請求項３０】 前記排ガスの１部をカレットに接し
て熱交換して前記排ガスを冷却し、バッチを加熱するこ
とを特徴とする請求項２４のガラス製造の一貫処理法。 - 【請求項３１】 前記排ガスを、バッチに接し熱交換
して、前記排ガスを冷却し、バッチを加熱することを特
徴とする請求項２４のガラス製造の一貫処理法。 - 【請求項３２】 前記高酸素ガスは、市場でいう純粋
酸素であることを特徴とする請求項２４のガラス製造の
一貫処理法。 - 【請求項３３】 前記高酸素ガスは、少くとも９３％
の酸素であることを特徴とする請求項２４のガラス製造
の一貫処理法。 - 【請求項３４】 前記冷却排ガスの少くとも１部を再
循環させて、ガラス製造炉からの熱排ガスを急冷するこ
とを特徴とする請求項２４のガラス製造の一貫処理法。 - 【請求項３５】 前記急冷の少くとも１部を流動層熱
交換で行うことを特徴とする請求項３４のガラス製造の
一貫処理法。 - 【請求項３６】 前記流動層熱交換の流動化ガスを再
循環排ガスにより供給することを特徴とする請求項３５
のガラス製造の一貫処理法。 - 【請求項３７】 前記改質の少くとも１部分を流動層
熱交換で行うことを特徴とする請求項２４のガラス製造
の一貫処理法。 - 【請求項３８】 前記流動層熱交換の流動化ガスを再
循環排ガスにより供給することを特徴とする請求項３７
のガラス製造の一貫処理法。 - 【請求項３９】 未改質の炭化水素燃料と合成ガス燃
料をガラス製造炉に分割して供給することを特徴とする
請求項２４のガラス製造の一貫処理法。 - 【請求項４０】 前記炭化水素燃料をガラス製造炉の
流出物端に供給することを特徴とする請求項３９のガラ
ス製造の一貫処理法。 - 【請求項４１】 前記合成ガスの少くとも１部を水素
流れと一酸化炭素流れに分割することを特徴とする請求
項２４のガラス製造の一貫処理法。 - 【請求項４２】 前記水素の少くとも１部をガラス製
造炉の流出物端に供給することを特徴とする請求項４１
のガラス製造の一貫処理法。 - 【請求項４３】 前記水素の少くとも１部をフロート
ガラス製造の錫浴で不活性媒体として用いることを特徴
とする請求項４１のガラス製造の一貫処理法。 - 【請求項４４】 前記水素の少くとも１部をガラス製
造炉で浸透燃焼の燃料として用いることを特徴とする請
求項４１のガラス製造の一貫処理法。 - 【請求項４５】 前記排ガスを、砂、蒸気、空気、液
体の水、高窒素ガスおよびその混合物からなる群より選
ばれる媒体で補足的に急冷することを特徴とする請求項
３４のガラス製造の一貫処理法。
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