KR102037621B1 - 유리 노에서의 열화학적 재생 및 열 회수 - Google Patents
유리 노에서의 열화학적 재생 및 열 회수 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102037621B1 KR102037621B1 KR1020187014182A KR20187014182A KR102037621B1 KR 102037621 B1 KR102037621 B1 KR 102037621B1 KR 1020187014182 A KR1020187014182 A KR 1020187014182A KR 20187014182 A KR20187014182 A KR 20187014182A KR 102037621 B1 KR102037621 B1 KR 102037621B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- regenerator
- gaseous combustion
- furnace
- combustion product
- cooled
- Prior art date
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title description 26
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 title 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 title 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 143
- 238000005816 glass manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 81
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 67
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 64
- 238000002407 reforming Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims abstract description 34
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 17
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 104
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 99
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 67
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 65
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 63
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 27
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 23
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 20
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 18
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 10
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 111
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 102
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 22
- 239000006063 cullet Substances 0.000 description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 21
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 20
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000006057 reforming reaction Methods 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 8
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000010794 food waste Substances 0.000 description 3
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 description 3
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 2
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 208000018459 dissociative disease Diseases 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 125000005456 glyceride group Chemical group 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- -1 methane) Chemical class 0.000 description 1
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000012056 semi-solid material Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B3/00—Charging the melting furnaces
- C03B3/02—Charging the melting furnaces combined with preheating, premelting or pretreating the glass-making ingredients, pellets or cullet
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/235—Heating the glass
- C03B5/2353—Heating the glass by combustion with pure oxygen or oxygen-enriched air, e.g. using oxy-fuel burners or oxygen lances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B3/00—Charging the melting furnaces
- C03B3/02—Charging the melting furnaces combined with preheating, premelting or pretreating the glass-making ingredients, pellets or cullet
- C03B3/023—Preheating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/235—Heating the glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/235—Heating the glass
- C03B5/237—Regenerators or recuperators specially adapted for glass-melting furnaces
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
-
- Y02P40/535—
-
- Y02P40/55—
Abstract
축열기를 통과한 후의 유리 용융 노로부터의 가스상 연소 생성물을 사용하여 유리 제조 공급 재료를 가열하고 공급 재료 상의 유기 재료를 열분해한다. 가스상 열분해 생성물 및 연소 생성물을 개질 연료와 조합하고, 이전 사이클에서 가열된 축열기에 통과시켜 합성 가스를 형성하고, 이를 노 내로 공급하고 연소시킨다.
Description
본 발명은, 재료가 유리 용융 노(glassmelting furnace)와 같은 노 내로 공급되고 노 내에서 일어나는 연소 열에 의해 가열되고/되거나 용융되는, 노에서의 연소에 관한 것이다.
고온 연도 가스(flue gas)로부터의 다수의 상이한 폐열 회수 시스템이 고온 노에 대해 개발되어 왔다. 그러한 시스템은 공기 및 산소와 같은 연소용 산화제를 예열시키기 위한 축열기(regenerator) 및 환열기(recuperator), 스팀(steam)을 발생시키기 위한 폐열 보일러, 노로의 고체 공급 재료를 위한 예열기(preheater), 및 연료를 가열하고 개질하기 위한 열화학적 환열기 및 축열기를 포함한다. 연료 및 산소로 발화되는 유리 용융 노에서, 단일 폐열 회수 시스템, 예를 들어 미국 특허 제5,921,771호에 기재된 바와 같은 산소 가열 축열기는 고온 연도 가스에서 이용가능한 폐열의 단지 일부만을 회수할 수 있다. 둘 이상의 상이한 열 회수 시스템을 병렬로 또는 직렬로 조합함으로써, 고온 연도 가스로부터 더 많은 폐열이 회수될 수 있다. 예를 들어, 스팀을 발생시키고 연도 가스를 냉각하기 위해 폐열 보일러가 기본 고온 열 회수 시스템의 하류에 설치될 수 있다. 다른 예는 산소 가열 축열기와 열화학적 환열기 또는 열화학적 축열기를 조합하는 것이다.
미국 특허 제6,113,874호는 축열기를 이용하는 노에 유용한 열화학적 열 회수 방법을 개시하는데, 이 방법에서는 노에서 형성된 연소 생성물의 스트림을 제1 축열기에 통과시켜 제1 축열기를 가열하고 연소 생성물을 냉각하고, 이어서 냉각된 연소 생성물의 소정 부분을 연료와 조합하여 혼합물을 형성하고 이 혼합물을 가열된 제2 축열기에 통과시키고, 상기 제2 축열기에서 상기 혼합물을 흡열 반응시켜 합성 가스(syngas)를 형성하며 이 합성 가스는 이어서 노 내로 통과시켜 연소되게 한다.
본 발명은, 특히 유리 제조에 유용한, 하류에서의 배치(batch) 또는 컬릿(cullet) 예열 시스템의 조합에 의한 이러한 열 회수 방법에서의 개선을 포함한다.
본 발명의 일 태양은 유리 용융 노에서 연소를 수행하는 방법으로서, 이는
(A) 유리 용융 노에서 연료를 연소시켜 가스상 연소 생성물을 생성하는 단계; 및
(B) 교대로
(1) (a) 노로부터의 가스상 연소 생성물을 냉각된 제1 축열기 내로 그리고 이를 통과시켜 제1 축열기를 가열하고 상기 가스상 연소 생성물을 냉각하고,
(b) 유기 물질을 함유하는 고체 유리 제조 재료와 열교환하도록 상기 제1 축열기로부터의 상기 냉각된 가스상 연소 생성물의 적어도 제1 부분 (이는 최대 100%를 의미함)을 통과시켜, 냉각된 가스상 연소 생성물을 추가로 냉각하고 유리 제조 재료를 가열하고 그에 함유된 유기 물질을 열분해하여 열분해 생성물을 형성하고,
(c) 추가로 냉각된 가스상 연소 생성물, 가스상 열분해 생성물, 및 연료를 가열된 제2 축열기 내로 통과시키고, 제2 축열기에서 가스상 연소 생성물, 가스상 열분해 생성물, 및 연료를 흡열 반응으로 반응시켜 수소 및 CO를 포함하는 합성 가스를 형성하고, 제2 축열기로부터의 상기 합성 가스를 노 내로 통과시키고 이를 노 내에서 연소시키고,
(d) 상기 가열된 유리 제조 재료를 상기 노 내로 공급하는 단계; 및
(2) (a) 노로부터의 가스상 연소 생성물을 냉각된 제2 축열기 내로 그리고 이를 통과시켜 제2 축열기를 가열하고 상기 가스상 연소 생성물을 냉각하고,
(b) 유기 물질을 함유하는 고체 유리 제조 재료와 열교환하도록 상기 제2 축열기로부터의 상기 냉각된 가스상 연소 생성물의 제1 부분 (이는 최대 100%를 의미함)을 통과시켜, 냉각된 가스상 연소 생성물을 추가로 냉각하고 유리 제조 재료를 가열하고 그에 함유된 유기 물질을 열분해하여 가스상 열분해 생성물을 형성하고,
(c) 추가로 냉각된 가스상 연소 생성물, 가스상 열분해 생성물, 및 연료를 가열된 제1 축열기 내로 통과시키고, 제1 축열기에서 가스상 연소 생성물 및 연료를 흡열 반응으로 반응시켜 수소 및 CO를 포함하는 합성 가스를 형성하고, 제1 축열기로부터의 상기 합성 가스를 노 내로 통과시키고 노 내에서 연소시키고,
(d) 상기 가열된 유리 제조 재료를 상기 노 내로 공급하는 단계를 포함한다.
고체 유리 제조 재료와의 열교환은 직접 접촉 열교환, 간접 열교환, 또는 직접 열교환과 간접 열교환의 조합에 의해 수행될 수 있다. 직접 접촉 열교환에서, 고체 유리 제조 재료는 가스상 연소 생성물과의 직접 접촉에 의해 가열되고, 고체 유리 제조 재료로부터 형성된 가스상 열분해 생성물은 가스상 연소 생성물과 혼합된다. 이는, 가스가 유리 제조 재료의 조각들 및 입자들 사이의 공간을 통해 유동하고 그들의 표면과 접촉하여 유리 제조 재료에 열을 전달하는 동일한 튜브 또는 다른 통로를 통해 동시에, 상기 조각들 또는 입자들, 및 가스상 연소 생성물의 스트림을 유동시킴으로써 달성될 수 있다. 간접 접촉 열교환에서, 고체 유리 제조 재료는 가스상 연소 생성물과 직접 접촉하지 않으며, 고체 유리 제조 재료로부터 형성된 가스상 열분해 생성물은 열교환 유닛 내에서 가스상 연소 생성물과 혼합되지 않는다. 가스 스트림 및 유리 제조 재료는 서로 접촉하지 않고, 배리어(barrier) (예를 들어, 인접한 튜브들 사이의 금속 벽)에 의해 물리적으로 분리되며, 이 배리어는 가스와 고체 유리 제조 재료 사이에서 열이 유동하게 한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "열분해"란, 재료의 100%를 완전히 산화된 최종 생성물, 예를 들어 이산화탄소 및 물로 완전히 산화시키지 않고서, 또한 재료의 분자 구조 또는 분자량을 변화시키거나 반응 생성물을 생성하는 화학 반응 (예를 들어, 부분적인 산화)을 재료가 거치게 하거나 거치게 하지 않고서, 재료를 열적으로 분해하여 기체, 액체 및 고체 생성물을 형성하는 것을 의미한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "가스상 열분해 생성물"은 열분해에 의해 형성되는 생성물인데, 이는 가스이고 기체상 중에서 운송 가능한 액체 및/또는 고체의 미세 입자를 함유할 수 있다.
본 발명의 다른 태양은 노에 공급될 가스상 산화제의 예열과 함께 전술한 방법을 이용한다.
예를 들어, 본 발명의 이러한 태양은 유리 용융 노에서 연소를 수행하는 방법이며, 이는
(A) 유리 용융 노에서 연료를 연소시켜 가스상 연소 생성물을 생성하는 단계; 및
(B) 교대로,
(1) (i) 노로부터의 가스상 연소 생성물의 제1 양을 냉각된 제1 축열기 내로 그리고 이를 통과시켜 제1 축열기를 가열하고 가스상 연소 생성물의 상기 제1 양을 냉각하고,
(ii) 노로부터의 가스상 연소 생성물의 제2 양을 냉각된 제2 축열기 내로 그리고 이를 통과시켜 제2 축열기를 가열하고 가스상 연소 생성물의 상기 제2 양을 냉각하고,
(iii) 유기 재료를 함유하는 고체 유리 제조 재료와 열교환하도록 상기 제1 축열기로부터의, 상기 제2 축열기로부터의, 또는 상기 제1 및 제2 축열기 둘 모두로부터의 냉각된 가스상 연소 생성물을 통과시켜, 냉각된 가스상 연소 생성물을 추가로 냉각하고 유리 제조 재료를 가열하고 유리 제조 재료 내의 유기 재료를 열분해하여 가스상 열분해 생성물을 형성하고, 상기 가열된 유리 제조 재료를 상기 노 내로 공급하고,
(iv) 개질 연료, 추가로 냉각된 가스상 연소 생성물, 가스상 열분해 생성물, 및 상기 제1 축열기로부터의 냉각된 가스상 연소 생성물, 상기 제2 축열기로부터의 냉각된 가스상 연소 생성물, 또는 상기 제1 및 제2 축열기 둘 모두로부터의 냉각된 가스상 연소 생성물을 가열된 제3 축열기 내로 통과시키고,
(v) 제3 축열기에서 가스상 연소 생성물 및 개질 연료 및 가스상 열분해 생성물을, 수소 및 일산화탄소를 포함하는 합성 가스를 형성하기에 효과적인 조건 하에 흡열 반응으로 반응시키고, 이럼으로써 제3 축열기를 냉각하고,
(vi) 가스상 산화제를 가열된 제4 축열기 내로 그리고 이를 통과시켜 가스상 산화제를 가열하고 제4 축열기를 냉각하고,
(vii) 상기 제3 축열기로부터의 상기 합성 가스 및 임의의 미반응 열분해 생성물을 상기 노 내로 통과시키고, 제4 축열기로부터의 상기 가열된 가스상 산화제를 노 내로 통과시키고, 노에서 합성 가스, 임의의 미반응 열분해 생성물, 및 상기 가열된 가스상 산화제를 연소시키면서;
상기 제1 및 제2 축열기 밖으로 통과하는 연소 생성물들의 온도차를 300 F 이하로 유지하는 단계; 및
(2) (i) 노로부터의 가스상 연소 생성물의 제1 양을 냉각된 제3 축열기 내로 그리고 이를 통과시켜 제3 축열기를 가열하고 가스상 연소 생성물의 상기 제1 양을 냉각하고,
(ii) 노로부터의 가스상 연소 생성물의 제2 양을 냉각된 제4 축열기 내로 그리고 이를 통과시켜 제4 축열기를 가열하고 가스상 연소 생성물의 상기 제2 양을 냉각하고,
(iii) 유기 재료를 함유하는 고체 유리 제조 재료와 열교환하도록 상기 제3 축열기로부터의, 상기 제4 축열기로부터의, 또는 상기 제3 및 제4 축열기 둘 모두로부터의 냉각된 가스상 연소 생성물을 통과시켜, 냉각된 가스상 연소 생성물을 추가로 냉각하고 유리 제조 재료를 가열하고 유리 제조 재료 내의 유기 재료를 열분해하여 가스상 열분해 생성물을 형성하고, 상기 가열된 유리 제조 재료를 상기 노 내로 공급하고,
(iv) 개질 연료, 추가로 냉각된 가스상 연소 생성물, 가스상 열분해 생성물, 및 상기 제3 축열기로부터의 냉각된 가스상 연소 생성물, 상기 제4 축열기로부터의 냉각된 가스상 연소 생성물, 또는 상기 제3 및 제4 축열기 둘 모두로부터의 냉각된 가스상 연소 생성물을 가열된 제1 축열기 내로 통과시키고,
(v) 제1 축열기에서 가스상 연소 생성물 및 개질 연료 및 열분해 생성물을, 수소 및 일산화탄소를 포함하는 합성 가스를 형성하기에 효과적인 조건 하에 흡열 반응으로 반응시키고, 이럼으로써 제1 축열기를 냉각하고,
(vi) 가스상 산화제를 가열된 제2 축열기 내로 그리고 이를 통과시켜 가스상 산화제를 가열하고 제2 축열기를 냉각하고,
(vii) 상기 제1 축열기로부터의 상기 합성 가스 및 임의의 미반응 열분해 생성물을 상기 노 내로 통과시키고, 제2 축열기로부터의 상기 가열된 가스상 산화제를 노 내로 통과시키고, 노에서 합성 가스, 임의의 미반응 열분해 생성물, 및 상기 가열된 가스상 산화제를 연소시키면서;
상기 제3 및 제4 축열기 밖으로 통과하는 연소 생성물들의 온도차를 300 F 이하로 유지하는 단계
를 포함한다.
도 1 및 도 1a는 본 발명의 실시 형태의 흐름도이다.
도 2 및 도 3은 도 1 및 도 1a의 실시 형태의 일부분의 단면도이다.
도 4 및 도 4a는 본 발명의 다른 실시 형태의 흐름도이다.
도 5 및 도 6은 도 4 및 도 4a의 실시 형태의 일부분의 단면도이다.
도 7a 및 도 7b 및 도 7c는 본 발명의 실시 형태의 개략도이다.
도 2 및 도 3은 도 1 및 도 1a의 실시 형태의 일부분의 단면도이다.
도 4 및 도 4a는 본 발명의 다른 실시 형태의 흐름도이다.
도 5 및 도 6은 도 4 및 도 4a의 실시 형태의 일부분의 단면도이다.
도 7a 및 도 7b 및 도 7c는 본 발명의 실시 형태의 개략도이다.
본 발명은, 재료가 노 내로 공급되고 노 내에서 일어나는 연소의 열에 의해 가열되고/되거나 용융되는, 유리 용융 노, 금속 및 광석을 가열하고/하거나 용융시키기 위한 노, 소각로, 시멘트 가마 등과 같은 노에서 유용하다. 연소는, 임의의 가연성 가스상 탄화수소 또는 무화된 액체 탄화수소 (바람직하게는 메탄과 같은 C1-C4 화합물을 포함함) 뿐만 아니라 본 명세서에 기재된 바와 같이 생성되는 합성 가스일 수 있는 연료와, 공기 및 공기보다 많은 산소를 함유하는 임의의 가스상 혼합물을 포함하는 가스상 산화제 사이에서 일어난다.
본 발명은 바람직한 유형의 노, 즉, 고온 연도 가스 배출 스트림으로부터 사용가능한 열을 되찾는 열 회수 공정을 이용하는 노와 관련하여 특히 상세하게 본 명세서에 기재된다. 이러한 열 회수 공정은, 본 명세서에서 연도 사이클 및 개질 사이클로 지칭되는 2가지 사이클로 진행된다. 이러한 두 사이클은 둘 이상의 체커-충전(checker-filled) 축열기에서 교대로 수행된다. 열 회수 공정은 바람직하게는 "산소-연료"(oxy-fuel) 연소 공정 - 이는 50 부피% 이상의 산소, 및 바람직하게는 80 부피% 이상의 산소, 더욱 바람직하게는 90 부피% 이상의 산소, 및 심지어 99 부피% 이상의 산소의 산소 함량을 포함하는 가스상 산화제와 함께 연료를 연소시키는 것을 의미함 - 을 이용하는 노 및 다른 연소 장치와 관련하여 수행되는데, 그 이유는 산소-연료 연소에 의해 생성되는 연도 가스가 더 높은 H2O 및 CO2 농도를 가지며 이들 둘 모두가 본 발명의 방법에 이용되는 흡열 개질 반응을 촉진하기 때문이다. 연도 사이클 동안, 제1 축열기 내의 체커는 노로부터 이러한 축열기 내로 그리고 이러한 축열기를 통해 공급되는 고온 연도 가스로부터 열을 추출하고 저장한다. 이어서, 개질 사이클에서는, 제1 축열기를 빠져나온 냉각된 연도 가스로부터, 소정 부분 (본 명세서에서 재순환 연도 가스 또는 RFG (Recycled Flue Gas)로 지칭됨)이 다른 축열기로 공급되고 연료 (본 명세서에서 개질 연료 또는 RF (Reforming Fuel)로 지칭됨)의 스트림과 혼합된다. 하기 설명에서는, 예시를 위해 순수한 메탄 (CH4)이 개질 연료로서 기재된다. 다른 만족스러운 개질 연료에는, 천연 가스, 프로판, 및 LPG (액화 석유 가스)를 포함하지만 이에 한정되지 않는, 상당한 농도의 탄화수소를 함유하는 임의의 가연성 가스, 가스 혼합물, 또는 기화된 액체 연료가 포함된다. 석탄을 가스화하여 생성되는 발생로 가스(producer gas)와 같이 H2 및 CO를 주로 포함하는 연료는 개질 연료로서 적합하지 않다. 따라서, 개질 연료는 25 부피% 이상의 화학식 CH4 및/또는 CXHY (여기서, X는 2 내지 4이고 Y는 X 내지 (4X-2)임)의 하나 이상의 가스상 탄화수소를 포함하여야 한다.
개질 사이클에서, RFG/RF 혼합물은, 상기에 기재된 바와 같이, 체커가 이미 가열되어 있는 제2 축열기로 들어가고 그를 통해 노를 향해 유동한다. 제2 축열기를 통과하는 RFG/RF 혼합물의 온도는, 이미 예열된 체커로부터 열을 추출함으로써 계속 증가한다. RGF/RF 혼합물은 제2 축열기를 통과할 때, 열해리 반응 및 개질 반응이 일어나기 시작하여 계속 일어나는 온도에 도달하여, H2 및 CO를 포함하는 생성물을 생성한다. 이들 반응은 흡열 반응이며 이들 반응을 촉진하는 데 필요한 열은 가열된 체커로부터 흡수된다. 연료의 열해리 반응은 분해(cracking) 반응으로 알려져 있으며 H2, C2H2, C2H4, 및 그을음(soot)과 같은 다수의 연료 화학종을 생성한다. 개질 반응은 전형적으로 H2O, CO2 및 CH4를 포함하는 미반응 가스, H2 및 CO와 같은 하나 이상의 성분을 포함하는 가스상 조성물을 생성한다. 그렇게 생성된 가스상 조성물은 또한 본 명세서에서 "합성 가스"로 칭해질 수 있다. 가스상 생성물의 혼합물은 제2 축열기로부터 노 내로 빠져나오고, 노에서 가연성 가스상 성분이 산화제와 함께 연소되어 노 내의 재료를 가열 및/또는 용융하기 위한 열에너지를 제공한다. 이러한 연소는 가스상 생성물과 함께 존재하는 임의의 그을음의 소정 부분을 또한 연소시킬 수 있다.
하기에 더욱 완전하게 기재되는 바와 같이, 노에서의 연소를 위한 가스상 산화제는, 노 내로 공급되기 전에 가열된다. 가스상 산화제는 가스상 산화제를 미리 가열되어 있는 축열기 내로 그리고 이를 통과시킴으로써 가열된다. 동시에, 노 내에서 형성된 가스상 연소 생성물의 소정 부분이 다른 축열기를 통해 노 밖으로 통과되어 그 축열기를 가열한다.
소정 길이의 시간 후에, 두 축열기의 작동이 반전되며, 즉, 연도 사이클에 사용된 축열기가 개질 사이클로 전환되고, 개질 사이클에 사용된 축열기가 연도 사이클로 전환된다. 반전 이전에, 개질 연료의 유동은 중단되고, 축열기 내의 잔류 개질 연료 및 합성 가스의 일부 또는 전부가 축열기 밖으로 퍼징되고(purged) 노 내에서 연소될 때까지 RFG 유동은 계속된다. 그을음이 RFG와 반응하여 가스화되기 때문에, 이러한 퍼징 단계는 또한 축열기 내의 체커 표면 상에 침착된 그을음을 제거하는 작용을 한다. 이러한 반전 시에, 배출되는 연도 가스에 의해 가열된 축열기는 전환되어 유입되는 산화제를 가열하기 시작하고, 유입되는 산화제를 가열하는 데 사용되었던 축열기는 전환되어, 노를 빠져나가는 연도 가스가 이 축열기를 통과하여 축열기를 재가열하여 산화제를 가열하는 데 사용되도록 한다. 추가의 기간 후에, 두 쌍의 축열기의 작동이 다시 반전된다. 반전 타이밍은 경과 시간에 의해 또는 다른 기준, 예를 들어 연도 사이클에 있는 제1 축열기로부터 빠져나온 연도 가스의 온도에 의해 결정될 수 있다. 반전 공정은 미리 결정된 메커니즘 및 계획에 따라 수행되는데, 밸브들이 특정 타이밍에 기초하여 개방 및 폐쇄되도록 차례로 배열된다.
본 발명의 일 태양의 작동 및 제어가 도 1 내지 도 3과 관련하여 하기에 기재되어 있다. 말단 벽(3)에 2개의 축열기가 장착된 말단-포트 발화식 유리 노(end-port fired glass furnace; 10)가 예로서 사용된다.
도 1에 나타난 바와 같이, 말단-포트 유리 노(10)는 공급 스테이션(20)을 가지며, (배치 및/또는 컬릿으로 알려진) 고체 유리 제조 재료를 포함하는 공급 재료(30)가 노 내로 장입되어 가열 및 용융된다. 가열 스테이션(20) 및 선택적인 가열 스테이션(20A)이 하기에 추가로 기재되어 있다. 노(10) 밖으로의 용융된 유리의 유동이 (90)으로 나타나 있다. 노(10)는 노의 좌측에 제1 축열기(100) 및 노의 우측에 제2 축열기(200)를 구비한다. 두 축열기의 수직 단면도가 도 2 및 도 3에 더욱 상세하게 도시되어 있다.
도 2에 나타나 있는 바와 같이, 축열기(200)는 연도 사이클에 있으며, 여기서 노(10)의 내부로부터의 연도 가스 스트림(50)은 포트 넥(port neck; 240)으로 들어간 다음, 산소 분석기(250)를 지나서 축열기(200)의 상부 공간(530)으로 유동한다. 연도 가스 스트림은 축열기(200) 내의 체커((520)으로 나타나 있음)들 사이의 통로를 통해 유동할 때 체커를 가열하고, 전체 체커 층의 중량을 또한 지지하는 아치(510) 상에 지지된 가스 통로(515)를 통해 챔버 하부 공간(500)으로 들어간다. 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 노(10)에서 생성된 연도 가스의 소정 부분(52)은 부분적으로 개방된 밸브(350)를 통해 도관(70)으로 우회될 수 있고, 이어서 스택(340)으로 들어가 배출되는데, 이는 그것이 노에 다시 들어가지 않고 대신에 대기로 방출되고/되거나 저장 및/또는 추가의 처리 또는 그러한 용도의 임의의 조합을 위한 하나 이상의 다른 스테이션으로 이송됨을 의미한다. 최대 열 회수를 위해, 본질적으로 모든 노 연도 가스가 연도 가스 스트림(50)으로서 축열기(200)로 가도록 밸브(350)가 폐쇄되는 것이 바람직하다.
도 1 및 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 냉각된 연도 가스 스트림(201)은 도관(260)에서 축열기(200)를 빠져나와서, 개방 밸브(210)를 통과하고, 2개의 스트림(204, 204A)으로 나뉜다.
유리 제조 재료(209)는 공급 스테이션(20) 내로 공급되며, 여기서 유리 제조 재료는 가열될 수 있고 이어서 노(10) 내로 공급될 수 있다. 유리 제조 재료(209)는 용융 시에 유리 물품으로 형성될 수 있는 용융 유리를 형성하는 고체 재료를 포함한다. 유리 제조 재료는 재활용 유리 용기 및 병과 같은 유리의 조각을 포함하는 컬릿으로 알려진 재료를 포함할 수 있다. 스트림(209) 내의 유리 제조 재료, 특히 컬릿은 그 내에 또는 그 상에 유기 물질을 함유하며, 유기 물질이란 분자 구조에 적어도 탄소 및 수소, 및 또한 선택적으로 산소를 갖는 임의의 고체, 반고체 또는 액체 물질(들)을 의미한다. 유기 물질의 예에는 탄수화물, 탄화수소, 중합체, 지방산, 왁스, 지방 및 다른 글리세라이드가 포함되며, 종이 및 접착제 물질과 같은 물질이 포함된다. 유리 제조 재료(209)는 용융 시에 유리를 형성하거나 반응을 하여 유리를 형성하는 재료를 또한 함유할 수 있다. 그러한 재료는 "배치"로 알려져 있으며; 예에는 규사, 소다회, 석회석, 백운석, 나트륨, 칼슘, 마그네슘 및 칼륨의 다른 탄산염, 황산염, 산화물 및 수산화물이 포함된다. 존재하는 경우 배치 재료는 그 안에 유기 물질을 또한 함유할 수 있다.
냉각된 가스상 연소 생성물 (연도 가스)의 스트림(201)은 2개의 스트림(204, 204A)으로 나뉜다. 스트림(204)은 개질 반응을 위한 축열기(100)에서 반응물로서 사용될 재순환 연도 가스(RFG)이다. 스트림(204)은 스테이션(20) 내로 그리고 이를 통과하며, 이때 스트림은 스테이션(20) 내의 유리 제조 재료(209)를 가열하고 이럼으로써 추가로 냉각된다. 추가로 냉각된 연도 가스(206)는 유리 제조 재료(209)로부터의 가스상 열분해 생성물을 함유하고 스테이션(20)을 빠져나가고, ID (유인 통풍(induced draft)) 팬(fan)(300) 및 밸브(360)를 통과하고, 위치(127)에서 스트림(130)으로부터의 개질 연료와 혼합되고 스트림(128)으로서 축열기(100)의 하부 내로 공급된다. 축열기(100)로 공급될 개질 연료는 밸브(120)를 통해 도관(130)에 의해 공급된다. 적합한 개질 연료에는 메탄 (이것이 바람직함) 뿐만 아니라 천연 가스, 프로판, 및 LPG (액화 천연 가스)를 포함하지만 이에 한정되지 않는 임의의 다른 가연성 가스, 가스 혼합물, 또는 기화된 액체 연료가 포함된다.
스테이션(20)으로부터 생성된 가열된 유리 제조 재료(219)는 공급기(21)를 통해 노(10) 내로 공급된다.
냉각된 가스상 연소 생성물의 스트림(204A)은 선택적인 배치/컬릿 가열 유닛(20A) 내로 통과하고, 여기서 스트림(204A)은 유닛(20A)에 별도로 공급된 유리 제조 재료(209A)를 가열한다. 이러한 실시 형태에서, 유리 제조 재료(209A)는 배치 또는 컬릿일 수 있지만 유기 물질이 실질적으로 없어야 한다. 스테이션(20A)에서 가열되는 유리 제조 재료(209A)는 노(10) 내로 공급된다. 추가로 냉각된 연도 가스(206A)는 스테이션(20A)을 빠져나오고, ID 팬(300A)을 통과하고, 통과 배출될 수 있다 (340). 가열된 유리 제조 재료(219A)는 공급기(21)를 통해 노(10) 내로 공급된다.
대신에 스테이션(20A)은 스트림(204A)에 함유된 열을 유용하게 이용하는 임의의 다른 열 회수 구성 요소일 수 있음에 유의하여야 한다. 다른 열 회수 구성 요소의 예에는 급수를 스팀으로 전환하는 보일러가 포함된다.
스트림(204)과 유리 제조 재료 사이, 및 스트림(204A)과 유리 제조 재료 사이의 열교환은, 바람직하게는 직접 열교환에 의한 것이며, 직접 열교환이 바람직하지만 간접 열교환 또는 직접 열교환과 간접 열교환의 조합에 의한 것일 수 있다.
스테이션(20)에서, 가스 스트림(204)은 유리 제조 재료가 함유하는 유기 물질을 열분해한다. 가스상 열분해 생성물은 스테이션(20)을 빠져나온 가스 스트림(206)과 합쳐진다. 가스상 열분해 생성물이 열분해 시에 가스 스트림에 즉시 합류하기 때문에 직접 열교환은 이러한 합쳐짐을 촉진한다. 간접 열교환이 이용되는 경우, 가열된 유리 제조 재료는 간접 열교환기를 빠져나갈 때 그에 동반된(entrained) 가스로부터 공지의 방식으로 분리될 수 있으며, 적합한 배관 구성(ducting)에 의해 가스상 열분해 생성물을 함유하는 회수된 가스 스트림이 스트림(206) 내로 공급될 수 있다.
도 1a는 스테이션(20)이 간접 열교환을 이용하는 배열을 도시한다. 이 배열에서는 가스상 열분해 생성물(229)이 스트림(206)에 합류하지 않고, 재순환 연도 가스 (RFG) 스트림(303) 내에 혼합되어 개질 축열기(100) 내로 공급된다. 연도 가스 스트림(301)은 가스상 열분해 생성물(229)이 없으며 스택(340) 내로 배출된다.
열분해는 존재하는 모든 유기 물질을 완전히 산화된 형태, 즉 이산화탄소와 물로 완전히 전환하지는 않는다. 따라서, 열분해 생성물은 개질 및 연소와 같은 반응에 참여할 수 있는 화합물을 포함한다. 축열기(100) 및 축열기(200)에서의 개질 반응에서 반응하지 않은 임의의 열분해 생성물은 노(10) 내로 통과하고 거기에서 완전히 연소된다.
스테이션(20) 내의 유리 제조 재료와 접촉할 때 가스 스트림(204)은 전형적으로 800 F 내지 1200 F의 온도이다. 유리 제조 재료의 일부의 연화 및 스티킹(sticking)이 1000 F 이하의 온도에서 일어날 수 있으며, 이는 스테이션(20)에서의 유리 제조 재료의 원활한 유동을 막을 수 있다. 스트림(204)의 최대 가스 온도는 스티킹 문제를 피하도록 제어되어야 한다. 스테이션(20)으로 들어가는 유리 제조 재료는 주위 온도 이상일 수 있다. 유기 물질을 함유하는 유리 제조 재료는 가스 스트림(204)에 의해 300 F 이상, 바람직하게는 500 F 이상의 온도로 가열되어야 한다. 이는 가스 스트림(204)의 온도, 및 가스와 유리 제조 재료가 서로 접촉하는 시간의 길이의 적절한 조정에 의해 달성된다. 원하는 가스-고체 접촉을 제공하기에 적합한 장비는 본 기술 분야에 공지되어 있다.
도 3에 나타나 있는 바와 같이, 스트림(130)으로부터의 개질 연료(RF)는 도관(128) 내의 위치(127)에서 교차하여 RFG(303)와 혼합되며, 도관(128)은 또한 축열기(100)의 하부 공간(400)과 연통한다. 이러한 RFG/RF 혼합물은 아치(410) 상의 가스 통로(415)를 통해 축열기(100)의 이미 예열된 체커 팩(420)으로 들어간다. 축열기(100)는 이전 사이클에서 노로부터 축열기(100) 내로의 그리고 축열기를 통한 연도 가스의 통과에 의해 이미 가열되어 있다. RFG/RF 혼합물의 온도는 축열기(100)의 체커 팩을 통해 유동함에 따라 증가한다. RFG/RF의 온도가 충분히 높아져 개질 온도에 도달한 때에, 개질 연료 (예를 들어, CH4)가 RFG 중의 CO2 및 H2O와 반응하여 CO, H2, 및 아마도 그을음을 형성하는 열해리 반응 및 흡열 개질 반응이 일어난다. 흡열 개질 반응을 위해 필요한 열은 가열된 체커로부터 취해진다. RFG/RF 혼합물이 상부 공간(430)을 향해 계속 이동함에 따라 개질 반응이 계속된다. 가스상 스트림(425)(본 명세서에서 "개질된" 또는 "합성 가스" 가스 스트림으로 지칭됨)이 체커 팩(420)의 상부로부터 빠져나간다. 스트림(425)은 고온이며, CO, H2, 그을음, 미반응 CH4, 및 미반응 CO2 및 H2O와 같은 화학종을 포함할 수 있다. 스트림(425)은 포트 넥(140) 및 산소 센서(150)를 통과하고, 노(10)에 들어간다. 이 스트림은 예를 들어 1800 F 내지 2500 F 범위의 온도에서 체커 팩(420)을 빠져나간다.
합성 가스의 연소를 위한 산화제는 개방된 밸브(115)를 갖는 도관(135)에 의해 공급된다. 이러한 산화제는 공기일 수 있거나, 또는 공기의 산소 함량보다 높은 산소 함량, 즉 21 부피% 이상, 및 바람직하게는 80 부피% 이상, 더욱 바람직하게는 90 부피% 이상, 또는 심지어 99 부피% 이상의 산소 함량을 가질 수 있다.
전형적으로, 열 회수 공정은, 도 1에 나타나 있는 바와 같은, 연도 사이클의 하나의 축열기 및 개질 사이클의 하나의 축열기를 사용하여, 약 20 내지 40분 동안 또는 개질 축열기 내의 체커가 너무 차가워서 원하는 흡열 화학 반응을 촉진하기에 충분한 열을 공급하지 못 할 때까지 진행된다. 그 시점에, 그리고 축열기(200)가 연도 사이클에 있었고 축열기(100)가 개질 사이클에 있었던 본 명세서의 기재를 이제 계속하면, 노(10)는 축열기(200)가 열 회수를 위한 개질 사이클로 전환되고 축열기(100)가 열 축적을 위한 연도 사이클로 전환되는 반전을 겪는다. 반전 전에, 축열기(100) 내의 잔류 합성 가스는 노(10)로 퍼징되어야 한다. 이러한 경우에, 송풍기(300)로부터의 RFG의 유동은 계속되게 하면서, 밸브(120)를 폐쇄함으로써, 축열기로 공급되는 개질 연료를 처음에 종결된다. 축열기(100) 내의 잔류 합성 가스는, 축열기 내의 거의 모든 합성 가스가 노로 배출되어 완전히 연소되도록 명시된 양의 시간 동안 (예를 들어, 하기에 기재된 방식으로) RFG에 의해 퍼징된다.
반전 시에, 노로부터의 연도 가스는 축열기(100)를 통과하고, 이때 축열기(100)는 가열되고 연도 가스는 냉각되며, 그의 소정 부분은 (본 명세서에 정의된 바와 같이) 통과 배출되고, 연도 가스의 소정 부분 (또는 잔부)은 스테이션(20)으로 또는 스테이션(20A)으로 또한 통과되고, 연도 가스의 소정 부분 또는 잔부는 스테이션(20) 및 스테이션(20A)을 통과하지 않는다. 통과 배출되지 않거나, 스테이션(20)을 통과하거나 그들 스테이션을 우회하는 연도 가스는 연료와 혼합되고, 이 혼합물은 축열기(200)를 통해 노 내로 통과된다. 폐쇄되어 있던 밸브(110)가 개방되고, 밸브(210)가 폐쇄되고, 밸브(360)가 폐쇄되고 밸브(380)가 개방되어, 가열된 연도 가스가 축열기(100)로부터 스테이션(20) 및 송풍기(300) 쪽으로 가서 이를 통과하고, 이러한 연도 가스의 소정 부분(204)인 스트림(320)은 폐쇄되어 있었지만 지금은 개방된 밸브(220)를 통해 들어온 개질 연료(230)와 혼합된 후에 축열기(200) 내로 통과한다. 개방되어 있던 밸브(115)는 밸브(115)를 통한 산화제에 의해 도움을 받는 연소가 이 상태에서는 일어나지 않기 때문에 폐쇄되고, 밸브(225)는 개방된다. 개질 연료와 재순환 연도 가스, 및 가스상 열분해 생성물을 함유하는 추가로 냉각된 연도 가스의 생성되는 혼합물은, 본 명세서에 기재된 바와 같이 이전 사이클에서는 축열기(100)에서 일어났던 흡열 개질 반응을 축열기(200)에서 겪어서 합성 가스의 스트림(425)을 생성하며, 이는 노(10) 내로 통과하고 노(10)에서 밸브(225)를 통해 공급되는 산화제(235)와 함께 연소된다.
열 회수 공정 동안, 노(10)는 다른 버너(burner)(예컨대, 60, 65)와 함께 동시-발화되어, 합성 가스 화염(40) 및 버너 화염(62, 64) 둘 모두가 공존하게 된다. 또한, 개질 축열기 (즉, 경우에 따라 100 또는 200)가 상기에 기재된 퍼징 시퀀스(sequence)를 거치는 경우, 버너(60, 65)는 반전 공정 동안 발화되고 있을 수 있거나 발화되고 있지 않을 수 있다. 최대 열 회수를 위해, 버너(60, 65)는 합성 가스 화염(40)과 동시-발화되고 있지 않는 것이 바람직하다. 퍼징 시퀀스 동안에는, 버너(60, 65)가 발화되고 있지 않는 것이 또한 바람직하다.
본 발명은 노로부터의 가스상 연소 생성물에 의해 순환식으로 예열되는 축열기에서 노에서의 연소를 위한 산화제가 예열되는 실시 형태에 또한 사용될 수 있다. 즉, 도 4, 도 4a, 도 5 및 도 6을 참조하면, 합성 가스의 연소를 위한 가열된 산화제가 도관(135)을 통해 노(10)에 공급된다. 산화제는 공기일 수 있거나, 또는 공기의 산소 함량보다 높은 산소 함량, 즉 21 부피% 이상, 및 바람직하게는 80 부피% 이상, 더욱 바람직하게는 90 부피% 이상, 또는 심지어 99 부피% 이상의 산소 함량을 가질 수 있다. 산화제는 저장 탱크 또는 공기 분리 유닛 (이들의 예는 공지되어 있으며 구매가능함)과 같은 적합한 공급원으로부터 도관(605)을 통해 가열된 축열기(600) 내로 그리고 이를 통해 제공된다. 축열기(600)는 체커 팩(691)이 아치(692) 상에 지지되는 통상의 구조 및 작동 방식을 가질 수 있으며, 아치를 관통하여 체커 팩(691)과 하부 공간(694) 사이에서 가스가 유동하게 하는 가스 통로 (693)가 존재한다. 이러한 작동 사이클에서, 가스상 산화제는 라인(606)으로부터 하부 공간(694) 내로, 체커 팩(691) 내로 그리고 이를 통해, 상부 공간(695)으로 그리고 라인(135) 내로 유동한다. 산화제는 축열기(600)에서 가열되고 축열기(600)로부터 도관(135) 내로 그리고 노 내로 통과한다. 밸브(115)가 개방되어 라인(606) 내로 산화제가 유동하게 하며, 라인을 통해 산화제가 축열기(600) 내로 통과한다. 축열기(600)를 통해 그리고 그 밖으로 나가서, 송풍기(300)의 입구 (흡입 측(suction-side))에 연결된 도관(610) 내로 들어가는 연도 가스의 유동을 제어하는 밸브(620)는 이 사이클에서 폐쇄된다. 본 명세서에 기재된 다른 사이클에서, 밸브 위치가 반전되고, 연도 가스가 라인(606)에 대한 반대 경로로 라인(135)으로부터 축열기(600) 내로 그리고 이를 통해 유동한다.
이러한 작동 사이클에서, 도 4, 도 4a 및 도 5를 참조하면, 가스상 연소 생성물 (연도 가스)의 일부가 노(10) 밖으로 도관(235) 내로 그리고 거기에서 축열기(700) 내로 그리고 이를 통과한다. 축열기(700)는 체커 팩(791)이 아치(792) 상에 지지되는 통상의 구조 및 작동 방식을 가질 수 있으며, 아치를 관통하여 상부 공간(795)을 통해 그리고 체커 팩(791)을 통해 하부 공간(794)으로 가스가 유동하게 하는 가스 통로 (793)가 존재한다. 라인(235)으로부터 연소 생성물의 이러한 유동은 축열기(700)를 가열한다. 연소 생성물은 냉각되고 도관(701) 및 도관(710)을 통해 축열기(700)를 빠져나간다. 이 사이클에서는 축열기(700)를 통해 그리고 그 밖으로 나가서 도관(701, 710) 내로 들어가는 연도 가스의 유동을 제어하는 밸브(720)가 개방되고, 다음 사이클에서는 도관(705)으로부터 가열된 축열기(700) 내로 그리고 이를 통과하는, 저장 탱크 또는 공기 분리 유닛과 같은 적합한 공급원으로부터의 산화제의 유동을 제어하는 밸브(225)가 폐쇄된다. 본 명세서에 기재된 다른 사이클에서, 밸브 위치가 반전되고, 연도 가스가 반대 경로로 라인(710)으로부터 축열기(700) 내로 그리고 이를 통해 유동하고 라인(235)을 통해 노(10) 내로 통과한다.
또한, 도 4, 도 4a 및 도 5를 참조하면, 냉각된 연도 가스의 스트림(710)은 밸브(720)를 통과하고, 라인(204)에 합류하고, 스테이션(20) 내로 통과하여, 축열기(700)로부터의 연도 가스는 유리 제조 재료를 예열하는 데 그리고 스테이션(20)에 공급되는 유리 제조 재료(209) 상에 존재하는 유기 물질을 열분해하는 데 또한 사용될 수 있다. 선택적인 제2 스테이션(20A)이 또한 사용되는 경우, 라인(204A)은 연도 가스를 라인(710)으로부터 스테이션(20A) 내로 이송할 수 있다.
이 실시 형태에서 스트림(206)은 축열기(200)로부터 또는 축열기(700)로부터 또는 축열기(200) 및 축열기(700) 둘 모두로부터 얻어지는 추가로 냉각된 연도 가스를 함유한다. 스트림(206)은 또한 상기에 개시된 바와 같이 유리 제조 재료 내의 유기 물질로부터 형성되는 가스상 열분해 생성물을 함유한다.
도 4a는 스테이션(20)이 간접 열교환을 이용하는 배열을 도시한다. 이 배열에서는 가스상 열분해 생성물(229)이 스트림(206)에 합류하지 않고, 재순환 연도 가스 (RFG) 스트림(303) 내에 혼합되어 개질 축열기(100) 내로 공급된다. 연도 가스 스트림(301)은 가스상 열분해 생성물(229)이 없으며 스택(340) 내로 배출된다.
산화제 축열기(600, 700)로부터의 연도 가스와 유기 물질을 함유하는 유리 제조 재료 사이의 열교환은 또한 상기에 기재된 바와 같은 가스상 열분해 생성물을 생성하며, 이는 축열기(100) 및 축열기(200) 내로 교대로 통과하는 (RF 및 RFG를 또한 함유하는) 가스 스트림에 함유되고, 이들 축열기 내에서 흡열 개질 반응이 일어나서 합성 가스를 생성하고 이는 노(10) 내로 통과하여 연소된다. 개질 반응에서 반응하지 않은 임의의 미반응 열분해 생성물이 노 내로 통과하고 노 내에서 완전히 연소된다.
산화제를 가열하기 위한 축열기가 충분히 냉각되고, 산화제를 가열할 다른 축열기가 충분히 가열된 때에, 사이클이 반전된다. 그 시점에, 연도 가스는 노(10)로부터 축열기(600)를 통과하고 이어서 밸브(620)를 통해 스테이션(20) 및 선택적인 스테이션(20A)으로 통과한다.
전형적으로, 열 회수 공정은, 도 4에 나타난 바와 같이, 축열기(100) 및 축열기(200) 중 하나를 연도 사이클로 사용하고 이들 축열기 중 하나를 개질 사이클로 사용하여, 그리고 산화제 축열기(600) 및 산화제 축열기(700) 중 하나를 산화제-가열 방식으로 사용하고 하나는 그를 통과하는 연도 가스에 의해 재가열되게 하여, 약 20 내지 40분 동안 또는 개질 축열기 내의 체커가 너무 차가워서 원하는 흡열 화학 반응을 촉진하기에 충분한 열을 제공할 수 없을 때까지 진행된다. 그 시점에서, 그리고 가스상 연소 생성물이 노(10)를 떠나서 축열기(700)를 가열하는 동안에 축열기(200)가 연도 사이클에 있었고 축열기(100)가 개질 사이클에 있었으며 산화제가 축열기(600)에서 가열되어 노 내로 공급되었던 본 명세서의 설명을 이제 계속하면, 노(10)의 작동은 반전을 겪는데, 이 반전에서 축열기(200)는 열 회수를 위한 개질 사이클로 전환되고, 축열기(100)는 열 축적을 위한 연도 사이클로 전환되며, 축열기(600)는 축열기(600)를 재가열하기 위해 연도 가스를 받아들이도록 전환되고, 축열기(700)는 그를 통해 노 내로 통과하는 산화제를 받아들이고 가열하도록 전환된다. 반전 전에, 축열기(100) 내의 잔류 합성 가스 및 축열기(600) 내의 잔류 산화제는 노(10)로 퍼징되어야 한다. 이러한 경우에, 축열기(100)로 공급되는 개질 연료 및 축열기(600)로 공급되는 산화제는 각각 밸브(120) 및 밸브(115)를 폐쇄시키고 산화제 퍼지 라인 밸브(365)를 개방하여 송풍기(300)로부터 RFG가 라인(320) 및 라인(305)을 통해 밸브(365)를 통해 라인(606)으로 유동하게 함으로써 처음에 종결된다. 축열기(100) 내의 잔류 합성 가스 및 축열기(600) 내의 잔류 산화제는 축열기(100) 내의 합성 가스의 거의 전부 및 축열기(600) 내의 산화제의 전부가 노로 배출되어 완전히 연소되도록 명시된 시간의 양 동안 RFG에 의해 퍼징된다.
반전 시에, 노로부터의 연도 가스는 축열기(100)를 통과하고, 그의 소정 부분은 (본 명세서에 정의된 바와 같이) 통과 배출되는 반면, 소정 부분 또는 잔부는 연료와 혼합되고 혼합물이 축열기(200)를 통해 노 내로 통과된다. 폐쇄되어 있던 밸브(110)가 개방되고, 밸브(210)가 폐쇄되고, 밸브(360)가 폐쇄되고 폐쇄되어 있던 밸브(380)가 개방되어, 가열된 연도 가스가 축열기(100)로부터 송풍기(300) 쪽으로 가서 이를 통과하고, 이러한 연도 가스의 소정 부분(303)은 폐쇄되어 있었지만 지금은 개방된 밸브(220)를 통해 들어온 개질 연료(230)와 혼합된 후에 축열기(200) 내로 통과한다. 개방되어 있던 밸브(115)는 밸브(115)를 통한 산화제에 의해 도움을 받는 연소가 이 상태에서는 일어나지 않기 때문에 폐쇄되고, 밸브(225)는 개방된다. 개질 연료와 재순환 연도 가스의 생성되는 혼합물은, 본 명세서에 기재된 바와 같이 이전 사이클에서는 축열기(100)에서 일어났던 흡열 개질 반응을 축열기(200)에서 겪어서 합성 가스를 생성하며, 이는 포트 넥(240) 내로 그리고 이를 통과하고 이어서 노(10) 내로 통과되고 노(10)에서, 밸브(225)를 통해 공급된 후에 가열된, 도관(237)으로부터의 산화제(237)와 함께 연소된다. 또한, 반전 시에, 연도 가스는 축열기(600)를 통과하고 축열기(600)를 통한 산화제의 유동은 차단되는 반면, 노로부터 축열기(700)를 통한 연도 가스의 유동은 차단되고 축열기(700)를 통한 노 내로의 산화제의 유동이 시작된다. 밸브(115) 및 밸브(720)가 폐쇄되고, 밸브(620) 및 밸브(225)가 개방된다.
반전 전에, 축열기(200) 내의 잔류 합성 가스 및 축열기(700) 내의 잔류 산화제는 노(10)로 퍼징되어야 한다. 이러한 경우에, 축열기(200)로 공급되는 개질 연료 및 축열기(700)로 공급되는 산화제는 각각 밸브(220) 및 밸브(225)를 폐쇄시키고 산화제 퍼지 라인 밸브(385)를 개방하여 RFG가 송풍기(300)로부터 라인(301)으로부터 라인(307)을 통해 라인(710, 701)으로 유동하게 함으로써 처음에 종결된다. 축열기(200) 내의 잔류 합성 가스 및 축열기(700) 내의 잔류 산화제는 축열기(200) 내의 합성 가스의 거의 전부 및 축열기(700) 내의 산화제의 전부가 노로 배출되어 완전히 연소되도록 명시된 시간의 양 동안 RFG에 의해 퍼징된다.
따라서, 한 사이클에서, 개질 연료(130) 및 가스상 열분해 생성물과 함께 축열기(100)로 공급되는 재순환 연도 가스(721)는 축열기(200)로부터의 재순환 연도 가스, 축열기(700)로부터의 재순환 연도 가스, 또는 축열기(200) 및 축열기(700) 둘 모두로부터의 재순환 연도 가스를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 다른 사이클에서, 개질 연료(230) 및 가스상 열분해 생성물과 함께 축열기(200)로 공급되는 재순환 연도 가스(610)는 축열기(100)로부터의 재순환 연도 가스, 축열기(600)로부터의 재순환 연도 가스, 또는 축열기(100) 및 축열기(600) 둘 모두로부터의 재순환 연도 가스를 포함할 수 있다.
스테이션(20) 내의 유리 제조 재료와 접촉할 때 가스 스트림(204)은 전형적으로 800 F 내지 1200 F의 온도이다. 유리 제조 재료의 일부의 연화 및 스티킹이 1000 F 이하의 온도에서 일어날 수 있으며, 이는 스테이션(20)에서의 유리 제조 재료의 원활한 유동을 막을 수 있다. 스트림(204)의 최대 가스 온도는 스티킹 문제를 피하도록 제어되어야 한다. 스테이션(20)으로 들어가는 유리 제조 재료는 주위 온도 이상일 수 있다. 유기 물질을 함유하는 유리 제조 재료는 가스 스트림(204)에 의해 300 F 이상, 바람직하게는 500 F 이상의 온도로 가열되어야 한다. 이는 가스 스트림(204)의 온도, 및 가스와 유리 제조 재료가 서로 접촉하는 시간의 길이의 적절한 조정에 의해 달성된다. 원하는 가스-고체 접촉을 제공하기에 적합한 장비는 본 기술 분야에 공지되어 있다.
본 발명은 상기에 기재된 장치 및 절차를 이용하여 뜻밖의 이점을 얻는다.
한 가지 이점은 유기 물질의 발열량(heating value)이 노에서 이용된다는 것인데, 이는 전체 방법의 효율을 증가시킨다. 다른 이점은 본 방법에서는 유기 물질을 함유하는 컬릿 재료가 단순히 노 내로 직접 공급되는 경우에 나타날 수 있는 냄새 및 배출가스 부담(odors and emissions liabilities)의 위험이 제거된다는 것이다. 또 다른 이점은, 스테이션(20)을 빠져나오는 냉각된 연도 가스의 훨씬 더 차가운 온도 때문에, 전체 TCR 공정에 필요한 연도 가스 재순환 장비의 크기 및 비용이 실질적으로 감소된다는 것이다. 정상적인 TCR 공정에서, 냉각된 연도 가스 온도는 약 1200 내지 1400 F이고 이러한 스트림의 소정 부분은 재순환되어 개질 가스 혼합물을 생성한다. 재순환 연도 가스 루프(loop)는 팬, 덕트 및 다수의 밸브를 포함하고, 이들 전부는 높은 가스 온도를 취급할 수 있어야 하므로 고가의 스테인리스 강을 필요로 하게 된다. 비교하자면, 냉각된 연도 가스의 온도는 예열에 이용가능한 컬릿의 양에 따라 200 내지 500 F의 범위인 것으로 예상된다. 따라서, 재순환 연도 가스의 실제 부피 유량 (및 따라서 재순환 연도 가스 루프 내의 팬, 덕트 및 밸브의 크기)이 실질적으로 감소된다.
또한, 축열기 (도 4 내지 도 6)에서의 산소 예열을 이용하는 실시 형태에서, 각각의 그러한 사이클에서 가스상 연소 생성물이 통과하는 한 쌍의 축열기는 두 세트의 조건 중 어느 하나 또는 둘 모두를 유지하도록 작동되어야 하는 것으로 뜻밖에도 밝혀졌다. 한 세트의 조건은, 다음 사이클에서 흡열 반응에 열을 공급하는 데 사용될 축열기로부터 유동하는 가스상 연소 생성물의 몰 유량과, 다음 사이클에서 가열되고 노 내로 통과될 산화제를 예열하는 데 사용될 축열기로부터 유동하는 가스상 연소 생성물의 몰 유량 사이의 비는, RFG/RF 몰 비가 1:1이고 몰 연도 가스 유량 대 몰 RFG/RF 혼합물 유량의 비가 2:1인 경우 이러한 비가 70:30 미만이 되도록 유지되어야 한다는 것이다. 바람직하게는 이러한 비는 65:45 미만 55:45 이상이다. 이러한 비의 더욱 바람직한 범위는 (57 내지 65): (43 내지 35)이다.
미국 특허 제6,113,874호의 이전의 교시와는 반대로, 본 발명자는 노 내로 공급될 산화제가 노로부터 통과하는 연도 가스의 유동에 의해 가열되어 있는 별개의 축열기에서 가열될 때 0.5 미만의 RFG/RF 몰 비에서, 또는 심지어 RFG 유동 없이, 즉, 0의 RFG/RF 몰 비에서 개질 축열기를 작동시키는 것이 유리함을 또한 밝혀내었다. RFG가 RF와 혼합되지 않는 경우, 개질 반응은 일어나지 않을 수 있으나; 연료 성분들 중 일부가 분해되어 수소, C2H4, C2H2, 그을음, 및 다수의 다른 화학종을 형성할 것이다. 이러한 분해 반응은 또한 흡열 반응이며 축열기로부터 가스상 화학종으로의 열의 회수에 기여한다. 재순환 연도 가스가 "개질 연료"와 혼합되지 않는 경우, 축열기를 가열하는 데 따라서 다음 사이클에서 흡열 반응에 열을 제공하는 데 사용되었던 축열기로부터 유동하는 가스상 연소 생성물의 몰 유량과, 다음 사이클에서 가열되고 노 내로 통과될 산화제를 예열하는 데 사용되었던 축열기로부터 유동하는 가스상 연소 생성물의 몰 유량 사이의 비는, 이러한 비가 65:35 미만이 되도록 유지되어야 한다. 바람직하게는 이러한 비는 60:40 미만이고 더욱 바람직하게는 50:50 이상이다. 이러한 비의 더욱 바람직한 범위는 (55 내지 60): (45 내지 40)이다.
노를 빠져나가는 연소 생성물의 총량은 연소 생성물을 축열기 내로 공급하는 2개의 덕트 내의 연소 생성물의 총량인 것이 특히 유리하다. 각각의 몰 유량들 사이의 원하는 관계는 각각의 축열기의 하류에 위치된 도관에서 적절한 측정 장치에 의해, 그리고 각각의 도관에서 가스의 유량을 조절하는 밸브의 적절한 설정에 의해 모니터링되고 구현될 수 있다. 예를 들어, 한 사이클에서, 이들 몰 유량은 도관(201) 및 도관(710)에서의 몰 유량이며, 다른 사이클에서 이들 몰 유량은 도관(128) 및 도관(610)에서의 몰 유량이다.
산화제를 예열하기 위한 축열기의 순환 사용을 포함하는 본 발명의 실시 형태에서 유지되는 다른 세트의 조건은, 각각의 교대하는 사이클에서 연소 생성물이 통과하여 유동하는 각각의 쌍의 축열기 (즉, 도 1을 참조하면, 한 사이클에서 축열기(200) 및 축열기(700), 그리고 다른 사이클에서 축열기(100) 및 축열기(600))를 빠져나가는 가스상 연소 생성물의 유동의 온도가 서로의 300 F 이하 이내, 바람직하게는 200 F 이내, 더욱 바람직하게는 서로의 100 F 이하 이내이어야 함을 제공하는 것이다. 달리 말해, 가스상 연소 생성물의 이러한 두 유동 사이의 온도차가 300 F 이하, 바람직하게는 200 F 이하, 더욱 바람직하게는 100 F 이하이어야 한다. 도 4를 참조하면, 이는 한 사이클에서 스트림(201)과 스트림(710) 사이의 온도차를 말하고, 다른 사이클에서 스트림(128)과 스트림(610) 사이의 온도차를 말한다. 이들 온도는, 통상적이고 구매가능한 장비를 사용하여 용이하게 측정 및 비교될 수 있다. 서로 표시된 근접치 내에서 각각의 온도차를 유지하는 한 가지 유리한 방식은 노로부터 주어진 사이클에서 연소 생성물에 의해 가열되는 각각의 축열기 내로 그리고 이를 통한 연소 생성물의 각각의 스트림의 몰 유량을 조정하는 것이다.
유리 제조 노를 사용한 본 발명의 작동에 대해 전형적인 온도가 본 명세서에 제공된다.
축열기(200)로 들어가는 연도 가스 스트림(240)은 전형적으로 2500 F 내지 3000 F이고, 축열기(200)를 빠져나가는 스트림(201)은 전형적으로 500 F 내지 1000 F이다. 축열기(700)로 들어가는 스트림(235)은 전형적으로 2500 F 내지 3000 F이고, 축열기(700)를 빠져나가는 스트림(701)은 전형적으로 500 F 내지 1000 F이다. 축열기(100)로 들어가는 혼합된 재순환 연도 가스 및 개질 연료의 스트림(128)은 전형적으로 300 F 내지 1000 F이고, 개질된 생성물의 스트림(140)은 전형적으로 1800 F 내지 2400 F이다. 축열기(600)로 들어가는 산화제의 스트림(606)은 전형적으로 0℉ 또는 주위 온도, 최대 100 F이다. 축열기(600)를 빠져나가는 가열된 산화제의 스트림(135)은 전형적으로 1800 F 내지 2400 F이다.
각각의 축열기 내의 온도는 각각의 사이클에 걸쳐 상승 및 하강할 것으로 예상될 것이며, 온도는 축열기 내의 상이한 위치들에서 상이할 것이다. 전형적인 유리 용융 노를 사용한 본 발명의 작동에서, 사이클의 시작 시에 축열기(200) 내의 온도는 축열기의 하부에서 500 F 내지 900 F 및 상부에서 1800 F 내지 2300 F 정도일 수 있고, 이 사이클의 종료 시에 하부에서 600 F 내지 1000 F 및 상부에서 1900 F 내지 2400 F 정도의 온도로 상승될 것으로 예상될 수 있다. 동일한 사이클에서, 사이클의 시작 시에 축열기(700) 내의 온도는 축열기의 하부에서 500 F 내지 900 F 및 상부에서 1800 F 내지 2300 F 정도일 수 있고, 이 사이클의 종료 시에 하부에서 600 F 내지 1000 F 및 상부에서 1900 F 내지 2300 F 정도의 온도로 상승될 것으로 예상될 수 있다. 동일한 사이클에서, 사이클의 시작 시에 축열기(100) 내의 온도는 축열기의 하부에서 600 F 내지 1000 F 및 상부에서 1900 F 내지 2400 F 정도일 수 있고, 이 사이클의 종료 시에 하부에서 500 F 내지 900 F 및 상부에서 1800 F 내지 2300 F 정도의 온도로 냉각될 것으로 예상될 수 있다. 동일한 사이클에서, 사이클의 시작 시에 축열기(600) 내의 온도는 축열기의 하부에서 600 F 내지 1000 F 및 상부에서 1900 F 내지 2400 F 정도일 수 있고, 이 사이클의 종료 시에 하부에서 500 F 내지 900 F 및 상부에서 1800 F 내지 2300 F 정도의 온도로 냉각될 것으로 예상될 수 있다.
이러한 수치는 대략 20분마다 사이클이 반전되는 경우에 예상될 것이다. 사이클이 덜 빈번하게 반전되는 경우, 각각의 사이클의 시작과 종료 사이의 온도차 (이 예에서는 100 F)는 더 크고, 사이클이 절반만큼 빈번하게, 즉 40분마다 반전되는 경우에 이러한 수치의 심지어 2배만큼 클 것으로, 즉 약 200 F일 것으로 예상될 것이다.
실시예 1
2.6 MW의 전기 부스트(boost)를 사용하여 산소에 의한 천연 가스 연소 ("산소-연료"(oxy-fuel))에 의해 발화되는 350 톤/일(ton per day; tpd)의 유리 용융 노에서, 노에 장입되는 컬릿의 양은 노에 의해 생성되는 유리의 50%에 상응한다. 천연 가스 투입량은 38.1 MMBtu HHV/hr이고 전기 부스트는 8.4 MMBtu/hr의 순에너지를 노에 제공한다. 노 벽의 열 손실은 6.4 MMBtu/hr이고 노에서 생성되는 용융 유리는 23.4 MMBtu/hr의 현열 및 화학 에너지를 갖는다. 열수지(heat balance)의 나머지는 2700 F에서 16.3 MMBtu HHV/hr의 연도 가스 열 손실 및 0.3 MMBtu/hr의 연도 포트 복사 손실이다.
모두 도 1에 도시되고 도 7a에 예시된 바와 같이 추가의 열 회수를 위한 하류의 직접 접촉 컬릿 예열기(20A) 및 TCR이 구비된 동일한 노에서, 2700 F의 온도의 고온 연도 가스가 노를 빠져나가서 축열기(200)로 들어간다. 조합된 TCR-컬릿 예열기 시스템의 경우, 연료 투입량은 24.7%만큼 감소되어 28.7 MMBtu HHV/hr이다. 노로부터의 연도 가스 유량은 약 154,000 SCFH이고, 축열기(200)를 빠져나가는 연도 가스 온도는 약 1000 F인 것으로 계산된다. 연도 가스 온도가 너무 높아서 하류의 컬릿 예열 스테이션(20) 내로 직접 도입할 수 없는 경우, 선택적으로 물 주입 또는 연도 가스 재순환을 사용하여 연도 가스 온도를 조절할 수 있다.
축열기(200)로부터의 연도 가스는 2개의 스트림(204, 204A)으로 나뉜다. 스트림(204)은 식품 잔류물 및 종이와 같은 유기 불순물을 함유하는 소비자 사용 후(post-consumer) 컬릿 (외부 컬릿)이 또한 장입되는 컬릿 예열기 스테이션(20) 내로 도입된다. 이 실시예에서 컬릿의 약 70%는 소비자 사용 후 컬릿이고, 컬릿의 약 30%는 내부적으로 발생된 깨끗한 컬릿이다. 1의 RFG/NG 질량 비로, 약 28,000 SCFH의 연도 가스가 스테이션(20) 내로 도입되고, 스테이션(20)을 빠져나가는 냉각된 연도 가스 (유기 열분해 생성물을 함유함)는 재순환되고, 개질 연료와 혼합되고, 열 회수, 합성 가스 형성, 및 체커 팩 내의 가스상 열분해 생성물의 파괴를 위해 축열기(100) 내로 주입된다. 스트림(204) (126,000 SCFH)은 깨끗한 컬릿 예열기 또는 배치 예열기 또는 폐열 보일러와 같은 선택적인 열 회수 스테이션 내로 도입될 수 있으며, 적절한 연도 가스 세정 시스템을 통과한 후에 대기로 배출될 수 있다.
실시예 2
실시예 1에 기재된 것과 동일한 노에, 도 4 내지 도 6에 기재되고 도 7b에 예시된 바와 같이 TCR, 산소 예열 축열기, 및 컬릿 예열기 섹션(20)을 장착하였다. 2700 F의 온도의 고온 연도 가스가 노를 빠져나가서 축열기(200) 및 축열기(700)로 들어간다. 조합된 열 회수 시스템의 경우, 연료 투입량은 28.9%만큼 감소되어 27.1 MMBtu HHV /hr이다. 노로부터의 연도 가스 유량은 약 147,000 SCFH이고, 이중 O2-TCR 후의 연도 가스 온도는 약 765 F인 것으로 계산된다. 축열기(200) 및 축열기(700)로부터의 연도 가스는 스트림(204)과 스트림(204A)으로 나뉜다. 스트림(204)은 개질 반응물로서 사용되며, 식품 잔류물 및 종이와 같은 유기 불순물을 함유하는 소비자 사용 후 컬릿이 장입되는 직접 접촉 컬릿 예열기(20) 내로 도입된다. 이 실시예에서 컬릿의 약 70%는 소비자 사용 후 컬릿이고, 컬릿의 약 30%는 내부적으로 발생된 깨끗한 컬릿이다. 1의 RFG/NG 유량으로, 약 27,000 SCFH의 연도 가스가 예열기(20) 내로 도입되고, 예열기(20) 후의 냉각된 연도 가스 (유기 열분해 생성물을 함유함)는 재순환되고, 개질 연료와 혼합되고, 열 회수, 합성 가스 형성, 및 체커 팩 내의 가스상 열분해 생성물의 파괴를 위해 TCR 축열기(100) 내로 주입된다. 스트림(204A) (120,000 SCFH)은 깨끗한 컬릿 예열기 또는 배치 예열기 또는 폐열 보일러와 같은 선택적인 열 회수 유닛(20A) 내로 도입되며, 적절한 연도 가스 세정 시스템을 통과한 후에 대기로 배출된다.
스트림(204)에 대한 유량의 바람직한 범위는 TCR의 작동을 위한 RFG/NG 유량의 바람직한 비로부터 부분적으로 결정되며, 0.5 내지 3이다. 물을 증발시키고 컬릿 내의 유기 물질을 열분해하기 위한 스트림(204)의 바람직한 최소 유량이 존재한다. 유기 물질을 함유하는 컬릿은 노에서의 용융 동안 유리 산화환원에 영향을 주기 때문에 그리고 컬릿 내의 유기 함량의 변동을 최소화하기 위해 유기 물질의 열분해를 최대화하는 것이 바람직하다. 컬릿 및 배치 내의 유기 물질을 열분해함으로써, 유리 생성물의 산화환원이 더 안정해지며, 이는 노의 작동에 유익하다.
실시예 3
실시예 1에 기재된 것과 동일한 노에, 도 1a에 기재되고 도 7c에 예시된 바와 같이 TCR, 및 간접 컬릿 예열기 섹션(20)을 장착하였다 2700 F의 온도의 고온 연도 가스가 노를 빠져나가서 축열기(200)로 들어간다. 조합된 TCR-간접 컬릿 예열기 시스템의 경우, 연료 투입량은 약 27.5 MMBtu HHV/hr로 감소된다. 노로부터의 연도 가스 유량은 약 147,000 SCFH이고, 축열기(200)를 빠져나가는 연도 가스 온도는 약 1000 F인 것으로 계산된다. 연도 가스 온도가 너무 높아서 하류 컬릿 예열 스테이션(20) 내로 직접 도입할 수 없는 경우, 선택적으로 물 주입 또는 연도 가스 재순환을 사용하여 연도 가스 온도를 조절할 수 있다.
축열기(200)로부터의 연도 가스는 내부 컬릿과 식품 잔류물 및 종이와 같은 유기 불순물을 함유하는 소비자 사용 후 컬릿 (외부 컬릿) 둘 모두가 장입되는 간접 컬릿 예열기 스테이션(20) 내로 도입된다. 연도 가스의 전부가 스테이션(20) 내로 도입되고 유기 열분해 생성물은 재순환 연도 가스 (RFG)와 혼합되고, 열 회수, 합성 가스 형성, 및 체커 팩 내의 가스상 열분해 생성물의 파괴를 위해 개질 연료와 함께 축열기(100) 내로 주입된다.
Claims (12)
- 유리 용융 노(glassmelting furnace)에서 연소를 수행하는 방법으로서,
(A) 유리 용융 노에서 연료를 연소시켜 가스상 연소 생성물을 생성하는 단계; 및
(B) 교대로
(1) (a) 노로부터의 가스상 연소 생성물을 냉각된 제1 축열기(regenerator) 내로 그리고 이를 통과시켜 제1 축열기를 가열하고 상기 가스상 연소 생성물을 냉각하고,
(b) 유기 물질을 함유하는 고체 유리 제조 재료와 열교환하도록 상기 제1 축열기로부터의 상기 냉각된 가스상 연소 생성물의 제1 부분을 통과시켜, 냉각된 가스상 연소 생성물을 추가로 냉각하고 유리 제조 재료를 가열하고 그에 함유된 유기 물질을 열분해하여 열분해 생성물을 형성하고,
(c) 추가로 냉각된 가스상 연소 생성물, 열분해 생성물, 및 연료를 가열된 제2 축열기 내로 통과시키고, 제2 축열기에서 가스상 연소 생성물, 열분해 생성물, 및 연료를 흡열 반응으로 반응시켜 수소 및 CO를 포함하는 합성 가스(syngas)를 형성하고, 제2 축열기로부터의 상기 합성 가스를 노 내로 통과시키고 노 내에서 연소시키고,
(d) 상기 가열된 유리 제조 재료를 상기 노 내로 공급하는 단계; 및
(2) (a) 노로부터의 가스상 연소 생성물을 냉각된 제2 축열기 내로 그리고 이를 통과시켜 제2 축열기를 가열하고 상기 가스상 연소 생성물을 냉각하고,
(b) 유기 물질을 함유하는 고체 유리 제조 재료와 열교환하도록 상기 제2 축열기로부터의 상기 냉각된 가스상 연소 생성물의 제1 부분을 통과시켜, 냉각된 가스상 연소 생성물을 추가로 냉각하고 유리 제조 재료를 가열하고 그에 함유된 유기 물질을 열분해하여 열분해 생성물을 형성하고,
(c) 추가로 냉각된 가스상 연소 생성물, 열분해 생성물, 및 연료를 가열된 제1 축열기 내로 통과시키고, 제1 축열기에서 가스상 연소 생성물 및 연료를 흡열 반응으로 반응시켜 수소 및 CO를 포함하는 합성 가스를 형성하고, 제1 축열기로부터의 상기 합성 가스를 노 내로 통과시키고 노 내에서 연소시키고,
(d) 상기 가열된 유리 제조 재료를 상기 노 내로 공급하는 단계
를 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서, 단계 (B)(1)(b), 또는 단계 (B)(2)(b), 또는 둘 모두에서, 상기 열교환은 직접 열교환인, 방법.
- 제1항에 있어서, 단계 (B)(1)(b), 또는 단계 (B)(2)(b), 또는 둘 모두에서, 상기 열교환은 간접 열교환인, 방법.
- 제1항에 있어서,
교대로,
고체 유리 제조 재료의 제2 스트림과 열교환하도록 상기 제1 축열기로부터의 상기 냉각된 가스상 연소 생성물의 소정 부분을 통과시켜, 냉각된 가스상 연소 생성물의 상기 부분을 추가로 냉각하고 유리 제조 재료의 제2 스트림을 가열하고, 유리 제조 재료의 상기 가열된 제2 스트림을 상기 노 내로 공급하는 단계; 및
고체 유리 제조 재료의 제2 스트림과 열교환하도록 상기 제2 축열기로부터의 상기 냉각된 가스상 연소 생성물의 소정 부분을 통과시켜, 냉각된 가스상 연소 생성물의 상기 부분을 추가로 냉각하고 유리 제조 재료의 제2 스트림을 가열하고, 유리 제조 재료의 상기 가열된 제2 스트림을 상기 노 내로 공급하는 단계
를 추가로 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서, 상기 열교환에서 형성되는 상기 제1 축열기로부터의 추가로 냉각된 가스상 연소 생성물 및 상기 열교환에서 형성되는 상기 제2 축열기로부터의 상기 추가로 냉각된 가스상 연소 생성물은 열분해 생성물을 함유하는, 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 축열기로부터의 냉각된 가스상 연소 생성물 및 상기 제2 축열기로부터의 냉각된 가스상 연소 생성물은 이들의 간접 열교환으로 추가로 냉각되고, 상기 간접 열교환은 열분해 생성물을 형성하지 않는, 방법.
- 유리 용융 노에서 연소를 수행하는 방법으로서,
(A) 유리 용융 노에서 연료를 연소시켜 가스상 연소 생성물을 생성하는 단계; 및
(B) 교대로,
(1) (i) 노로부터의 가스상 연소 생성물의 제1 양을 냉각된 제1 축열기 내로 그리고 이를 통과시켜 제1 축열기를 가열하고 가스상 연소 생성물의 상기 제1 양을 냉각하고,
(ii) 노로부터의 가스상 연소 생성물의 제2 양을 냉각된 제2 축열기 내로 그리고 이를 통과시켜 제2 축열기를 가열하고 가스상 연소 생성물의 상기 제2 양을 냉각하고,
(iii) 유기 재료를 함유하는 고체 유리 제조 재료와 열교환하도록 상기 제1 축열기로부터의, 상기 제2 축열기로부터의, 또는 상기 제1 및 제2 축열기 둘 모두로부터의 냉각된 가스상 연소 생성물을 통과시켜, 냉각된 가스상 연소 생성물을 추가로 냉각하고 유리 제조 재료를 가열하고 유리 제조 재료 내의 유기 재료를 열분해하여 열분해 생성물을 형성하고, 상기 가열된 유리 제조 재료를 상기 노 내로 공급하고,
(iv) 개질 연료(reforming fuel), 추가로 냉각된 가스상 연소 생성물, 열분해 생성물, 및 상기 제1 축열기로부터의 냉각된 가스상 연소 생성물, 상기 제2 축열기로부터의 냉각된 가스상 연소 생성물, 또는 상기 제1 및 제2 축열기 둘 모두로부터의 냉각된 가스상 연소 생성물을 가열된 제3 축열기 내로 통과시키고,
(v) 제3 축열기에서 가스상 연소 생성물 및 개질 연료 및 열분해 생성물을, 수소 및 일산화탄소를 포함하는 합성 가스를 형성하기에 효과적인 조건 하에 흡열 반응으로 반응시킴으로써, 제3 축열기를 냉각하고,
(vi) 가스상 산화제를 가열된 제4 축열기 내로 그리고 이를 통과시켜 가스상 산화제를 가열하고 제4 축열기를 냉각하고,
(vii) 상기 제3 축열기로부터의 상기 합성 가스 및 임의의 미반응 열분해 생성물을 상기 노 내로 통과시키고, 제4 축열기로부터의 상기 가열된 가스상 산화제를 노 내로 통과시키고, 노에서 합성 가스, 임의의 미반응 열분해 생성물, 및 상기 가열된 가스상 산화제를 연소시키면서;
상기 제1 및 제2 축열기 밖으로 통과하는 연소 생성물의 온도차를 300 F 이하로 유지하는 단계; 및
(2) (i) 노로부터의 가스상 연소 생성물의 제1 양을 냉각된 제3 축열기 내로 그리고 이를 통과시켜 제3 축열기를 가열하고 가스상 연소 생성물의 상기 제1 양을 냉각하고,
(ii) 노로부터의 가스상 연소 생성물의 제2 양을 냉각된 제4 축열기 내로 그리고 이를 통과시켜 제4 축열기를 가열하고 가스상 연소 생성물의 상기 제2 양을 냉각하고,
(iii) 유기 재료를 함유하는 고체 유리 제조 재료와 열교환하도록 상기 제3 축열기로부터의, 상기 제4 축열기로부터의, 또는 상기 제3 및 제4 축열기 둘 모두로부터의 냉각된 가스상 연소 생성물을 통과시켜, 냉각된 가스상 연소 생성물을 추가로 냉각하고 유리 제조 재료를 가열하고 유리 제조 재료 내의 유기 재료를 열분해하여 열분해 생성물을 형성하고, 상기 가열된 유리 제조 재료를 상기 노 내로 공급하고,
(iv) 개질 연료, 추가로 냉각된 가스상 연소 생성물, 열분해 생성물, 및 상기 제3 축열기로부터의 냉각된 가스상 연소 생성물, 상기 제4 축열기로부터의 냉각된 가스상 연소 생성물, 또는 상기 제3 및 제4 축열기 둘 모두로부터의 냉각된 가스상 연소 생성물을 가열된 제1 축열기 내로 통과시키고,
(v) 제1 축열기에서 가스상 연소 생성물 및 개질 연료 및 열분해 생성물을, 수소 및 일산화탄소를 포함하는 합성 가스를 형성하기에 효과적인 조건 하에 흡열 반응으로 반응시킴으로써, 제1 축열기를 냉각하고,
(vi) 가스상 산화제를 가열된 제2 축열기 내로 그리고 이를 통과시켜 가스상 산화제를 가열하고 제2 축열기를 냉각하고,
(vii) 상기 제1 축열기로부터의 상기 합성 가스 및 임의의 미반응 열분해 생성물을 상기 노 내로 통과시키고, 제2 축열기로부터의 상기 가열된 가스상 산화제를 노 내로 통과시키고, 노에서 합성 가스, 임의의 미반응 열분해 생성물, 및 상기 가열된 가스상 산화제를 연소시키면서;
상기 제3 및 제4 축열기 밖으로 통과하는 연소 생성물의 온도차를 300 F 이하로 유지하는 단계
를 포함하는, 방법. - 제7항에 있어서, 단계 (B)(1)(iii), 또는 단계 (B)(2)(iii), 또는 둘 모두에서, 상기 열교환은 직접 열교환인, 방법.
- 제7항에 있어서, 단계 (B)(1)(iii), 또는 단계 (B)(2)(iii), 또는 둘 모두에서, 상기 열교환은 간접 열교환인, 방법.
- 제7항에 있어서,
교대로,
고체 유리 제조 재료의 제2 스트림과 열교환하도록 상기 제1 축열기로부터의, 상기 제2 축열기로부터의, 또는 상기 제1 및 제2 축열기 둘 모두로부터의 상기 냉각된 가스상 연소 생성물의 소정 부분을 통과시켜, 냉각된 가스상 연소 생성물의 상기 부분을 추가로 냉각하고 유리 제조 재료의 제2 스트림을 가열하고, 유리 제조 재료의 상기 가열된 제2 스트림을 상기 노 내로 공급하는 단계; 및
고체 유리 제조 재료의 제2 스트림과 열교환하도록 상기 제3 축열기로부터의, 상기 제4 축열기로부터의, 또는 상기 제3 및 제4 축열기 둘 모두로부터의 상기 냉각된 가스상 연소 생성물의 소정 부분을 통과시켜, 냉각된 가스상 연소 생성물의 상기 부분을 추가로 냉각하고 유리 제조 재료의 제2 스트림을 가열하고, 유리 제조 재료의 상기 가열된 제2 스트림을 상기 노 내로 공급하는 단계
를 추가로 포함하는, 방법. - 제7항에 있어서, 열교환에서 형성되는, 상기 제1 축열기로부터의, 상기 제2 축열기로부터의, 또는 상기 제1 및 제2 축열기 둘 모두로부터의 추가로 냉각된 가스상 연소 생성물은 열분해 생성물을 함유하고, 상기 열교환에서 형성되는, 상기 제3 축열기로부터의, 상기 제4 축열기로부터의, 또는 상기 제3 및 제4 축열기로부터의 추가로 냉각된 가스상 연소 생성물은 열분해 생성물을 함유하는, 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 제1 축열기로부터의, 상기 제2 축열기로부터의, 또는 상기 제1 및 제2 축열기 둘 모두로부터의 냉각된 가스상 연소 생성물, 및 상기 제3 축열기로부터의, 상기 제4 축열기로부터의, 또는 상기 제3 및 제4 축열기 둘 모두로부터의 냉각된 가스상 연소 생성물은 이들의 간접 열교환으로 추가로 냉각되고, 상기 간접 열교환은 열분해 생성물을 형성하지 않는, 방법.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201562248013P | 2015-10-29 | 2015-10-29 | |
| US62/248,013 | 2015-10-29 | ||
| PCT/US2016/057808 WO2017074772A1 (en) | 2015-10-29 | 2016-10-20 | Thermochemical regeneration and heat recovery in glass furnaces |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180074728A KR20180074728A (ko) | 2018-07-03 |
| KR102037621B1 true KR102037621B1 (ko) | 2019-10-28 |
Family
ID=57227136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020187014182A KR102037621B1 (ko) | 2015-10-29 | 2016-10-20 | 유리 노에서의 열화학적 재생 및 열 회수 |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10059615B2 (ko) |
| EP (1) | EP3368487B1 (ko) |
| JP (1) | JP6570207B2 (ko) |
| KR (1) | KR102037621B1 (ko) |
| CN (1) | CN108449939B (ko) |
| BR (1) | BR112018008216B1 (ko) |
| CA (1) | CA3003177C (ko) |
| ES (1) | ES2788165T3 (ko) |
| MX (1) | MX2018004782A (ko) |
| PL (1) | PL3368487T3 (ko) |
| PT (1) | PT3368487T (ko) |
| RU (1) | RU2699505C2 (ko) |
| WO (1) | WO2017074772A1 (ko) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10533743B2 (en) * | 2015-06-18 | 2020-01-14 | Praxair Technology, Inc. | Thermochemical regeneration with soot formation |
| PT3393986T (pt) * | 2015-12-23 | 2023-07-20 | Praxair Technology Inc | Forno de vidro com taxa de produção melhorada |
| US10712092B2 (en) * | 2017-03-29 | 2020-07-14 | Praxair Technology, Inc. | Reduction of regenerator clogging |
| US10590346B2 (en) | 2018-04-17 | 2020-03-17 | Praxair Technology, Inc. | Efficient use of biomass in regenerative furnace firing |
| EP3867201B1 (en) * | 2018-10-16 | 2023-06-28 | Praxair Technology, Inc. | Flue gas recycle method for thermochemical regeneration |
| WO2020236348A1 (en) * | 2019-05-20 | 2020-11-26 | Praxair Technology, Inc. | Method of carrying out combustion in a furnace with thermochemical regeneration |
| EP3766831A1 (en) * | 2019-07-18 | 2021-01-20 | Linde GmbH | Method for operating a fired furnace and arrangement comprising such a furnace |
| US11261117B2 (en) * | 2019-10-25 | 2022-03-01 | Air Products And Chemicals, Inc. | System and method for synchronized oxy-fuel boosting of a regenerative glass melting furnace |
| JP7412809B2 (ja) | 2021-08-02 | 2024-01-15 | シャンハイ ユェンハン エネルギーアンドケミカル テクノロジー カンパニー リミテッド | 非触媒転化炉付きのガラス窯炉の燃焼プロセス |
| US20230038523A1 (en) * | 2021-08-06 | 2023-02-09 | Jeffrey C. Alexander | Rotary Batch And Cullet Preheater System And Method |
| US11542863B1 (en) * | 2021-11-16 | 2023-01-03 | Siemens Energy, Inc. | Method and device to improve the performance of a power plant integrated with a thermal energy storage system |
| CN115611237A (zh) * | 2022-11-03 | 2023-01-17 | 玻璃新材料创新中心(安徽)有限公司 | 一种全氧燃烧玻璃窑炉热化学再生燃烧方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5773529A (en) | 1995-12-12 | 1998-06-30 | Sandvik Ab | Method and apparatus which removes odor and pollutants when preparing cullet for use in an electrostatic bed filter |
| KR100418311B1 (ko) | 1998-04-29 | 2004-02-11 | 프랙스에어 테크놀로지, 인코포레이티드 | 열화학적 재생열의 회수 방법 |
| WO2011052024A1 (ja) | 2009-10-27 | 2011-05-05 | Itou Yoshimitsu | スライドレール |
| WO2014207391A1 (fr) | 2013-06-26 | 2014-12-31 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Procédé de chauffe par combustion et installation pour sa mise en oeuvre |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4225332A (en) * | 1978-08-14 | 1980-09-30 | Owens-Corning Fiberglas Corporation | Energy efficient pollution abating glass manufacturing process with external recovery of heat from furnace flue gases |
| US4407669A (en) * | 1982-04-15 | 1983-10-04 | Owens-Illinois, Inc. | Waste heat recovery from regenerative furnaces |
| SU1342925A1 (ru) * | 1985-07-16 | 1987-10-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники | Способ работы регенератора |
| GB9212581D0 (en) * | 1992-06-13 | 1992-07-29 | Vert Investments Ltd | Glass melting furnace and method of operating the same |
| GB9224852D0 (en) * | 1992-11-27 | 1993-01-13 | Pilkington Glass Ltd | Flat glass furnaces |
| US6036486A (en) * | 1996-01-25 | 2000-03-14 | Frazier-Simplex, Inc. | Heat regeneration for oxy-fuel fired furnaces |
| US6071116A (en) * | 1997-04-15 | 2000-06-06 | American Air Liquide, Inc. | Heat recovery apparatus and methods of use |
| US5921771A (en) | 1998-01-06 | 1999-07-13 | Praxair Technology, Inc. | Regenerative oxygen preheat process for oxy-fuel fired furnaces |
| US6705117B2 (en) * | 1999-08-16 | 2004-03-16 | The Boc Group, Inc. | Method of heating a glass melting furnace using a roof mounted, staged combustion oxygen-fuel burner |
| US6210157B1 (en) * | 2000-04-07 | 2001-04-03 | Praxair Technology, Inc. | Fuel reformer combustion process |
| US6748883B2 (en) * | 2002-10-01 | 2004-06-15 | Vitro Global, S.A. | Control system for controlling the feeding and burning of a pulverized fuel in a glass melting furnace |
| US20070227191A1 (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-04 | Hisashi Kobayashi | Method and apparatus for preheating glassmaking materials |
| US20100081103A1 (en) * | 2008-09-26 | 2010-04-01 | Hisashi Kobayashi | Furnace with multiple heat recovery systems |
| WO2011152024A1 (ja) | 2010-05-31 | 2011-12-08 | 日本板硝子株式会社 | ガラス製品の製造方法および製造装置 |
| US8707740B2 (en) * | 2011-10-07 | 2014-04-29 | Johns Manville | Submerged combustion glass manufacturing systems and methods |
| US9618203B2 (en) * | 2012-09-26 | 2017-04-11 | L'Air Liquide Société Anonyme Pour L'Étude Et L'Eploitation Des Procedes Georges Claude | Method and system for heat recovery from products of combustion and charge heating installation including the same |
| AU2015365675B2 (en) * | 2014-12-17 | 2021-05-20 | Pilkington Group Limited | Furnace |
| CN104531226A (zh) * | 2014-12-18 | 2015-04-22 | 广东正鹏生物质能源科技有限公司 | 一种用于工业窑炉的生物质气化燃烧供热方法 |
| DE102015203978A1 (de) * | 2015-03-05 | 2016-09-08 | Stg Combustion Control Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum geregelten Betrieb eines, insbesondere regenerativ, beheizten Industrieofens, Steuer- und Regeleinrichtung und beheizbarer Industrieofen |
| US10184659B2 (en) * | 2015-04-15 | 2019-01-22 | Praxair Technology, Inc. | Low-NOx combustion method |
| US9657945B2 (en) * | 2015-05-26 | 2017-05-23 | Air Products And Chemicals, Inc. | Selective oxy-fuel boost burner system and method for a regenerative furnace |
| US10730779B2 (en) * | 2015-09-01 | 2020-08-04 | Owens-Brockway Glass Container Inc. | Glass manufacturing apparatus and related processes |
-
2016
- 2016-10-19 US US15/297,471 patent/US10059615B2/en active Active
- 2016-10-20 ES ES16790827T patent/ES2788165T3/es active Active
- 2016-10-20 BR BR112018008216-3A patent/BR112018008216B1/pt active IP Right Grant
- 2016-10-20 MX MX2018004782A patent/MX2018004782A/es unknown
- 2016-10-20 EP EP16790827.6A patent/EP3368487B1/en active Active
- 2016-10-20 PT PT167908276T patent/PT3368487T/pt unknown
- 2016-10-20 KR KR1020187014182A patent/KR102037621B1/ko active IP Right Grant
- 2016-10-20 CA CA3003177A patent/CA3003177C/en active Active
- 2016-10-20 RU RU2018118610A patent/RU2699505C2/ru active
- 2016-10-20 CN CN201680072875.XA patent/CN108449939B/zh active Active
- 2016-10-20 WO PCT/US2016/057808 patent/WO2017074772A1/en active Application Filing
- 2016-10-20 PL PL16790827T patent/PL3368487T3/pl unknown
- 2016-10-20 JP JP2018520400A patent/JP6570207B2/ja active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5773529A (en) | 1995-12-12 | 1998-06-30 | Sandvik Ab | Method and apparatus which removes odor and pollutants when preparing cullet for use in an electrostatic bed filter |
| KR100418311B1 (ko) | 1998-04-29 | 2004-02-11 | 프랙스에어 테크놀로지, 인코포레이티드 | 열화학적 재생열의 회수 방법 |
| WO2011052024A1 (ja) | 2009-10-27 | 2011-05-05 | Itou Yoshimitsu | スライドレール |
| WO2014207391A1 (fr) | 2013-06-26 | 2014-12-31 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Procédé de chauffe par combustion et installation pour sa mise en oeuvre |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6570207B2 (ja) | 2019-09-04 |
| PT3368487T (pt) | 2020-05-15 |
| MX2018004782A (es) | 2018-08-15 |
| CA3003177C (en) | 2020-01-21 |
| CA3003177A1 (en) | 2017-05-04 |
| US20170121206A1 (en) | 2017-05-04 |
| CN108449939B (zh) | 2020-11-06 |
| RU2699505C2 (ru) | 2019-09-05 |
| BR112018008216A2 (pt) | 2018-10-23 |
| RU2018118610A3 (ko) | 2019-08-01 |
| KR20180074728A (ko) | 2018-07-03 |
| EP3368487A1 (en) | 2018-09-05 |
| WO2017074772A1 (en) | 2017-05-04 |
| JP2018531873A (ja) | 2018-11-01 |
| PL3368487T3 (pl) | 2020-07-13 |
| RU2018118610A (ru) | 2019-01-15 |
| EP3368487B1 (en) | 2020-02-26 |
| US10059615B2 (en) | 2018-08-28 |
| CN108449939A (zh) | 2018-08-24 |
| BR112018008216B1 (pt) | 2022-11-29 |
| ES2788165T3 (es) | 2020-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102037621B1 (ko) | 유리 노에서의 열화학적 재생 및 열 회수 | |
| JP6542912B2 (ja) | 低ｎｏｘ燃焼方法 | |
| US10533743B2 (en) | Thermochemical regeneration with soot formation | |
| US11473843B2 (en) | Thermochemical regeneration with oxidant preheating | |
| RU2708603C1 (ru) | Термохимическая регенерация посредством добавления топлива | |
| US10611976B2 (en) | Thermochemical regeneration with superadiabatic flame temperature |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |