JPH04219324A - ガラスの製造方法 - Google Patents
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- JPH04219324A JPH04219324A JP3075925A JP7592591A JPH04219324A JP H04219324 A JPH04219324 A JP H04219324A JP 3075925 A JP3075925 A JP 3075925A JP 7592591 A JP7592591 A JP 7592591A JP H04219324 A JPH04219324 A JP H04219324A
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- F25J3/04593—The air gas consuming unit is also fed by an air stream
- F25J3/04606—Partially integrated air feed compression, i.e. independent MAC for the air fractionation unit plus additional air feed from the air gas consuming unit
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- 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
-
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- C03B3/02—Charging the melting furnaces combined with preheating, premelting or pretreating the glass-making ingredients, pellets or cullet
- C03B3/023—Preheating
-
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- C03B5/04—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in tank furnaces
-
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- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
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- C03B5/2353—Heating the glass by combustion with pure oxygen or oxygen-enriched air, e.g. using oxy-fuel burners or oxygen lances
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- F25J3/04521—Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
- F25J3/04612—Heat exchange integration with process streams, e.g. from the air gas consuming unit
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
- F25J2240/02—Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed stream
- F25J2240/10—Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed stream the fluid being air
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- 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
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- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
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】本発明は一連の加熱と工程の流れ
によって酸素を富化したガラス製造炉を操業する方法に
関し、より詳細には、ガラス製造炉において市販高純度
酸素相当の高純度酸素を使用し、これを燃料とともに燃
焼させて溶融ガラス製品を得るとともに、これによって
炉から発生する２酸化炭素を主体とする排ガスの熱を回
収し、且つ該排ガスを循環ガスとして回収しまたは副生
物として取得するようなガラス製造方法に関するもので
ある。
によって酸素を富化したガラス製造炉を操業する方法に
関し、より詳細には、ガラス製造炉において市販高純度
酸素相当の高純度酸素を使用し、これを燃料とともに燃
焼させて溶融ガラス製品を得るとともに、これによって
炉から発生する２酸化炭素を主体とする排ガスの熱を回
収し、且つ該排ガスを循環ガスとして回収しまたは副生
物として取得するようなガラス製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来からガラス製造工業の分野では、ガ
ラス製造炉の効率改善に関する沢山の試みがなされてい
るが、その多くは従来からの燃焼システムの改良に係る
ものである。
ラス製造炉の効率改善に関する沢山の試みがなされてい
るが、その多くは従来からの燃焼システムの改良に係る
ものである。
【０００３】ガラス製造炉における酸素富化ガスの利用
について記述した米国特許は多々あり、例えば米国特許
第３３３７３２４号には、ガラス製造炉における燃焼温
度とバッチ溶融物への熱伝導率の向上のための酸素富化
ガスの利用について記載されており、米国特許第３５９
２６２２号および第３５９２６２３号には、ガラス製造
炉におけるバッチ原料の溶融促進のための酸素−燃料バ
ーナーの使用方法に付いて記載されている。
について記述した米国特許は多々あり、例えば米国特許
第３３３７３２４号には、ガラス製造炉における燃焼温
度とバッチ溶融物への熱伝導率の向上のための酸素富化
ガスの利用について記載されており、米国特許第３５９
２６２２号および第３５９２６２３号には、ガラス製造
炉におけるバッチ原料の溶融促進のための酸素−燃料バ
ーナーの使用方法に付いて記載されている。
【０００４】米国特許第３６２７５０４号には、バッチ
原料に加えるガラス着色剤の均一な混合を行なうための
液中バーナーについて開示されているし、米国特許第３
８５６４９６号には、炉内装入バッチ原料の溶融のため
にガラス製造炉の炉壁に二対の酸素富化バーナーを装着
することについて記載されている。また米国特許第４４
７３３８８号には、炉の全域を覆うようにバッチ原料と
ガラスの境界面に向かって低モーメントの酸素−燃料ガ
スの燃焼焔を吹き付けることによってガラスの溶融と精
製の改善を図ることができることが示唆されている。
原料に加えるガラス着色剤の均一な混合を行なうための
液中バーナーについて開示されているし、米国特許第３
８５６４９６号には、炉内装入バッチ原料の溶融のため
にガラス製造炉の炉壁に二対の酸素富化バーナーを装着
することについて記載されている。また米国特許第４４
７３３８８号には、炉の全域を覆うようにバッチ原料と
ガラスの境界面に向かって低モーメントの酸素−燃料ガ
スの燃焼焔を吹き付けることによってガラスの溶融と精
製の改善を図ることができることが示唆されている。
【０００５】また米国特許第４５３１９６０号には、空
気−燃料燃焼焔と酸素−空気燃焼焔を併用したガラス製
造炉におけるバッチ原料の加熱法について教示している
し、さらに米国特許第４５３９０３５号には、再生ガラ
ス原料（カレット）の加熱に際して炉の保護のために酸
素バーナーを炉壁の頂部に設置して火焔を下方に向けて
放射し、火焔を包み込むようにして再生ガラス原料を炉
内に注ぎ込む方法が開示されている。
気−燃料燃焼焔と酸素−空気燃焼焔を併用したガラス製
造炉におけるバッチ原料の加熱法について教示している
し、さらに米国特許第４５３９０３５号には、再生ガラ
ス原料（カレット）の加熱に際して炉の保護のために酸
素バーナーを炉壁の頂部に設置して火焔を下方に向けて
放射し、火焔を包み込むようにして再生ガラス原料を炉
内に注ぎ込む方法が開示されている。
【０００６】米国特許第４６２２００７号および第４６
４２０４７号には、ガラスのような溶融物質のための２
段燃焼用液状冷却酸素−燃料バーナーの仕様についての
開示がある。また米国特許第４７６１１３２号には、ガ
ラス工業に使用されるＮＯｘ制御のための２段燃焼酸素
富化ガスバーナーについて示しており、また火焔の長さ
を大きくしないようなガラス溶融容器用の酸素−燃料バ
ーナーの設計について開示されている。またさらに、Ｇ
ｌａｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｖｏｌｕｍｅ
１４，ｎｏ．６，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ １９７３，ｐａ
ｇｅｓ １７１−１８１に記載されたＨ．Ｒ．Ｍｉｌ
ｌｅｒおよびＫ．Ｒｏｙｄｓによる論文「ガラス製造炉
における酸素の利用について」においては、ガラス製造
炉における酸素と燃料の燃焼実験について論じている。
４２０４７号には、ガラスのような溶融物質のための２
段燃焼用液状冷却酸素−燃料バーナーの仕様についての
開示がある。また米国特許第４７６１１３２号には、ガ
ラス工業に使用されるＮＯｘ制御のための２段燃焼酸素
富化ガスバーナーについて示しており、また火焔の長さ
を大きくしないようなガラス溶融容器用の酸素−燃料バ
ーナーの設計について開示されている。またさらに、Ｇ
ｌａｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｖｏｌｕｍｅ
１４，ｎｏ．６，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ １９７３，ｐａ
ｇｅｓ １７１−１８１に記載されたＨ．Ｒ．Ｍｉｌ
ｌｅｒおよびＫ．Ｒｏｙｄｓによる論文「ガラス製造炉
における酸素の利用について」においては、ガラス製造
炉における酸素と燃料の燃焼実験について論じている。
【０００７】ガラス製造炉から回収された廃熱から電力
を発生させることについても多くの文献があり、例えば
米国特許第４５２８０１２号には、ガラス製造炉の再生
器から排出した高温の排ガスによる熱を圧縮空気流に移
転させ、これによって得られた高温の空気を膨張させて
電力を発生させることによってエネルギーの回収を図る
方法が記載されている。
を発生させることについても多くの文献があり、例えば
米国特許第４５２８０１２号には、ガラス製造炉の再生
器から排出した高温の排ガスによる熱を圧縮空気流に移
転させ、これによって得られた高温の空気を膨張させて
電力を発生させることによってエネルギーの回収を図る
方法が記載されている。
【０００８】ガラス製造工業においては、またガラス製
造炉からの廃熱で再生ガラス原料やバッチ原料を加熱す
る方法について既に数多くの研究がなされており、例え
ば米国特許第３８８０６３９号においては、高温の排ガ
スをアルカリガラスのバッチ原料凝集塊に向流的に通過
させて直接熱交換を行なうことにより環境汚染の軽減を
図ることについての記載があり、これによって排ガス中
の硫黄化合物がアルカリガラス原料と反応除去されるこ
とが記されている。
造炉からの廃熱で再生ガラス原料やバッチ原料を加熱す
る方法について既に数多くの研究がなされており、例え
ば米国特許第３８８０６３９号においては、高温の排ガ
スをアルカリガラスのバッチ原料凝集塊に向流的に通過
させて直接熱交換を行なうことにより環境汚染の軽減を
図ることについての記載があり、これによって排ガス中
の硫黄化合物がアルカリガラス原料と反応除去されるこ
とが記されている。
【０００９】米国特許第４３５０５１２号には、屑ガラ
スは高温の排ガスによって加熱され粒子化されて回収さ
れることが述べられていて、静電的方法が再生ガラス原
料の粒子化捕集に効果があるとしている。米国特許第４
４４１９０６号には、加熱媒体によるガラスバッチ原料
の予熱について述べられており、そこでは炉の排ガスと
加熱媒体を交互に使用してバッチの予熱が行なわれる。 なお同特許においては凝集ガス媒体の浄化技術について
も論じられている。
スは高温の排ガスによって加熱され粒子化されて回収さ
れることが述べられていて、静電的方法が再生ガラス原
料の粒子化捕集に効果があるとしている。米国特許第４
４４１９０６号には、加熱媒体によるガラスバッチ原料
の予熱について述べられており、そこでは炉の排ガスと
加熱媒体を交互に使用してバッチの予熱が行なわれる。 なお同特許においては凝集ガス媒体の浄化技術について
も論じられている。
【００１０】米国特許第４６９６６９０号には、高温排
ガスを使用してガラス原料、特に再生ガラス原料を約３
８０℃に加熱した石炭床中で予熱し、冷却された排ガス
を湿式スクラバーに送って、そこでＳＯｘおよびＮＯｘ
を粒子化して除去する方法について提案している。
ガスを使用してガラス原料、特に再生ガラス原料を約３
８０℃に加熱した石炭床中で予熱し、冷却された排ガス
を湿式スクラバーに送って、そこでＳＯｘおよびＮＯｘ
を粒子化して除去する方法について提案している。
【００１１】また「ガラス製造ハンドブック第１巻」（
Ｔｈｅ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆＧｌａｓｓ Ｍ
ａｎｕｆａｃｔｕｒｅ，ｖｏｌ．１，Ｔｈｉｒｄ Ｅ
ｄｉｔｉｏｎ，Ｅｄｉｔｏｒ，Ｄｒ．Ｆａｖｅ．Ｖ．Ｔ
ｏｏｌｅｙ．ＡｓｈｌｅｅＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃ
ｏｍｐａｎｙ，１９８４）の３９４頁にはガラス製造工
程からの２酸化炭素の回収についての先行技術が記載さ
れており、ここでは２酸化炭素は溶融ガラス自体からの
排ガスの構成成分として電気ガラス溶融炉から回収され
ることが述べられている。
Ｔｈｅ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆＧｌａｓｓ Ｍ
ａｎｕｆａｃｔｕｒｅ，ｖｏｌ．１，Ｔｈｉｒｄ Ｅ
ｄｉｔｉｏｎ，Ｅｄｉｔｏｒ，Ｄｒ．Ｆａｖｅ．Ｖ．Ｔ
ｏｏｌｅｙ．ＡｓｈｌｅｅＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃ
ｏｍｐａｎｙ，１９８４）の３９４頁にはガラス製造工
程からの２酸化炭素の回収についての先行技術が記載さ
れており、ここでは２酸化炭素は溶融ガラス自体からの
排ガスの構成成分として電気ガラス溶融炉から回収され
ることが述べられている。
【００１２】このように、ガラス製造工程の効率改善の
ために多くの個別技術が先行技術として提案されている
が、未だ熱回収効率や排熱処理等に関して十分とは言え
ず、なお多くの問題点を残している。
ために多くの個別技術が先行技術として提案されている
が、未だ熱回収効率や排熱処理等に関して十分とは言え
ず、なお多くの問題点を残している。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ガラス製造
工程における上記した熱回収および環境汚染に関する問
題点を解決するための新規な一連の工程技術を提供する
ことを目的とするものである。
工程における上記した熱回収および環境汚染に関する問
題点を解決するための新規な一連の工程技術を提供する
ことを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記した目的
を達成するためになされたものであって、ガラス製造炉
においてガラス原料を加熱溶融しガラスを製造するため
の一連の工程において、ガラス製造用炉内のガラス製造
用バッチ原料と再生ガラス原料とからなる供給原料を、
酸素富化オキシダント流のもとで燃料を燃焼させて加熱
する工程、燃焼によって生ずる２酸化炭素を主体として
含有する燃焼生成物と供給材料からの揮発物とからなる
排ガスを該ガラス製造炉から除去し、比較的低温の工程
流を用いて該排ガスを急冷することによって、該揮発物
を凝縮する工程、排ガスの一部をガラス製造炉へ供給さ
れる燃料と炉へのガラス製造原料の少なくとも一部によ
ってさらに冷却する工程、排ガスから２酸化炭素を実質
的に純粋な形態で工程副生物として分離する工程および
精製ガラスを工程生産物として回収する工程とからなる
ことを特徴とするガラスの製造方法である。
を達成するためになされたものであって、ガラス製造炉
においてガラス原料を加熱溶融しガラスを製造するため
の一連の工程において、ガラス製造用炉内のガラス製造
用バッチ原料と再生ガラス原料とからなる供給原料を、
酸素富化オキシダント流のもとで燃料を燃焼させて加熱
する工程、燃焼によって生ずる２酸化炭素を主体として
含有する燃焼生成物と供給材料からの揮発物とからなる
排ガスを該ガラス製造炉から除去し、比較的低温の工程
流を用いて該排ガスを急冷することによって、該揮発物
を凝縮する工程、排ガスの一部をガラス製造炉へ供給さ
れる燃料と炉へのガラス製造原料の少なくとも一部によ
ってさらに冷却する工程、排ガスから２酸化炭素を実質
的に純粋な形態で工程副生物として分離する工程および
精製ガラスを工程生産物として回収する工程とからなる
ことを特徴とするガラスの製造方法である。
【００１５】上記した本発明による工程において、発生
する排ガスの一部はバッチ原料および／または再生ガラ
ス原料よりなる供給材料による冷却後で、且つ２酸化炭
素の分離が行なわれる前に循環させて、ガラス製造炉か
らの高温排ガスと混合することによって該高温排ガスを
急冷するようにすることが好ましい。また、工程（ｃ）
における排ガスは２酸化炭素生産物、換気流および水に
分離するか、排ガスから出た水の一部をガラス製造炉か
らの高温の排ガスの急冷に使用することが好ましい。ま
たさらに、排ガスの一部は該排ガスを冷却すると同時に
再生ガラス原料またバッチ原料を加熱するために、再生
ガラス原料またはバッチ原料と熱交換するようにするこ
とが好ましい。また、２酸化炭素の分離は低温蒸留法、
吸着分離法または透過膜分離法によって行なうことが好
ましい。
する排ガスの一部はバッチ原料および／または再生ガラ
ス原料よりなる供給材料による冷却後で、且つ２酸化炭
素の分離が行なわれる前に循環させて、ガラス製造炉か
らの高温排ガスと混合することによって該高温排ガスを
急冷するようにすることが好ましい。また、工程（ｃ）
における排ガスは２酸化炭素生産物、換気流および水に
分離するか、排ガスから出た水の一部をガラス製造炉か
らの高温の排ガスの急冷に使用することが好ましい。ま
たさらに、排ガスの一部は該排ガスを冷却すると同時に
再生ガラス原料またバッチ原料を加熱するために、再生
ガラス原料またはバッチ原料と熱交換するようにするこ
とが好ましい。また、２酸化炭素の分離は低温蒸留法、
吸着分離法または透過膜分離法によって行なうことが好
ましい。
【００１６】また、本発明のガラス製造方法はさらには
、ガラス製造炉においてガラス製造用原料を加熱溶融し
てガラスを製造する一連の工程において、ガラス製造炉
内のバッチ原料と再生ガラス原料とからなる供給材料を
酸素富化オキシダント流のもとで燃料を燃焼させて加熱
する工程と、２酸化炭素を主体として含有する燃焼生成
物および供給材料の揮発物とからなる排ガスを該ガラス
製造炉から除去し、該排ガスを加圧ガス流と間接熱交換
し、該加圧ガス流を熱交換機により加熱してタービンを
通して膨張させてエネルギーの回収を行なった後外部冷
却液によって冷却し、さらに加圧ガス流として使用する
ために再圧縮する工程、排ガスの少なくとも一部をガラ
ス製造炉へ供給される燃料と炉へのガラス製造原料の少
なくとも一部によってさらに冷却する工程、排ガスから
２酸化炭素を実質的に純粋な形態で工程生産物として分
離する工程および精製ガラスを工程生産物として回収す
る工程とからなることを含むものである。
、ガラス製造炉においてガラス製造用原料を加熱溶融し
てガラスを製造する一連の工程において、ガラス製造炉
内のバッチ原料と再生ガラス原料とからなる供給材料を
酸素富化オキシダント流のもとで燃料を燃焼させて加熱
する工程と、２酸化炭素を主体として含有する燃焼生成
物および供給材料の揮発物とからなる排ガスを該ガラス
製造炉から除去し、該排ガスを加圧ガス流と間接熱交換
し、該加圧ガス流を熱交換機により加熱してタービンを
通して膨張させてエネルギーの回収を行なった後外部冷
却液によって冷却し、さらに加圧ガス流として使用する
ために再圧縮する工程、排ガスの少なくとも一部をガラ
ス製造炉へ供給される燃料と炉へのガラス製造原料の少
なくとも一部によってさらに冷却する工程、排ガスから
２酸化炭素を実質的に純粋な形態で工程生産物として分
離する工程および精製ガラスを工程生産物として回収す
る工程とからなることを含むものである。
【００１７】この場合において、加圧ガス流にはガラス
製造炉に用いる酸素富化ガスを得るために行なわれる空
気分離用供給ガスとして用いられる加圧ガスの一部を使
用するのがよい。
製造炉に用いる酸素富化ガスを得るために行なわれる空
気分離用供給ガスとして用いられる加圧ガスの一部を使
用するのがよい。
【００１８】
【作用】本発明のガラス製造方法は上記したような工程
上の特徴を有するものであり、ガラス製造炉におけるガ
ラス溶融工程において高い熱効率を示すものである。
上の特徴を有するものであり、ガラス製造炉におけるガ
ラス溶融工程において高い熱効率を示すものである。
【００１９】本発明においては、ガラス製造炉において
燃料とともに燃焼させるオキシダントガスとして３０％
以上好ましくは９０％以上の酸素純度の高純度酸素を使
用するために、空気使用の場合に較べて炉のバッチ原料
の溶融に際して火焔の熱伝導率が高められるばかりでな
く、燃焼排ガスに殆ど窒素が含まれないので排ガス量を
著しく削減することができる。
燃料とともに燃焼させるオキシダントガスとして３０％
以上好ましくは９０％以上の酸素純度の高純度酸素を使
用するために、空気使用の場合に較べて炉のバッチ原料
の溶融に際して火焔の熱伝導率が高められるばかりでな
く、燃焼排ガスに殆ど窒素が含まれないので排ガス量を
著しく削減することができる。
【００２０】また、ガラス製造炉へのオキシダントガス
として酸素の代りに空気を使用した場合には、ＮＯｘ対
策として空気中に存在する窒素の除去を行なうのに伴っ
て、排ガスの煙突への著しい熱損失を生ずるが、本発明
の高純度酸素の使用による場合には、窒素除去処理の必
要がなくなり前記した排ガス量の減少と呼応して益々熱
損失を減少させることができる。
として酸素の代りに空気を使用した場合には、ＮＯｘ対
策として空気中に存在する窒素の除去を行なうのに伴っ
て、排ガスの煙突への著しい熱損失を生ずるが、本発明
の高純度酸素の使用による場合には、窒素除去処理の必
要がなくなり前記した排ガス量の減少と呼応して益々熱
損失を減少させることができる。
【００２１】本発明の従来法と異なる特徴は、高温の排
ガスを、低温の循環排ガス、水および／または上記の噴
射、回収２酸化炭素または砂、再生ガラス原料、石灰、
バッチ原料等の固体冷却媒体を使用することによって、
通常の熱回収システム装置を稼動し得る程度の温度であ
る約１３００°Ｆ（約７０５℃）まで急冷することによ
って熱回収を容易に行ない得るようにしたことである。
ガスを、低温の循環排ガス、水および／または上記の噴
射、回収２酸化炭素または砂、再生ガラス原料、石灰、
バッチ原料等の固体冷却媒体を使用することによって、
通常の熱回収システム装置を稼動し得る程度の温度であ
る約１３００°Ｆ（約７０５℃）まで急冷することによ
って熱回収を容易に行ない得るようにしたことである。
【００２２】またさらに、本発明においては硫酸ナトリ
ウムのような高温凝縮物を除去し、好ましくはガラス製
造炉中に循環させるようにしたので高価なＳＯｘ用の公
害防止設備を必要としない。また、ガラス製造炉におけ
る高純度酸素の使用により第１次ＮＯｘの減少はもとよ
りのこと、前記高温排ガスの急冷により第２次ＮＯｘの
発生も大幅に削減することができる利点もある。
ウムのような高温凝縮物を除去し、好ましくはガラス製
造炉中に循環させるようにしたので高価なＳＯｘ用の公
害防止設備を必要としない。また、ガラス製造炉におけ
る高純度酸素の使用により第１次ＮＯｘの減少はもとよ
りのこと、前記高温排ガスの急冷により第２次ＮＯｘの
発生も大幅に削減することができる利点もある。
【００２３】またさらに、工程中での高純度酸素の使用
によって、排ガス中の窒素が減少し２酸化炭素生成が優
先的に行なわれる結果、高い純度の２酸化炭素を回収す
ることができ、これを例えばガラス製造炉における空気
分離機や電気昇圧機において使用される機械的または電
気的なエネルギー源として有効に利用することができる
ほか、副生物として他の種々の工業へ外販することがで
きる。
によって、排ガス中の窒素が減少し２酸化炭素生成が優
先的に行なわれる結果、高い純度の２酸化炭素を回収す
ることができ、これを例えばガラス製造炉における空気
分離機や電気昇圧機において使用される機械的または電
気的なエネルギー源として有効に利用することができる
ほか、副生物として他の種々の工業へ外販することがで
きる。
【００２４】これに対し従来技術においては、２酸化炭
素はバッチ原料中の炭酸塩の分解によって生成し、電気
溶融炉から除去されることが示されているに過ぎない。
素はバッチ原料中の炭酸塩の分解によって生成し、電気
溶融炉から除去されることが示されているに過ぎない。
【００２５】ガラス製造炉で空気使用による燃料の燃焼
を行なう従来技術においては、排ガス中に生成する２酸
化炭素は窒素による稀釈の故に、これの回収使用につい
ては全く魅力のあるものではなかった。
を行なう従来技術においては、排ガス中に生成する２酸
化炭素は窒素による稀釈の故に、これの回収使用につい
ては全く魅力のあるものではなかった。
【００２６】また後述する実施態様の一つで示されるよ
うに本発明の従来技術と異なる特徴の一つは廃熱をガス
タービン動力サイクルを利用して、有用な機械的または
電気的エネルギーに変換することである。本発明の従来
技術と最も異なる点は圧縮高温空気をカラス製造炉にお
いて使用することなく、ブレイトン・ガスタービン・サ
イクルにおける熱担体として使用するか、またはガラス
製造炉において燃焼用の富化酸素の分離のための空気の
一部として使用することである。
うに本発明の従来技術と異なる特徴の一つは廃熱をガス
タービン動力サイクルを利用して、有用な機械的または
電気的エネルギーに変換することである。本発明の従来
技術と最も異なる点は圧縮高温空気をカラス製造炉にお
いて使用することなく、ブレイトン・ガスタービン・サ
イクルにおける熱担体として使用するか、またはガラス
製造炉において燃焼用の富化酸素の分離のための空気の
一部として使用することである。
【００２７】ブレイトン・ガスタービンの使用によって
、追加ガスを必要とせずにガラス製造炉からの排ガス中
の高温凝縮物の除去を行なうことができ、これによって
汚染物質の含有なく２酸化炭素を副生することができる
し、また追加ガスを必要としないために回収設備も小規
模とすることができる。さらに得られたエネルギーは特
に電力の形態にすることによってガラス製造炉における
ブースターや空気分離用の動力として自己再生すること
ができるのでガラス製造におけるエネルギー消費効率を
著しく高めることができる。
、追加ガスを必要とせずにガラス製造炉からの排ガス中
の高温凝縮物の除去を行なうことができ、これによって
汚染物質の含有なく２酸化炭素を副生することができる
し、また追加ガスを必要としないために回収設備も小規
模とすることができる。さらに得られたエネルギーは特
に電力の形態にすることによってガラス製造炉における
ブースターや空気分離用の動力として自己再生すること
ができるのでガラス製造におけるエネルギー消費効率を
著しく高めることができる。
【００２８】
【実施例】次に本発明の優れた効果を示すための実施例
を幾つかの好ましい実施態様に基いて述べるが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。
を幾つかの好ましい実施態様に基いて述べるが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２９】実施例１
図１は本発明の第１の実施態様における排ガス循環のフ
ローチャートの概要を示したものである。
ローチャートの概要を示したものである。
【００３０】ライン１の空気は極低温での透過膜法、Ｐ
ＳＡまたはＶＳＡによる吸着法の何れかを使用した空気
分離装置２によって、９３％酸素、４％アルゴンおよび
３％窒素からなる約４８２００ｆｔ３／ｈｒ（約１４８
４５ｍ３／ｈｒ）の高純度酸素流３に分離される。同時
にライン４から窒素が副生物として排出される。
ＳＡまたはＶＳＡによる吸着法の何れかを使用した空気
分離装置２によって、９３％酸素、４％アルゴンおよび
３％窒素からなる約４８２００ｆｔ３／ｈｒ（約１４８
４５ｍ３／ｈｒ）の高純度酸素流３に分離される。同時
にライン４から窒素が副生物として排出される。
【００３１】ライン５で示される約６１０ｋｗｈの電力
が空気分離のために供給される。ライン３の酸素は直接
に炉９に供給してもよいが、ここでは図示されていない
が、ガラス製造炉からの高温排ガスによって間接的に加
熱して供給してもよい。ライン６における２５０００ｆ
ｔ３／ｈｒ（約７６２０ｍ３／ｈｒ・２５ＭＭＢＴＵ／
ｈｒ ＨＨＶ）の天然ガスまたは他の適当な燃料は、
ライン２３ｂに示すガラス製造炉からの高温の排ガスに
より熱交換機７において約１０００°Ｆ（約５３７℃）
の温度に加熱される。ライン８の高温天然ガスはガラス
製造炉９に供給され、燃焼が行なわれる。
が空気分離のために供給される。ライン３の酸素は直接
に炉９に供給してもよいが、ここでは図示されていない
が、ガラス製造炉からの高温排ガスによって間接的に加
熱して供給してもよい。ライン６における２５０００ｆ
ｔ３／ｈｒ（約７６２０ｍ３／ｈｒ・２５ＭＭＢＴＵ／
ｈｒ ＨＨＶ）の天然ガスまたは他の適当な燃料は、
ライン２３ｂに示すガラス製造炉からの高温の排ガスに
より熱交換機７において約１０００°Ｆ（約５３７℃）
の温度に加熱される。ライン８の高温天然ガスはガラス
製造炉９に供給され、燃焼が行なわれる。
【００３２】約７１１０１ｂ／ｈｒ（約４９９．５ｋｇ
／ｈｒ）で供給される再生ガラス原料（カレット）１０
はカレット予熱器１１においてライン２３ａによる高温
排ガスによって約１２００°Ｆ（約６４８℃）の温度に
加熱される。また、約１６６００１ｂ／ｈｒ（約７５２
９．７ｋｇ／ｈｒ）で供給されるバッチ原料１３（例え
ばＳｉｏ２の如き砂およびアルミナ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ
、石灰、フェルドスパー、炭酸ナトリウムまたは炭酸カ
ルシウムのうちの一種以上および精製用薬剤）もバッチ
予熱器１４においてライン２４による高温排ガスによっ
て約４９０°Ｆ（約２５４℃）に加熱される。
／ｈｒ）で供給される再生ガラス原料（カレット）１０
はカレット予熱器１１においてライン２３ａによる高温
排ガスによって約１２００°Ｆ（約６４８℃）の温度に
加熱される。また、約１６６００１ｂ／ｈｒ（約７５２
９．７ｋｇ／ｈｒ）で供給されるバッチ原料１３（例え
ばＳｉｏ２の如き砂およびアルミナ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ
、石灰、フェルドスパー、炭酸ナトリウムまたは炭酸カ
ルシウムのうちの一種以上および精製用薬剤）もバッチ
予熱器１４においてライン２４による高温排ガスによっ
て約４９０°Ｆ（約２５４℃）に加熱される。
【００３３】ライン１２における予熱再生ガラス原料お
よびライン１５における予熱バッチ原料の両者は混合さ
れ、予熱混合原料としてライン１６によってガラス製造
炉９に供給される。ガラス製造炉９においては、天然ガ
ス燃焼焔と酸素によってガラス製造用原料混合物が加熱
されて溶融ガラスの状態となる。なお、炉には約１００
０ＫＷの電気ブースター１７が配設されていて、熱効率
が９０％となる。
よびライン１５における予熱バッチ原料の両者は混合さ
れ、予熱混合原料としてライン１６によってガラス製造
炉９に供給される。ガラス製造炉９においては、天然ガ
ス燃焼焔と酸素によってガラス製造用原料混合物が加熱
されて溶融ガラスの状態となる。なお、炉には約１００
０ＫＷの電気ブースター１７が配設されていて、熱効率
が９０％となる。
【００３４】ガラス製造炉９の溶融ゾーンにおいて日量
約２５０トンで生産された約２４３０°Ｆ（約１３５０
℃）の温度の溶融ガラス１８は、次の精製工程（図示せ
ず）に送られる。ガラス製造炉９から出た２１９０°Ｆ
（約１２００℃）、１１０００ｆｔ３／ｈｒ（約３３８
８ｍ３／ｈｒ）のライン１９で示される高温排ガスは高
温ガス冷却塔２０に送られ、ここでライン３０による１
０００００ｆｔ３／ｈｒ（約３０５００ｍ３／ｈｒ）の
循環低温排ガスと混合し熱交換されて約１３００°Ｆ（
約７０５℃）の温度に急冷される。
約２５０トンで生産された約２４３０°Ｆ（約１３５０
℃）の温度の溶融ガラス１８は、次の精製工程（図示せ
ず）に送られる。ガラス製造炉９から出た２１９０°Ｆ
（約１２００℃）、１１０００ｆｔ３／ｈｒ（約３３８
８ｍ３／ｈｒ）のライン１９で示される高温排ガスは高
温ガス冷却塔２０に送られ、ここでライン３０による１
０００００ｆｔ３／ｈｒ（約３０５００ｍ３／ｈｒ）の
循環低温排ガスと混合し熱交換されて約１３００°Ｆ（
約７０５℃）の温度に急冷される。
【００３５】高温ガス冷却塔２０においては、硫酸ナト
リウム、ホウ酸塩、フッ化物その他の供給材料揮発分の
如き高温凝縮物がバッチ原料粉末とともに回収されて、
高温凝縮回収物としてライン２２から放出される。この
高温凝縮物の一部は、図示はしていないが冷却固化され
て精練助剤としてバッチ原料に循環使用され、残部は廃
棄物として処理される。
リウム、ホウ酸塩、フッ化物その他の供給材料揮発分の
如き高温凝縮物がバッチ原料粉末とともに回収されて、
高温凝縮回収物としてライン２２から放出される。この
高温凝縮物の一部は、図示はしていないが冷却固化され
て精練助剤としてバッチ原料に循環使用され、残部は廃
棄物として処理される。
【００３６】冷却塔２０から出たライン２１の低温排ガ
スはガス流２３ａおよび２３ｂに分けられ、ガス流２３
ｂの排ガスはライン１６によってガラス製造炉９に入る
前のライン８における天然ガスを熱交換機７において間
接的に加熱するのに使用される。ガス流２３ａの排ガス
はカレット予熱器（熱交換機）１１において再生ガラス
原料を加熱することによって冷却され、ガス流２３ｂの
排ガスと混合されてライン２４で示す混合流として、バ
ッチ予熱器（熱交換機）１４に導入されてバッチ原料を
加熱することによって熱交換しさらに冷却される。
スはガス流２３ａおよび２３ｂに分けられ、ガス流２３
ｂの排ガスはライン１６によってガラス製造炉９に入る
前のライン８における天然ガスを熱交換機７において間
接的に加熱するのに使用される。ガス流２３ａの排ガス
はカレット予熱器（熱交換機）１１において再生ガラス
原料を加熱することによって冷却され、ガス流２３ｂの
排ガスと混合されてライン２４で示す混合流として、バ
ッチ予熱器（熱交換機）１４に導入されてバッチ原料を
加熱することによって熱交換しさらに冷却される。
【００３７】これによって得られた約５０％の２酸化炭
素および５０％の水蒸気、微量の窒素、アルゴン、痕跡
のＮＯｘおよびＳＯｘ並びに粉末を含むライン２５で示
される排ガスは、さらに冷却器２６において水等の外部
冷却液によって約２００°Ｆ（約９４℃）の温度まで冷
却され低温排ガス流２７となって循環ブロワー２８に供
給される。ブロワー２８からのライン２９による低温排
ガスの一部はライン３０によって高温ガス冷却塔２０に
循環する。
素および５０％の水蒸気、微量の窒素、アルゴン、痕跡
のＮＯｘおよびＳＯｘ並びに粉末を含むライン２５で示
される排ガスは、さらに冷却器２６において水等の外部
冷却液によって約２００°Ｆ（約９４℃）の温度まで冷
却され低温排ガス流２７となって循環ブロワー２８に供
給される。ブロワー２８からのライン２９による低温排
ガスの一部はライン３０によって高温ガス冷却塔２０に
循環する。
【００３８】残部のライン３１で示される低温排ガスは
２酸化炭素回収装置３２に送られ、該装置において５４
０００ｆｔ３／ｈｒ（約１６４５９ｍ３／ｈｒ）の高純
度２酸化炭素３３が製品として取得され残部はベントガ
ス３４と排水３５となる。一部の２酸化炭素は点線３６
で示されるように循環排ガス３０に置換させて冷却ガス
として使用するようにすることもできる。
２酸化炭素回収装置３２に送られ、該装置において５４
０００ｆｔ３／ｈｒ（約１６４５９ｍ３／ｈｒ）の高純
度２酸化炭素３３が製品として取得され残部はベントガ
ス３４と排水３５となる。一部の２酸化炭素は点線３６
で示されるように循環排ガス３０に置換させて冷却ガス
として使用するようにすることもできる。
【００３９】上記した本発明によるガラス製造方法によ
るときの総括熱エネルギー効率は約５３％であり、これ
によって従来の空気使用による方法に比べて、エネルギ
ー消費を２３％削減することができた。
るときの総括熱エネルギー効率は約５３％であり、これ
によって従来の空気使用による方法に比べて、エネルギ
ー消費を２３％削減することができた。
【００４０】実施例２
図２は本発明の他の好ましい実施態様を示すものであっ
て、高温排ガスの急冷に循環冷却排ガスまたは２酸化炭
素を使用する代りに水および／または蒸気を使用したも
のである。
て、高温排ガスの急冷に循環冷却排ガスまたは２酸化炭
素を使用する代りに水および／または蒸気を使用したも
のである。
【００４１】図２において、２０１によって導入された
空気は電力２０５を使用して空気分離装置２０２におい
て市販純度の高純度酸素２０３と廃棄窒素２０４に分離
される。
空気は電力２０５を使用して空気分離装置２０２におい
て市販純度の高純度酸素２０３と廃棄窒素２０４に分離
される。
【００４２】廃棄窒素はライン２０４を経て系外に除去
されるが、ライン２０３の酸素はガラス製造炉２０９に
送られる。ライン２０６で示される天然ガスは、燃料予
熱用熱交換機２０７を経て加熱され、この高温天然ガス
はライン２０８によってガラス製造炉に導入される。電
気ブースター２１７の助力によって溶融生産サれたガラ
スはライン２１８を経て取り出される。
されるが、ライン２０３の酸素はガラス製造炉２０９に
送られる。ライン２０６で示される天然ガスは、燃料予
熱用熱交換機２０７を経て加熱され、この高温天然ガス
はライン２０８によってガラス製造炉に導入される。電
気ブースター２１７の助力によって溶融生産サれたガラ
スはライン２１８を経て取り出される。
【００４３】燃料および酸素の燃焼によって生じた２酸
化炭素を主体とする排ガスはライン２１９によって除去
され、冷却塔２２０において水、蒸気または循環水等の
冷却媒体２２１によって急冷され、排ガス中の高温凝縮
物はライン２２２を経て除去される。冷却塔２２０を出
たライン２２３の急冷排ガスは、傍流２２４に分流され
て前述したように熱交換機２０７における燃料の予熱に
用いられる。
化炭素を主体とする排ガスはライン２１９によって除去
され、冷却塔２２０において水、蒸気または循環水等の
冷却媒体２２１によって急冷され、排ガス中の高温凝縮
物はライン２２２を経て除去される。冷却塔２２０を出
たライン２２３の急冷排ガスは、傍流２２４に分流され
て前述したように熱交換機２０７における燃料の予熱に
用いられる。
【００４４】残部の高温排ガスは、カレット予熱器（熱
交換機）２１１においてライン２１０によって送られて
きた再生ガラス原料と熱交換してさらに冷却され、ライ
ン２２５によって該予熱器２１１から出てライン２２４
による他の排ガス部分と混合されて合流ガス流２２６と
なる。カレット予熱器２１１で予熱された再生ガラス原
料はライン２１２を経てライン２１５によるバッチ原料
と合わさり、ライン２１６によって新規の混合原料とし
てガラス製造炉２０９に導入される。
交換機）２１１においてライン２１０によって送られて
きた再生ガラス原料と熱交換してさらに冷却され、ライ
ン２２５によって該予熱器２１１から出てライン２２４
による他の排ガス部分と混合されて合流ガス流２２６と
なる。カレット予熱器２１１で予熱された再生ガラス原
料はライン２１２を経てライン２１５によるバッチ原料
と合わさり、ライン２１６によって新規の混合原料とし
てガラス製造炉２０９に導入される。
【００４５】またライン２２６に合流した排ガスは、熱
交換機２２７において冷却水のような外部冷却液によっ
て冷却され、ライン２２８を経て循環ブロアー２２９に
送られる。該ブロアーを出た排ガスはライン２３０によ
って２酸化炭素回収装置２３１へと送られる。ここで冷
凍分離法、透過膜分離法または吸着分離法を使用するこ
とによって２酸化炭素はライン２３２中に抽出され、ま
た水はライン２３４によって、微量のベントガスはライ
ン２３３によって排出される。この際ライン２３４の水
の一部は高温ガス冷却塔２２０における冷却水としてラ
イン２３６によって分離循環され、残部はライン２３５
によって廃棄される。
交換機２２７において冷却水のような外部冷却液によっ
て冷却され、ライン２２８を経て循環ブロアー２２９に
送られる。該ブロアーを出た排ガスはライン２３０によ
って２酸化炭素回収装置２３１へと送られる。ここで冷
凍分離法、透過膜分離法または吸着分離法を使用するこ
とによって２酸化炭素はライン２３２中に抽出され、ま
た水はライン２３４によって、微量のベントガスはライ
ン２３３によって排出される。この際ライン２３４の水
の一部は高温ガス冷却塔２２０における冷却水としてラ
イン２３６によって分離循環され、残部はライン２３５
によって廃棄される。
【００４６】上記した本実施例においては、約２２００
°Ｆ（約１２０５℃）の高温排ガス１９に冷却塔２２０
において２９７０ｌｂ／ｈｒ（約１３４７ｋｇ／ｈｒ）
の水を噴射することにより、約１３００°Ｆ（約７０５
℃）の温度降下を果たすことができる。この場合におい
て、冷却媒体として空気分離装置２０２からの廃窒素ガ
スを利用することも可能である。しかしながら、これに
よってライン２３０における冷却排ガスの２酸化炭素の
組成は著しい影響を受けるので２酸化炭素の分離利用に
制限を生じ、また副生物としての２酸化炭素の生産販売
量が減少する。
°Ｆ（約１２０５℃）の高温排ガス１９に冷却塔２２０
において２９７０ｌｂ／ｈｒ（約１３４７ｋｇ／ｈｒ）
の水を噴射することにより、約１３００°Ｆ（約７０５
℃）の温度降下を果たすことができる。この場合におい
て、冷却媒体として空気分離装置２０２からの廃窒素ガ
スを利用することも可能である。しかしながら、これに
よってライン２３０における冷却排ガスの２酸化炭素の
組成は著しい影響を受けるので２酸化炭素の分離利用に
制限を生じ、また副生物としての２酸化炭素の生産販売
量が減少する。
【００４７】またバッチ原料、石灰、再生ガラス原料等
の炉への供給材料を冷却媒体として流動床、潅液床、ま
たは移動床による直接熱交換接触によって使用すること
も可能である。
の炉への供給材料を冷却媒体として流動床、潅液床、ま
たは移動床による直接熱交換接触によって使用すること
も可能である。
【００４８】実施例３
図３は本発明の第３の好ましい実施態様を示す図面であ
る。図３において、空気はライン３０１によって空気分
離装置３０２に導入され、ここでライン３０５による電
力消費によって６２０００ｆｔ３／ｈｒ（約１８８９７
ｍ３／ｈｒ）の高純度酸素がライン３０３に得られ、ま
た廃棄窒素がライン３０４から排出される。この際の電
力消費量は７８０ｋｗである。
る。図３において、空気はライン３０１によって空気分
離装置３０２に導入され、ここでライン３０５による電
力消費によって６２０００ｆｔ３／ｈｒ（約１８８９７
ｍ３／ｈｒ）の高純度酸素がライン３０３に得られ、ま
た廃棄窒素がライン３０４から排出される。この際の電
力消費量は７８０ｋｗである。
【００４９】ライン３０６による３０４００ｆｔ３／ｈ
ｒ（約９２６６ｍ３／ｈｒ）の天然ガスは、ガラス製造
炉３０９内で点火されてライン３０３により炉内へ導入
された酸素富化ガスとともに燃焼が行なわれる前に、間
接熱交換機３０７に導入されて、ここでライン３１３か
らの排ガスの一部によって約１０００°Ｆ（約５３８℃
）の温度に予熱される。
ｒ（約９２６６ｍ３／ｈｒ）の天然ガスは、ガラス製造
炉３０９内で点火されてライン３０３により炉内へ導入
された酸素富化ガスとともに燃焼が行なわれる前に、間
接熱交換機３０７に導入されて、ここでライン３１３か
らの排ガスの一部によって約１０００°Ｆ（約５３８℃
）の温度に予熱される。
【００５０】ライン３１０により導入された７１００ｌ
ｂ／ｈｒ（約３２２０ｋｇ／ｈｒ）の再生ガラス原料は
カレット予熱器（熱交換機）３１１においてライン３１
３による高温排ガスによって８６０°Ｆの温度に加熱さ
れ、ライン３１５によって供給された１６６００ｌｂ／
ｈｒ（約７５２９ｋｇ／ｈｒ）のバッチ原料と混合され
ライン３１６によりガラス製造炉３０９に導入される。 ガラス製造炉３０９には３１７で示された１０００ｋｗ
の電気ブースターが配設されている。
ｂ／ｈｒ（約３２２０ｋｇ／ｈｒ）の再生ガラス原料は
カレット予熱器（熱交換機）３１１においてライン３１
３による高温排ガスによって８６０°Ｆの温度に加熱さ
れ、ライン３１５によって供給された１６６００ｌｂ／
ｈｒ（約７５２９ｋｇ／ｈｒ）のバッチ原料と混合され
ライン３１６によりガラス製造炉３０９に導入される。 ガラス製造炉３０９には３１７で示された１０００ｋｗ
の電気ブースターが配設されている。
【００５１】ガラス原料は２６７０°Ｆ（約１４６０℃
）の温度の燃焼ガスによって約２４３０°Ｆ（約１３３
０℃）に溶融される。ライン３１８から取り出されるガ
ラス製造炉におけるガラスの生産量は日量約２５０トン
である。
）の温度の燃焼ガスによって約２４３０°Ｆ（約１３３
０℃）に溶融される。ライン３１８から取り出されるガ
ラス製造炉におけるガラスの生産量は日量約２５０トン
である。
【００５２】温度２２２０°Ｆ（約１２０５℃）で約１
３７４００ｆｔ３／ｈｒ（約４１８７９ｍ３／ｈｒ）の
高温排ガスが炉からライン３１９によって排出される。 この高温排ガスは、シェル・チューブ型間接熱交換機に
よって構成されたレキュペレーター３２０において冷却
されて、温度１１００°Ｆ（約５９４℃）の排ガスとな
ってライン３２１に排出される。
３７４００ｆｔ３／ｈｒ（約４１８７９ｍ３／ｈｒ）の
高温排ガスが炉からライン３１９によって排出される。 この高温排ガスは、シェル・チューブ型間接熱交換機に
よって構成されたレキュペレーター３２０において冷却
されて、温度１１００°Ｆ（約５９４℃）の排ガスとな
ってライン３２１に排出される。
【００５３】冷却はライン３２２による空気等の圧縮ガ
スをレキュペレーター熱交換機３２０を通過させて行な
われる。金属の損傷を防ぐために、シェル金属面の温度
は約１４００°Ｆ（約７６０℃）以下の温度に維持する
必要がある。図示していないが、硫酸ナトリウム等の高
温凝縮物はレキュペレーター３２０からドレーンとして
排出される。
スをレキュペレーター熱交換機３２０を通過させて行な
われる。金属の損傷を防ぐために、シェル金属面の温度
は約１４００°Ｆ（約７６０℃）以下の温度に維持する
必要がある。図示していないが、硫酸ナトリウム等の高
温凝縮物はレキュペレーター３２０からドレーンとして
排出される。
【００５４】ライン３２３で示される加熱された高温空
気は膨張機３２４によって膨張され動力３２５を発生し
、その一部は交換機用のガスとしてコンプレッサー３２
８に使用される。これによって得られる動力３２５は、
適切に駆動された発電機により３００ｋｗのシャフト動
力または電力として得られる。この動力はガラス製造炉
の電気ブースター３１７における電力または空気分離装
置３０２駆動用電力として使用される。またさらにこの
動力は２酸化炭素の回収装置にも使用できるし単に外販
に供することもできる。
気は膨張機３２４によって膨張され動力３２５を発生し
、その一部は交換機用のガスとしてコンプレッサー３２
８に使用される。これによって得られる動力３２５は、
適切に駆動された発電機により３００ｋｗのシャフト動
力または電力として得られる。この動力はガラス製造炉
の電気ブースター３１７における電力または空気分離装
置３０２駆動用電力として使用される。またさらにこの
動力は２酸化炭素の回収装置にも使用できるし単に外販
に供することもできる。
【００５５】ライン３２６における膨張空気は間接熱交
換機３４６において冷却水等の外部冷却液によって冷却
され、次いでこの膨張空気はライン３２９による空気等
の供給ガスと混合され、この混合ガス流３２７はコンプ
レッサー３２８において圧縮され高圧ガスとなる。高圧
ガスが空気である場合、その一部はライン３３０により
取り出され、ライン３０１により空気分離装置に送られ
る導入空気の一部として使用される。この閉鎖回路シス
テムによって、一方で空気と動力を供給しながら、他方
で間接熱交換レキュペレーター３２０によるガラス製造
炉排ガス冷却用の冷却媒体を供給することができるので
ある。
換機３４６において冷却水等の外部冷却液によって冷却
され、次いでこの膨張空気はライン３２９による空気等
の供給ガスと混合され、この混合ガス流３２７はコンプ
レッサー３２８において圧縮され高圧ガスとなる。高圧
ガスが空気である場合、その一部はライン３３０により
取り出され、ライン３０１により空気分離装置に送られ
る導入空気の一部として使用される。この閉鎖回路シス
テムによって、一方で空気と動力を供給しながら、他方
で間接熱交換レキュペレーター３２０によるガラス製造
炉排ガス冷却用の冷却媒体を供給することができるので
ある。
【００５６】ライン３２１で示す冷却排ガスはライン３
１３で示すバイパス排ガス流と、ライン３３１で示す残
部の排ガス流とに分岐される。
１３で示すバイパス排ガス流と、ライン３３１で示す残
部の排ガス流とに分岐される。
【００５７】上記のバイパス排ガス流は間接熱交換機３
０７において燃料の天然ガスに熱を与えて冷却され、約
４００°Ｆ（約２０４℃）に加熱された天然ガスはライ
ン３０８によってガラス製造炉３０９に導入される。
０７において燃料の天然ガスに熱を与えて冷却され、約
４００°Ｆ（約２０４℃）に加熱された天然ガスはライ
ン３０８によってガラス製造炉３０９に導入される。
【００５８】冷却されたライン３１４の排ガスはカレッ
ト予熱器（熱交換機）３１１において熱放出されたライ
ン３３２の排ガスと再合流する。予熱された再生ガラス
原料はライン３１２によって取り出されライン３１５の
バッチ原料と混合され、該混合原料はライン３１６によ
りガラス製造炉３０９に導入される。再合流したライン
３３２および３１４の冷却排ガスはライン３３３によっ
て冷却器（間接熱交換機）３３４に導入され、水等の外
部冷却液によってさらに冷却される。
ト予熱器（熱交換機）３１１において熱放出されたライ
ン３３２の排ガスと再合流する。予熱された再生ガラス
原料はライン３１２によって取り出されライン３１５の
バッチ原料と混合され、該混合原料はライン３１６によ
りガラス製造炉３０９に導入される。再合流したライン
３３２および３１４の冷却排ガスはライン３３３によっ
て冷却器（間接熱交換機）３３４に導入され、水等の外
部冷却液によってさらに冷却される。
【００５９】冷却器３３４を出たライン３３５による再
合流排ガスはライン３３９によって導入されてブロワー
３３８を通過したライン３３７による空気を用いた排出
機３３６を通すことによって加圧され煙突３４０から排
出される。
合流排ガスはライン３３９によって導入されてブロワー
３３８を通過したライン３３７による空気を用いた排出
機３３６を通すことによって加圧され煙突３４０から排
出される。
【００６０】また点線で示されるようにライン３３５の
排ガスは２酸化炭素回収装置３４２に送って処理するこ
とによって、ベント３４３、２酸化炭素製品３４３およ
び排水３４４を生成するようにすることもできる。
排ガスは２酸化炭素回収装置３４２に送って処理するこ
とによって、ベント３４３、２酸化炭素製品３４３およ
び排水３４４を生成するようにすることもできる。
【００６１】以上述べた本発明の第３の実施例によると
きはガラス製造工程における総括熱効率は約５０％とな
り、従来の空気使用の工程による場合に比べて熱エネル
ギーの使用量を１８％以上削減することができる。
きはガラス製造工程における総括熱効率は約５０％とな
り、従来の空気使用の工程による場合に比べて熱エネル
ギーの使用量を１８％以上削減することができる。
【００６２】
【発明の効果】本発明のガラス製造方法によるときは以
下の如き優れた効果を得ることができる。即ちガラス製
造炉において燃料とともに燃焼させる酸素に３０％以上
、好ましくは８０％以上の酸素を含む高純度酸素を使用
することによってガラスに高い熱放射を与えることがで
きるとともに排ガスの生成率を著しく減少させることが
できる。従って熱損失も少なく装置も小サイズのものが
使用できるし、また廃熱回収も容易であるなど経済的で
ある。
下の如き優れた効果を得ることができる。即ちガラス製
造炉において燃料とともに燃焼させる酸素に３０％以上
、好ましくは８０％以上の酸素を含む高純度酸素を使用
することによってガラスに高い熱放射を与えることがで
きるとともに排ガスの生成率を著しく減少させることが
できる。従って熱損失も少なく装置も小サイズのものが
使用できるし、また廃熱回収も容易であるなど経済的で
ある。
【００６３】さらに副生物として高純度２酸化炭素の回
収を行なうことができるし、窒素の除去によってＮＯｘ
の生成を最小限に押えることができるので高価な脱ＮＯ
ｘ装置を必要としない。また工程中の高温の排ガス流が
減少するので原料の粉末損失を少なくすることができる
し、またこれによって静電沈降装置やバグハウスなどの
高価な固体回収装置を設備する必要がない。
収を行なうことができるし、窒素の除去によってＮＯｘ
の生成を最小限に押えることができるので高価な脱ＮＯ
ｘ装置を必要としない。また工程中の高温の排ガス流が
減少するので原料の粉末損失を少なくすることができる
し、またこれによって静電沈降装置やバグハウスなどの
高価な固体回収装置を設備する必要がない。
【００６４】工程中に使用される高温排ガスの直接急冷
システムによって硫酸ナトリウムの如き凝縮可能物質を
捕集することができる。
システムによって硫酸ナトリウムの如き凝縮可能物質を
捕集することができる。
【００６５】また高度に集約された熱交換システムと動
力回収システムの配置の結果、従来の酸素利用によるガ
ラス製造方法に比べて総合的な熱エネルギー消費を２０
％以上削減することができる。
力回収システムの配置の結果、従来の酸素利用によるガ
ラス製造方法に比べて総合的な熱エネルギー消費を２０
％以上削減することができる。
【図１】図１は本発明の第１の実施態様における概略フ
ローチャート、特に排ガスの循環について示した図面で
ある。
ローチャート、特に排ガスの循環について示した図面で
ある。
【図２】図２は本発明の第２の実施態様における概略フ
ローチャート、特に水の循環について示した図である。
ローチャート、特に水の循環について示した図である。
【図３】図３は本発明の第３の実施態様における概略の
フローチャート、特に排ガスからの動力の回収について
示した図面である。
フローチャート、特に排ガスからの動力の回収について
示した図面である。
１、２０１、３０１ 空気
２、２０２、３０２ 空気分離装置
３、２０３、３０３ 酸素
４、２０４、３０４ 窒素
５、２０５、３０５ 動力（電力）
６、２０６、３０６ 天然ガス（燃料）７、２０７、
３０７ 熱交換機 ９、２０９、３０９ ガラス製造炉 １０、２１０、３１０ 再生ガラス原料（カレット）
１３、２１５、３１５ バッチ原理 １７、２１７、３１７ 電気ブースター１８、２１８
、３１８ 溶融ガラス製品１９、２１９、３１９
排ガス ２０、２２０ 冷却塔 ２１、２３ａ、２３ｂ、２２３、２２４、３１３、３１
４、３２１、３３１低温排ガス ２６、２２７、３３４ 冷却器 ２８、２２９、３３８ ブロワー ３２、２３１、３４２ ２酸化炭素回収装置３３、２
３２、３４３ 回収２酸化炭素３４、２３３、３４５
ベントガス ３５、２３５、３４４ 廃水 ２２１ 冷却媒体（冷却水） ３２２ 圧縮空気 ３２４ 膨張機 ３２８ コンプレッサー
３０７ 熱交換機 ９、２０９、３０９ ガラス製造炉 １０、２１０、３１０ 再生ガラス原料（カレット）
１３、２１５、３１５ バッチ原理 １７、２１７、３１７ 電気ブースター１８、２１８
、３１８ 溶融ガラス製品１９、２１９、３１９
排ガス ２０、２２０ 冷却塔 ２１、２３ａ、２３ｂ、２２３、２２４、３１３、３１
４、３２１、３３１低温排ガス ２６、２２７、３３４ 冷却器 ２８、２２９、３３８ ブロワー ３２、２３１、３４２ ２酸化炭素回収装置３３、２
３２、３４３ 回収２酸化炭素３４、２３３、３４５
ベントガス ３５、２３５、３４４ 廃水 ２２１ 冷却媒体（冷却水） ３２２ 圧縮空気 ３２４ 膨張機 ３２８ コンプレッサー
Claims (14)
- 【請求項１】 ガラス製造炉においてガラス製造用原
料を加熱溶融してガラスを製造する一連の工程において
、（ａ） ガラス製造炉内のガラス製造用バッチ原料
と再生ガラス原料からなる供給原料を、酸素富化オキシ
ダント流のもとで燃料を燃焼させることによって加熱す
る工程； （ｂ） ２酸化炭素を主体として含有する燃焼生成物
と供給原料からの揮発物とからなる排ガスを該ガラス製
造炉から除去し、比較的低温の工程流を用いて排ガスを
急冷することによって該揮発物を凝縮する工程；（ｃ）
排ガスの少なくとも一部をガラス製造炉に供給され
る燃料およびガラス製造用原料の少なくとも一部によっ
てさらに冷却する工程； （ｄ） 排ガスから２酸化炭素を実質的に純粋な形態
で工程副生物として分離する工程； （ｅ） 精製ガラスを工程生産部として回収する工程
；とからなることを特徴とするガラス製造方法。 - 【請求項２】 バッチ原料および／または再生ガラス
原料よりなる供給原料による冷却後で、且つ２酸化炭素
分離前に排ガスの一部を循環させ、ガラス製造炉からの
高温排ガスと混合することによって該高温排ガスを急冷
する請求項１記載のガラス製造方法。 - 【請求項３】 工程（ｃ）における排ガスは２酸化炭
素生産物、ベントおよび水に分離する請求項１記載のガ
ラス製造方法。 - 【請求項４】 少なくとも水の一部は高温排ガスの急
冷に使用される請求項３記載のガラス製造方法。 - 【請求項５】 排ガスの一部は該排ガスを冷却し、再
生ガラス原料を加熱するために、該再生ガラス原料と熱
交換する請求項１記載のガラス製造方法。 - 【請求項６】 排ガスの一部は該排ガスを冷却し、バ
ッチ原料を加熱するために該バッチ原料と熱交換する請
求項１記載のガラス製造方法。 - 【請求項７】 ２酸化炭素の分離は低温蒸留法によっ
て行なう請求項１記載のガラス製造方法。 - 【請求項８】 ２酸化炭素の分離は吸着分離法によっ
て行なう請求項１記載のガラス製造方法。 - 【請求項９】 ２酸化炭素の分離は透過膜分離法によ
って行なう請求項１記載のガラス製造方法。 - 【請求項１０】 酸素富化ガスは市販純度の高純度酸
素である請求項１記載のガラス製造方法。 - 【請求項１１】 酸素富化ガスの酸素純度は少なくと
も酸素９３％である請求項１記載のガラス製造方法。 - 【請求項１２】 ガラス製造炉においてガラス製造用
原料を加熱溶融してガラスを製造する一連の工程におい
て、 （ａ） ガラス製造炉内のバッチ原料と再生ガラス原
料とからなる供給材料を酸素富化オキシダント流のもと
で燃料を燃焼させて加熱する工程； （ｂ） ２酸化炭素を主体として含有する燃焼生成物
および供給原料の揮発物とからなる排ガスを該ガラス製
造炉から除去し、該排ガスを加圧ガス流と間接熱交換し
、該加圧ガス流は熱交換機により加熱され、タービンを
通して膨張させてエネルギーの回収が行なわれ、次いで
外部冷却液によって冷却され、さらに加圧ガス流として
使用するために再圧縮されるようにする工程；（ｃ）
排ガスの少なくとも一部をガラス製造炉へ供給される
燃料と炉へのガラス製造原料の少なくとも一部によって
さらに冷却する工程； （ｄ） 排ガスから２酸化炭素を実質的に純粋な形態
で工程副生物として分離する工程； （ｅ） 精製ガラスを工程生産物として回収する工程
；とからなることを特徴とするガラス製造方法。 - 【請求項１３】 加圧ガス流は空気を用いる請求項１
２記載のガラス製造方法。 - 【請求項１４】 加圧空気の一部はガラス製造炉にお
ける酸素富化ガスを得るための空気分離工程に供給され
る請求項１３記載のガラス製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/474,200 US5006141A (en) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | Thermally efficient melting for glass making |
| US474200 | 1990-01-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04219324A true JPH04219324A (ja) | 1992-08-10 |
| JPH075326B2 JPH075326B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=23882581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3075925A Expired - Lifetime JPH075326B2 (ja) | 1990-01-30 | 1991-01-29 | ガラスの製造方法 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5006141A (ja) |
| EP (1) | EP0440085A3 (ja) |
| JP (1) | JPH075326B2 (ja) |
| KR (1) | KR930006314B1 (ja) |
| CN (1) | CN1020188C (ja) |
| BR (1) | BR9100281A (ja) |
| CA (1) | CA2034766A1 (ja) |
| MX (1) | MX164269B (ja) |
| MY (1) | MY104618A (ja) |
| TW (1) | TW209856B (ja) |
| ZA (1) | ZA91613B (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010276027A (ja) * | 2003-02-24 | 2010-12-09 | L'air Liquide-Sa Pour L'etude & L'exploitation Des Procedes Georges Claude | 統合された熱回収システムおよび酸素燃焼式機燃焼炉の効率を高める方法 |
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