Термохимическая регенерация и рекуперация тепла в стекловаренных печах - RU2018118610A

1. Способ выполнения сжигания в стекловаренной печи, включающий в себя

(A) сжигание топлива в стекловаренной печи для образования газообразных продуктов сгорания, и

(B) поочередное

(1) (a) пропускание газообразных продуктов сгорания из печи в охлажденный первый регенератор и через него для нагрева первого регенератора и охлаждения указанных газообразных продуктов сгорания,

(b) пропускание первой части указанных охлажденных газообразных продуктов сгорания из указанного первого регенератора при теплообмене с твердым материалом стекольной шихты, который содержит органические вещества, для дополнительного охлаждения охлажденных газообразных продуктов сгорания и нагрева материала стекольной шихты и пиролиза содержащихся в нем органических веществ с образованием продуктов пиролиза, и

(c) пропускание дополнительно охлажденных газообразных продуктов сгорания, продуктов пиролиза и топлива в нагретый второй регенератор, взаимодействие во втором регенераторе газообразных продуктов сгорания, продуктов пиролиза и топлива в эндотермической реакции с образованием синтетического газа, содержащего водород и СО, пропускание указанного синтетического газа из второго регенератора в печь и сжигание его в печи, и

(d) подачу указанного нагретого материала стекольной шихты в указанную печь; и

(2) (a) пропускание газообразных продуктов сгорания из печи в охлажденный второй регенератор и через него для нагрева второго регенератора и охлаждения указанных газообразных продуктов сгорания,

(b) пропускание первой части указанных охлажденных газообразных продуктов сгорания из указанного второго регенератора при теплообмене с твердым материалом стекольной шихты, который содержит органические вещества, для дополнительного охлаждения охлажденных газообразных продуктов сгорания и нагрева материала стекольной шихты и пиролиза содержащихся в нем органических веществ с образованием продуктов пиролиза, и

(c) пропускание дополнительно охлажденных газообразных продуктов сгорания, продуктов пиролиза и топлива в нагретый первый регенератор, взаимодействие в первом регенераторе газообразных продуктов сгорания и топлива в эндотермической реакции с образованием синтетического газа, содержащего водород и СО, пропускание указанного синтетического газа из первого регенератора в печь и сжигание его в печи, и

(d) подачу указанного нагретого материала стекольной шихты в указанную печь.

2. Способ по п. 1, в котором на этапах (B)(1)(b) или (B)(2)(b), или на обоих этих этапах, указанный теплообмен является непосредственным.

3. Способ по п. 1, в котором на этапах (B)(1)(b) или (B)(2)(b), или на обоих этих этапах, указанный теплообмен является косвенным.

4. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя поочередное пропускание части указанных охлажденных газообразных продуктов сгорания из указанного первого регенератора при теплообмене со вторым потоком твердого материала стекольной шихты для дополнительного охлаждения указанной части охлажденных газообразных продуктов сгорания и нагревания второго потока материала стекольной шихты и подачу указанного нагретого второго потока материала стекольной шихты в указанную печь; и пропускание части указанных охлажденных газообразных продуктов сгорания из указанного второго регенератора при теплообмене со вторым потоком твердого материала стекольной шихты для дополнительного охлаждения указанной части охлажденных газообразных продуктов сгорания и нагревания второго потока материала стекольной шихты и подачу указанного нагретого второго потока материала стекольной шихты в указанную печь.

5. Способ по п. 1, в котором дополнительно охлажденные газообразные продукты сгорания из указанного первого регенератора, образованные при указанном их теплообмене, и дополнительно охлажденные газообразные продукты сгорания из указанного второго регенератора, образованные при указанном их теплообмене, содержат продукты пиролиза.

6. Способ по п. 1, в котором охлажденные газообразные продукты сгорания из указанного первого регенератора и охлажденные газообразные продукты сгорания из указанного второго регенератора дополнительно охлаждаются при их косвенном теплообмене и указанный косвенный теплообмен не образует в них продуктов пиролиза.

7. Способ выполнения сжигания в стекловаренной печи, включающий в себя

(A) сжигание топлива в стекловаренной печи для образования газообразных продуктов сгорания, и

(B) поочередное (1) (i) пропускание первого количества газообразных продуктов сгорания из печи в охлажденный первый регенератор и через него для нагрева первого регенератора и охлаждения указанного первого количества газообразных продуктов сгорания,

(ii) пропускание второго количества газообразных продуктов сгорания из печи в охлажденный второй регенератор и через него для нагрева второго регенератора и охлаждения указанного второго количества газообразных продуктов сгорания,

(iii) пропускание охлажденных газообразных продуктов сгорания из указанного первого регенератора, из указанного второго регенератора или из обоих указанных первого и второго регенераторов при теплообмене с твердым материалом стекольной шихты, который содержит органический материал, для дополнительного охлаждения охлажденных газообразных продуктов сгорания и нагрева материала стекольной шихты и пиролиза органического материала в материале стекольной шихты с образованием продуктов пиролиза и подачу указанного нагретого материала стекольной шихты в указанную печь,

(iv) пропускание топлива для реформинга, дополнительно охлажденных газообразных продуктов сгорания, продуктов пиролиза и охлажденных газообразных продуктов сгорания из указанного первого регенератора, охлажденных газообразных продуктов сгорания из указанного второго регенератора или охлажденных газообразных продуктов сгорания из обоих из указанных первого и второго регенераторов в нагретый третий регенератор,

(v) взаимодействие газообразных продуктов сгорания и топлива для реформинга и продуктов пиролиза в эндотермической реакции в третьем регенераторе при условиях, способствующих образованию синтетического газа, содержащего водород и окись углерода, и охлаждение третьего регенератора вследствие этой реакции,

(vi) пропускание газообразного окислителя в нагретый четвертый регенератор и через него для нагрева газообразного окислителя и охлаждения четвертого регенератора, и

(vii) пропускание указанного синтетического газа и любых непрореагировавших продуктов пиролиза из указанного третьего регенератора в указанную печь, пропускание указанного нагретого газообразного окислителя из четвертого регенератора в печь и сжигание синтетического газа, любых непрореагировавших продуктов пиролиза и указанного нагретого газообразного окислителя в печи;

при поддержании разности температур продуктов сгорания, выходящих из указанных первого и второго регенераторов, на уровне 148,9°C (300°F) или менее; и

(2) (i) пропускание первого количества газообразных продуктов сгорания из печи в охлажденный третий регенератор и через него для нагрева третьего регенератора и охлаждения указанного первого количества газообразных продуктов сгорания,

(ii) пропускание второго количества газообразных продуктов сгорания из печи в охлажденный четвертый регенератор и через него для нагрева четвертого регенератора и охлаждения указанного второго количества газообразных продуктов сгорания,

(iii) пропускание охлажденных газообразных продуктов сгорания из указанного третьего регенератора, из указанного четвертого регенератора или из обоих указанных третьего и четвертого регенераторов при теплообмене с твердым материалом стекольной шихты, который содержит органический материал, для дополнительного охлаждения охлажденных газообразных продуктов сгорания и нагрева материала стекольной шихты и пиролиза органического материала в материале стекольной шихты с образованием продуктов пиролиза и подачу указанного нагретого материала стекольной шихты в указанную печь,

(iv) пропускание топлива для реформинга, дополнительно охлажденных газообразных продуктов сгорания, продуктов пиролиза и охлажденных газообразных продуктов сгорания из указанного третьего регенератора, охлажденных газообразных продуктов сгорания из указанного четвертого регенератора или охлажденных газообразных продуктов сгорания из обоих из указанных третьего и четвертого регенераторов в нагретый первый регенератор,

(v) взаимодействие газообразных продуктов сгорания и топлива для реформинга и продуктов пиролиза в эндотермической реакции в первом регенераторе при условиях, способствующих образованию синтетического газа, содержащего водород и окись углерода, и охлаждение первого регенератора вследствие этой реакции,

(vi) пропускание газообразного окислителя в нагретый второй регенератор и через него для нагрева газообразного окислителя и охлаждения второго регенератора, и

(vii) пропускание указанного синтетического газа и любых непрореагировавших продуктов пиролиза из указанного первого регенератора в указанную печь, пропускание указанного нагретого газообразного окислителя из второго регенератора в печь и сжигание синтетического газа, любых непрореагировавших продуктов пиролиза и указанного нагретого газообразного окислителя в печи;

при поддержании разности температур продуктов сгорания, выходящих из указанных третьего и четвертого регенераторов, на уровне 148,9°C (300°F) или менее.

8. Способ по п. 7, в котором на этапах (B)(1)(iii) или (B)(2)(iii), или на обоих этих этапах, указанный теплообмен является непосредственным.

9. Способ по п. 7, в котором на этапах (B)(1)(iii) или (B)(2)(iii), или на обоих этих этапах, указанный теплообмен является косвенным.

10. Способ по п. 7, дополнительно включающий в себя поочередное пропускание части указанных охлажденных газообразных продуктов сгорания из указанного первого регенератора, из указанного второго регенератора или из обоих указанных первого и второго регенераторов при теплообмене со вторым потоком твердого материала стекольной шихты для дополнительного охлаждения указанной части охлажденных газообразных продуктов сгорания и нагревания второго потока материала стекольной шихты и подачу указанного нагретого второго потока материала стекольной шихты в указанную печь; и пропускание части указанных охлажденных газообразных продуктов сгорания из указанного третьего регенератора, из указанного четвертого регенератора или из обоих указанных третьего и четвертого регенераторов при теплообмене со вторым потоком твердого материала стекольной шихты для дополнительного охлаждения указанной части охлажденных газообразных продуктов сгорания и нагревания второго потока материала стекольной шихты и подачу указанного нагретого второго потока материала стекольной шихты в указанную печь.

11. Способ по п. 7, в котором дополнительно охлажденные газообразные продукты сгорания из указанного первого регенератора, из указанного второго регенератора или из обоих указанных первого и второго регенераторов, образованные при их теплообмене, содержат продукты пиролиза, и дополнительно охлажденные газообразные продукты сгорания из указанного третьего регенератора, из указанного четвертого регенератора или из обоих указанных третьего и четвертого регенераторов, образованные при указанном их теплообмене, содержат продукты пиролиза.

12. Способ по п. 7, в котором охлажденные газообразные продукты сгорания из указанного первого регенератора, из указанного второго регенератора или из обоих указанных первого и второго регенераторов и охлажденные газообразные продукты сгорания из указанного третьего регенератора, из указанного четвертого регенератора или из обоих указанных третьего и четвертого регенераторов дополнительно охлаждаются при их косвенном теплообмене, и указанный косвенный теплообмен не образует в них продуктов пиролиза.