DE112022000009T5

DE112022000009T5 - Verbrennungstechnik eines Glasofens mit einem nichtkatalytischen Umwandlungsofen

Info

Publication number: DE112022000009T5
Application number: DE112022000009.0T
Authority: DE
Inventors: Yunfeng Zhang; Xiangquan Zhang; Qing Liu; Wenjun Wu
Original assignee: Shanghai Yuanhan Energy&chemical Tech Co Ltd; Shanghai Yuanhan Energy&chemical Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Yuanhan Energy&chemical Tech Co Ltd; Shanghai Yuanhan Energy&chemical Technology Co ltd
Priority date: 2021-08-02
Filing date: 2022-04-12
Publication date: 2023-03-23
Also published as: US20230035248A1; US11680706B2; JP7412809B2; JP2023538471A

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart eine Verbrennungstechnik eines Glasofens mit einem nichtkatalytischen Umwandlungsofen. Das zugehörige System umfasst einen Glasofen, einen nichtkatalytischen Umwandlungsofen A/B, eine Rauchgasrückgewinnungsvorrichtung, einen Schornstein, einen Hochtemperatur-Rauchgasventilator, eine Erdgasversorgungsvorrichtung und eine Sauerstoffversorgungsvorrichtung. Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Teil des Rauchgases des Glasofens zirkuliert, womit die Wasserdampf- und Kohlendioxidkonzentration des zirkulierenden Rauchgases erhöht wird. Wasserdampf und Kohlendioxid im zirkulierenden Rauchgas gehen mit Erdgas in einem nichtkatalytischen Umwandlungsofen eine Umwandelungs- und eine Reformierungsreaktion eint. Während die fühlbare Wärme von Hochtemperatur-Rauchgas zurückgewonnen wird, wird Wassergas mit hohem Heizwert über 1300°C erzeugt, womit der Gesamtheizwert des in den Glasofen eintretenden Gases und die Ofeneingangstemperatur erhöht werden. Wassergas mit hohem Heizwert, eine kleine Menge Erdgas, das keine Reaktion durchläuft, und Sauerstoff wird vollständig im Glasofen verbrannt, was den Kraftstoffverbrauch reduziert und die Wärmerückgewinnungseffizienz verbessert. Die Erfindung hat eine ausgezeichnete Leistung bei der Erhöhung der Produktion, der Energieeinsparung und der Emissionsreduktion, kann den Wärmeverbrauch und den umfassenden Energieverbrauch reduzieren, die Produktion erhöhen, die Rauchgasemissionen reduzieren und extrem niedrige NOx-Emissionen erreichen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet der Glasofenverbrennung und insbesondere auf eine Verbrennungstechnik eines Glasofens mit einem nichtkatalytischen Umwandlungsofen.
STAND DER TECHNIK
Da die globale Erwärmung verschiedene Aspekte wie die ökologische Sicherheit, die Sicherheit der Wasserressourcen und die Ernährungssicherheit beeinflusst, hat sie das Risiko extremer Klimakatastrophen verschärft und das menschliche Lebensumfeld ernsthaft bedroht. Die Treibhausgasemissionen stellen den wichtigsten Faktor für die globale Erwärmung dar. Der Treibhauseffekt von Kohlendioxid macht mehr als 70% aller Treibhausgase aus, so dass die Reduzierung von Kohlendioxid ein dringendes Problem ist, das für die Kontrolle des Treibhauseffekts und die Verlangsamung der globalen Erwärmung von entscheidender Bedeutung ist.
Mit dem Ungleichgewicht der globalen Energieversorgung und der Verschärfung der geopolitischen Krise steigen die Kraftstoffpreise weiter an, die Kosten für die Glasproduktion werden immer höher und gleichzeitig werden die Anforderungen an die Energieeinsparung und Emissionsreduzierung der Unternehmen immer höher. Bei der Analyse und Untersuchung bestehender Verbrennungssysteme wird luftunterstützte Verbrennung verwendet. Dabei wird Stickstoff sinnlos erhitzt und bei hohen Temperaturen in die Atmosphäre abgegeben, was zu einem großen Wärmeverlust führt, und Stickstoff reagiert auch mit Sauerstoff bei hohen Temperaturen, womit NO_x erzeugt wird, und NO_x-Gas wird in die Atmosphäre abgegeben, wodurch leicht saurer Regen gebildet und Umweltverschmutzung verursacht wird.
Bei der vorliegenden Erfindung wird eine Endbehandlung in eine Quellenbehandlung umgewandelt, die Kohlendioxidemission reduziert und ein grundlegender Durchbruch bei extrem niedrigen Stickoxidemissionen erreicht.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Verbrennungstechnik eines Glasofens mit einem nichtkatalytischen Umwandlungsofen bereitzustellen, um die Nachteile des Standes der Technik zu beheben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch die folgende Ausgestaltung:

Eine Verbrennungstechnik eines Glasofens mit einem nichtkatalytischen Umwandlungsofen, wobei das für die Verbrennung erforderliche System einen Glasofen, einen nichtkatalytischen Umwandlungsofen A, einen nichtkatalytischen Umwandlungsofen B, eine Rauchgasrückgewinnungsvorrichtung, einen Schornstein, einen Hochtemperatur-Rauchgasventilator, eine Erdgasversorgungsvorrichtung und eine Sauerstoffversorgungsvorrichtung umfasst;

1) In der Anfangsphase wird die Verbrennung mittels Luft gefördert und nach der Erzeugung des Rauchgases wird das zirkulierende Rauchgas mit dem Sauerstoff gemischt und als Verbrennungsverbesserer verwendet, um die Förderung der Verbrennung mit Luft schrittweise zu ersetzen, wobei nach einer gewissen Zeit des Zyklus das zirkulierende Rauchgas Wasserdampf und Kohlendioxid mit hohem Gehalt enthält und das zirkulierende Rauchgas und der Sauerstoff die Förderung der Verbrennung mit Luft völlig ersetzen, womit das System in den normalen Betriebszustand eintritt;
2) Umwandlung- und Reformierungsphase: Wenn der Sauerstoffgehalt im zirkulierenden Rauchgas kleiner oder gleich einer eingestellten Gehaltsgrenze ist, tritt das zirkulierende Rauchgas vom Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A in den Ofen ein und Erdgas tritt auch vom Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A in den Ofen ein, wobei Erdgas eine Umwandlung- und eine Reformierungsreaktion mit Wasserdampf und Kohlendioxid im zirkulierenden Rauchgas eingeht, womit Wasserstoff und Kohlenmonoxid, nämlich Wassergas mit hohem Heizwert, erzeugt und in den Glasofen eingespeist werden, wobei Sauerstoff in den Glasofen eingespeist wird und mit Kohlenmonoxid und Wasserstoff, die durch nichtkatalytische Umwandlung erzeugt werden, und einer kleinen Menge von Erdgas, das keine Umwandlungs- und Reformierungsreaktion durchläuft, in dem Glasofen eine Verbrennungsreaktion eingeht; wobei das zirkulierende Rauchgas, wenn der Sauerstoffgehalt im zirkulierenden Rauchgas größer als die eingestellte Gehaltsgrenze ist, vom Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A in den Ofen eintritt und Erdgas vom oberen Bereich des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A in den Ofen eintritt, wobei Erdgas eine Umwandlung- und eine Reformierungsreaktion mit Wasserdampf und Kohlendioxid im zirkulierenden Rauchgas eingeht, womit Wasserstoff und Kohlenmonoxid, nämlich Wassergas mit hohem Heizwert, erzeugt und in den Glasofen eingespeist werden, wobei Sauerstoff in den Glasofen eingespeist wird und mit Kohlenmonoxid und Wasserstoff, die durch nichtkatalytische Umwandlung erzeugt werden, und einer kleinen Menge von Erdgas, das keine Umwandlungs- und Reformierungsreaktion durchläuft, in dem Glasofen eine Verbrennungsreaktion eingeht;
3) Rauchgasspülphase: Nach Abschluss der Umwandlungs- und Reformierungsphase wird das Erdgas direkt in den Glasofen eingespeist und das zirkulierende Rauchgas tritt vom Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A in den Ofen ein, um das restliche brennbare Gas zu spülen, zu ersetzen und umzuwandeln, und tritt in den Glasofen ein, wobei Sauerstoff in den Glasofen eingespeist wird, um eine Verbrennungsreaktion einzugehen;
4) Erwärmungsphase des Umwandlungsofens: In der Umwandlungs- und Reformierungsphase und der Rauchgasspülphase tritt Hochtemperatur-Rauchgas aus dem Ausgang des Glasofens in den nichtkatalytischen Umwandlungsofen B ein, um den Ofen zu erwärmen und Wärme zu speichern, und tritt dann in die Rauchgasrückgewinnungsvorrichtung ein, um Wärme zurückzugewinnen und entstaubt und entschwefelt zu werden, wonach ein Teil durch den Hochtemperatur-Rauchgasventilator unter Druck gesetzt und dann in den Umlauf des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A eingeleitet wird, während der Rest durch den Schornstein abgeführt wird oder einen CCUS-Prozess durchläuft,
5) Nach einer bestimmten Zeit wird der nichtkatalytische Umwandlungsofen A/B umgeschaltet, das heißt, in dem nichtkatalytischen Umwandlungsofen B erfolgen eine Umwandlungs- und eine Reformierungsreaktion und der nichtkatalytische Umwandlungsofen A erwärmt sich und dort wird wärme gespeichert; so wird eine derartige Umschaltung zyklisch wiederholt.

Ferner ist vorgesehen, dass die Sauerstoffversorgungsvorrichtung Sauerstoff durch ein Tiefkühlverfahren oder ein Druckwechseladsorptionsverfahren mit einer Sauerstoffreinheit von ≥ 90% und einem Druck von 0,05 bis 0,2 MPa herstellt.
Ferner ist vorgesehen, dass bei Schritt 1) in der Anfangsphase Luft zur Förderung der Verbrennung verwendet wird und Luft durch den nichtkatalytischen Umwandlungsofen A in den Glasofen eintritt, während Erdgas direkt in den Glasofen eintritt, in dem Luft und Erdgas verbrannt werden, wobei das durch die Verbrennung erzeugte Rauchgas den nichtkatalytischen Umwandlungsofen B durchströmt, um den nichtkatalytischen Umwandlungsofen B zu erhitzen und dort Wärme zu speichern, dann in die Rauchgasrückgewinnungsvorrichtung eintritt, um Wärme zurückzugewinnen und entstaubt und entschwefelt zu werden, danach über den Hochtemperatur-Rauchgasventilator in den nichtkatalytischen Umwandlungsofen A eingeleitet wird und dann in den Glasofen eintritt, wobei gleichzeitig Sauerstoff auch in den Glasofen eingeleitet wird, um durch ein Gemisch des zirkulierenden Rauchgases und des Sauerstoffs die Förderung der Verbrennung mit Luft zu ersetzen; wobei nach einer Weile der nichtkatalytische Umwandlungsofen A/B umgeschaltet wird und Luft durch den nichtkatalytischen Umwandlungsofen B in den Glasofen eintritt, während Erdgas direkt in den Glasofen eintritt, wobei Luft und Erdgas in einem Glasofen verbrannt werden und das durch die Verbrennung erzeugte Rauchgas den nichtkatalytischen Umwandlungsofen A durchströmt, um den nichtkatalytischen Umwandlungsofen A zu erhitzen und dort Wärme zu speichern, dann in die Rauchgasrückgewinnungsvorrichtung eintritt, um Wärme zurückzugewinnen und entstaubt und entschwefelt zu werden, danach über den Hochtemperatur-Rauchgasventilator in den nichtkatalytischen Umwandlungsofen B eingeleitet wird und dann in den Glasofen eintritt, wobei gleichzeitig Sauerstoff in den Glasofen eingeleitet wird, um durch ein Gemisch des zirkulierenden Rauchgases und des Sauerstoffs die Verbrennung zu fördern und die Förderung der Verbrennung mit Luft schrittweise zu ersetzen, wobei eine derartige Umschaltung zyklisch wiederholt wird; wobei nach einer gewissen Zeit des Zyklus das zirkulierende Rauchgas Wasserdampf und Kohlendioxid mit hohem Gehalt enthält und das zirkulierende Rauchgas und der Sauerstoff die Förderung der Verbrennung mit Luft völlig ersetzen, womit das System in den normalen Betriebszustand eintritt.
Ferner ist vorgesehen, dass in Schritt 2) bis 5) der nichtkatalytische Umwandlungsofen A/B alle 20 Minuten umgeschaltet wird, wobei von 0. bis 17. Minute die Umwandlungs- und Reformierungsphase erfolgt, von 18. bis 20. Minute die Rauchgasspülphase erfolgt und von 0. bis 20. Minute die Erwärmungsphase des Umwandlungsofens erfolgt.
Ferner ist vorgesehen, dass die Sauerstoffgehaltgrenze im zirkulierenden Rauchgas in Schritt 2) auf 2% eingestellt ist.
Ferner ist vorgesehen, dass in Schritt 2) Erdgas aus dem oberen Bereich des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A in den Ofen, nämlich von einer Position mit einem Abstand von 1/5 bis 1/3 zu der Oberseite des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A in den Ofen gelangt, wenn der Sauerstoffgehalt im zirkulierenden Rauchgas größer als die eingestellte Gehaltsgrenze ist.
Ferner ist vorgesehen, dass in Schritten 2), 3) und 5) Sauerstoff durch eine Sauerstoffspritzpistole in den Glasofen eingespeist wird.
Ferner ist vorgesehen, dass das zirkulierende Rauchgas nach der Rückgewinnung von Wärme, Entstaubung und Entschwefelung in Schritt 4) durch den Hochtemperatur-Rauchgasventilator mit einem Druck von 0,05 bis 0,2 MPa beaufschlagt und danach in den nichtkatalytischen Umwandlungsofen A zum Umwälzen eingeleitet wird.
Ferner ist vorgesehen, dass das für die Verbrennung erforderliche System ferner ein intelligentes Steuersystem zum Steuern des Umschaltens des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A/B, zum Steuern des Umschaltens des Einleitens von Erdgas in den nichtkatalytischen Umwandlungsofen A/B und den Glasofen; zum Einstellen des Durchflusses von Sauerstoff, der in den Glasofen eintritt, zum Einstellen des Durchflusses des zirkulierenden Rauchgases, das in den nichtkatalytischen Umwandlungsofen A/B eintritt, und zum Einstellen des Durchflusses von Erdgas, das in den nichtkatalytischen Umwandlungsofen A/B und den Glasofen eintritt, umfasst, wodurch die Ofentemperatur und der Ofendruck des Glasofens gesteuert werden.
Ferner ist vorgesehen, dass bei der Verbrennung ferner das Isolieren und Ersetzen eines Rohmaterialzuführsystems durch zirkulierendes Rauchgas und das Isolieren für Luftleckage anfälliger Stelle des Glasofens durch zirkulierendes Rauchgas erfolgen, wobei die für Luftleckage anfälligen Stellen des Glasofens eine Glasofenzuführöffnung, eine Flammenbeobachtungsöffnung und einen Rauchkanal umfassen und das Isolieren u.a. mittels einer Luftdichtung und eines Luftvorhangs erfolgt.
Mit der vorliegenden Erfindung werden die folgenden vorteilhaften Auswirkungen erzielt:

1. Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Teil des Rauchgases des Glasofens zirkuliert, womit die Wasserdampf- und Kohlendioxidkonzentration des zirkulierenden Rauchgases erhöht wird. Wasserdampf und Kohlendioxid im zirkulierenden Rauchgas gehen mit Erdgas in einem nichtkatalytischen Umwandlungsofen eine Umwandelungs- und eine Reformierungsreaktion eint. Während die fühlbare Wärme von Hochtemperatur-Rauchgas durch endotherme Umwandlung und -reformierungsreaktion von Erdgas zurückgewonnen wird, wird Wassergas mit hohem Heizwert (Kohlenmonoxid und Wasserstoff) über 1300°C erzeugt, womit der Gesamtheizwert des in den Glasofen eintretenden Gases und die Ofeneingangstemperatur erhöht werden. Wassergas mit hohem Heizwert, eine kleine Menge Erdgas, das keine Umwandlung- und Reformierungsreaktion durchläuft, und Sauerstoff wird vollständig im Glasofen verbrannt, was den Kraftstoffverbrauch reduziert und die Wärmerückgewinnungseffizienz verbessert. Die Erfindung hat eine ausgezeichnete Leistung bei der Erhöhung der Produktion, der Energieeinsparung und der Emissionsreduktion, kann den Wärmeverbrauch und den umfassenden Energieverbrauch reduzieren, die Produktion erhöhen, die Rauchgasemissionen reduzieren und extrem niedrige NOx-Emissionen erreichen.
2. Bei der vorliegenden Erfindung werden zirkulierendes Rauchgas und Sauerstoff anstelle von Luft verwendet, um die Verbrennung zu fördern, womit die Bildung von NOx stark reduziert, die Umweltverschmutzung verringert wird und die Denitrifikationskosten erheblich gesenkt werden.
3. Gemäß den Eigenschaften der Gasstrahlung haben nur dreiatomige und mehratomige Gase eine Strahlungsfähigkeit, während zweiatomige Gase fast keine Strahlungsfähigkeit aufweisen. Je höher der Anteil von Stickstoff ohne Strahlungsfähigkeit ist, desto geringer ist der Emissionsgrad des Ofengases, was die Strahlungskraft des Ofengases für die Glasflüssigkeit beeinflusst. Indem die Förderung der Verbrennung mittels Luft durch zirkulierendes Rauchgas und Sauerstoff ersetzt wird, wird der Gehalt an N₂ stark verringert. Die Rauchgaszirkulation erhöht die Konzentration von Wasserdampf und Kohlendioxid im Ofen, während durch nichtkatalytische Umwandlung Wasserstoff und Kohlenmonoxid erzeugt werden, was den Emissionsgrad des Ofengases und die Strahlungsintensität für die Mischung und die Glasflüssigkeit stark erhöht, die Flammentemperatur erhöht und den Emissionsgrad des Rauches verringert, die Verbrennungsgeschwindigkeit beschleunigt, die Schmelzzeit verkürzt, die vollständige Verbrennung fördert und die Schmelzrate erhöht.
4. Die vorliegende Erfindung sieht einen nichtkatalytischen Umwandlungsofen A und einen nichtkatalytischen Umwandlungsofen B vor, und wenn der nichtkatalytische Umwandlungsofen A verwendet wird, um eine Umwandlungs- und eine Reformierungsreaktion durchzuführen, verwendet der nichtkatalytische Umwandlungsofen B das Hochtemperatur-Rauchgas des Glasofenauslasses, um erhöht zu werden und Wärme zu speichern, womit Wärme für die nächste Umwandlungs- und Reformierungsreaktion bereitgestellt wird; Wenn der nichtkatalytische Umwandlungsofen B für die Umwandlungs- und Reformierungsreaktion verwendet wird, verwendet der nichtkatalytische Umwandlungsofen A das Hochtemperatur-Rauchgas des Glasofenauslasses, um erhöht zu werden und Wärme zu speichern, womit Wärme für die nächste Umwandlungs- und Reformierungsreaktion bereitgestellt wird; Der nichtkatalytische Umwandlungsofen A und der nichtkatalytische Umwandlungsofen B werden zyklisch umgeschaltet, was die Wärmeausnutzungsrate verbessert und die Arbeitseffizienz beschleunigt.
5. Nach Eintreten des Systems der vorliegenden Erfindung in den normalen Betriebszustand ist der Ablauf in drei Phasen unterteilt: Umwandlungs- und Reformierungsphase, Rauchgasspülphase und Umwandlungsofenheizphase; In der Umwandlungs- und Reformierungsphase werden Wasserdampf und Kohlendioxid aus dem zirkulierenden Rauchgas als Rohmaterialien verwendet, und die Umwandlungs- und Reformierungsreaktion mit Erdgas wird in dem nichtkatalytischen Umwandlungsofen durchgeführt, um Kohlenmonoxid und Wasserstoff zu erzeugen, was den Brennwert des Brennstoffs erhöht und die Wärmerückgewinnungseffizienz verbessert; In der Rauchgasspülphase wird das brennbare Gas, das in dem Ofen in der Umwandlungs- und Reformierungsphase verbleibt, wiederverwertet, um die Kraftstoffverschwendung zu reduzieren und die Umweltverschmutzung und die Sicherheitsrisiken zu vermeiden, die durch die Ableitung des brennbares Gas zum größten Teil erhaltenden Rauchgases in die Atmosphäre während der Umwandlungsofenheizphase verursacht werden; In der Umwandlungsofenheizphase wird der Rauchgaskreislauf realisiert, und das Hochtemperatur-Rauchgas am Ausgang des Glasofens wird verwendet, um den nichtkatalytischen Umwandlungsofen zu erhitzen und Wärme zu speichern, womit Wärme für die nächste Umwandlungs- und Reformierungsreaktion bereitgestellt wird.
6. In der Umwandlungs- und Reformierungsphase der vorliegenden Erfindung wird das Einleitungsverfahren von Erdgas in den nichtkatalytischen Umwandlungsofen entsprechend dem unterschiedlichen Sauerstoffgehalt in dem zirkulierenden Rauchgas eingestellt. Wenn der Sauerstoffgehalt in dem zirkulierenden Rauchgas kleiner oder gleich der eingestellten Gehaltsgrenze ist, tritt das Erdgas vom Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A in den Ofen ein, und die Umwandlungs- und Reformierungsreaktion wird vollständig durchgeführt; Wenn der Sauerstoffgehalt im zirkulierenden Rauchgas größer als die eingestellte Gehaltsgrenze ist, tritt Erdgas aus dem oberen Bereich des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A in den Ofen ein, womit die Umwandlungsreformierungsreaktionszeit verkürzt und die Verbrennungsreaktion (nur Wärme wird bereitgestellt), die zu einer Verschwendung führt, minimiert, was für hohe Sicherheit sorgt.
7. Die vorliegende Erfindung umfasst ferner das Isolieren und Ersetzen des Rohmaterialzuführsystems unter Verwendung von zirkulierendem Rauchgas während der Verbrennung und die Verwendung von zirkulierendem Rauchgas durch Gasdichtung, Luftvorhang usw. zum Isolieren der für Luftleckage anfälligen Stellen des Glasofens, einschließlich der Zuführöffnung des Glasofens, der Flammenbeobachtungsöffnung, des Rauchkanals usw., womit die Strahlungswärmeableitung und die Menge eindringender Luft reduziert werden. Neben Vermeiden der Erzeugung von Stickoxiden kann auch die Menge der Rauchgaszirkulation verringert und effektiv der Effekt der Energieeinsparung und Emissionsreduktion erzielt werden.
8. Die Optimierung der Verbrennungsumgebung macht die Temperaturverteilung im Ofen vernünftiger und verlängert effektiv die Lebensdauer des Ofens und des Kessels. Die Verbesserung der Verbrennungsbedingungen in der Glasindustrie verkürzt auch die Aufheizzeit des Ofens, erhöht die Produktion, verringert die Fehlerrate und erhöht die Ausbeute.
9. Das Verbrennungsverfahren der vorliegenden Erfindung kann den Emissionsgrad erhöhen, die Verbrennungsgeschwindigkeit beschleunigen, und die Flammentemperatur erhöhen. Zudem wird das unverbrannte Material, das in dem Rauchgas getragen wird, ebenfalls vollständig verbrannt, und der Emissionsgrad des abgeführten Rauches wird verringert. Die brennbaren schädlichen Gase, die durch Verbrennung zersetzt und gebildet werden, werden vollständig verbrannt, um die Erzeugung schädlicher Gase zu reduzieren. Die Temperatur und Menge abgeführten Rauches werden deutlich reduziert, wodurch die thermische Verschmutzung und die Staubemission reduziert werden.
10. Das Rauchgas wird zirkuliert, womit die Konzentration von Kohlendioxid erhöht, die Kohlendioxidabscheidung erleichtert und günstige Bedingung für kostengünstige CCUS (Kohlenstoffabscheidung, Kohlenstoffspeicherung, Kohlenstoffnutzung) geschaffen wird.

Figurenliste
Darin zeigen

1 ein schematisches Diagramm des Systems, das bei der Verbrennung der vorliegenden Erfindung verwendet wird (in dem nichtkatalytischen Umwandlungsofen A erfolgt eine Umwandlungs- und Reformierungsreaktion, und der nichtkatalytische Umwandlungsofen B erwärmt sich und darin wird Wärme gespeichert),
2 ein schematisches Diagramm des Systems, das bei der Verbrennung der vorliegenden Erfindung verwendet wird (in dem nichtkatalytischen Umwandlungsofen B erfolgt eine Umwandlungs- und Reformierungsreaktion, und der nichtkatalytische Umwandlungsofen A erwärmt sich und darin wird Wärme gespeichert),
3 ein schematisches Diagramm der Umschaltung des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A und des nichtkatalytischen Umwandlungsofens B der vorliegenden Erfindung,
4 ein schematisches Diagramm der Verbrennungslogiksteuerung der vorliegenden Erfindung.

KONKRETE AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit Ausführungsbeispielen und Zeichnungen weiter erläutert. Die folgenden Ausführungsbeispiele werden nur verwendet, um die Erfindung zu veranschaulichen, werden jedoch nicht verwendet, um den Umfang der Ausführung der Erfindung einzuschränken.
Prinzip der konventionellen luftunterstützten Verbrennung: C_mH_n + O₂ + N₂ → CO₂ + H₂O + NO_x;
Prinzip der Förderung der Verbrennung durch Kohlenstoff-basierte Sauerstoffanreicherung (H₂O+CO₂+O₂) der Erfindung sowie der Umwandlungs- und Reformierungsreaktion von Erdgas und zirkulierendem Rauchgas, das Wasserdampf und Kohlendioxid in hohem Gehalt enthält:

Verbrennungsreaktion H₂+1/2O₂ → H₂O+242KJ/mol CH₄+2O₂ → CO₂+2H₂O+802 KJ/mol CO+O₂ → 1/2CO₂+393 KJ/mol
Umwandlungsreaktion CH₄+1/2O₂ → CO+2H₂+35.5 KJ/mol CH₄+H₂O → CO+3H₂-206 KJ/mol CH₄+CO₂ → 2CO+2H₂-247 KJ/mol

Eine Verbrennungstechnik eines Glasofens mit einem nichtkatalytischen Umwandlungsofen wird bereitgestellt. Wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst das für die Verbrennung erforderliche System einen Glasofen 3, einen nichtkatalytischen Umwandlungsofen A4, einen nichtkatalytischen Umwandlungsofen B5, eine Rauchgasrückgewinnungsvorrichtung 7, einen Schornstein 8, einen Hochtemperatur-Rauchgasventilator 6, eine Erdgasversorgungsvorrichtung 2 und eine Sauerstoffversorgungsvorrichtung 1;
Bei dem nichtkatalytischen Umwandlungsofen A4 und dem nichtkatalytischen Umwandlungsofen B5 sind ein nichtkatalytischer Umwandlungsofen A4 und ein nichtkatalytischer Umwandlungsofen B5 einem Paar zugeordnet und je nach Größe des Glasofens können flexibel mehrere Paare vorgesehen sein. In 1 und 2 sind 3 Paare dargestellt, die für die Umwandlungs- und Reformierungsreaktion von Wasserdampf und Kohlendioxid in Erdgas mit zirkulierendem Rauchgas vorgesehen sind und gleichzeitig die Funktion eines Wärmespeichers aufweisen, um die Wärme von zirkulierendem Hochtemperatur-Rauchgas zurückzugewinnen;
Die Rauchgasrückgewinnungsvorrichtung 7 dient zum Rückgewinnen von Wärme, Entstaubung und Entschwefelung von zirkulierendem Hochtemperatur-Rauchgas aus dem nichtkatalytischen Umwandlungsofen A4/B5;
Der Hochtemperatur-Rauchgasventilator 6 ist ein Hochtemperatur-Rauchgasventilator mit variabler Frequenz, der den zirkulierenden Rauchgasdruck nach der Rückgewinnung von Wärme, Entstaubung und Entschwefelung mit Druck beaufschlagt und in den nichtkatalytischen Umwandlungsofen A4/B5 einleitet; Der Hochtemperatur-Rauchgasventilator 6 kann auch ein gewöhnlicher Hochtemperatur-Rauchgasventilator sein, aber ein Durchflussregelventil muss am Ausgang zusätzlich vorgesehen sein;
Die Erdgasversorgungsvorrichtung 2 dient zum Bereitstellen von Erdgas;
Die Sauerstoffversorgungsvorrichtung 1 stellt Sauerstoff bereit und wählt ein Verfahren zur Herstellung von Sauerstoff gemäß verschiedenen Größen des Glasofens 3 aus, wie zum Beispiel Tiefkühlverfahren, Druckwechseladsorptionsverfahren usw. Die Sauerstoffreinheit beträgt ≥ 90% und der Druck beträgt 0,05 bis 0,2 MPa; Für große Glasofen wird Tiefkühlverfahren zum Herstellen von Sauerstoff verwendet. Dabei wird zuerst die Luft komprimiert, abgekühlt und somit verflüssigt. Unter Verwendung des Unterschieds in den Siedepunkten der Sauerstoff- und Stickstoffkomponenten werden Gas und Flüssigkeit auf der Destillationsplatte in Kontakt miteinander gebracht, womit Wärme- und Stoffaustausch erfolgt. Die Sauerstoffkomponente mit hohem Siedepunkt kondensiert kontinuierlich aus dem Dampf zu einer Flüssigkeit. Die Stickstoffkomponente mit niedrigem Siedepunkt wird kontinuierlich in den Dampf übertragen, so dass der Stickstoffgehalt in dem aufsteigenden Dampf kontinuierlich erhöht wird, während der Sauerstoffgehalt in der nach unten fließenden Flüssigkeit immer höher wird, so dass Sauerstoff und Stickstoff getrennt werden, um Sauerstoff mit einer Reinheit von 99,6% oder mehr zu erhalten, und der Sauerstofffluss wird durch das Durchflussregelventil gesteuert und durch eine Sauerstoffspritzpistole in den Glasofen 3 eingeleitet; Für kleine und mittlere Glasofen wird das Druckwechseladsorptionsverfahren verwendet, um Sauerstoff zu erzeugen. Wenn die Luft durch eine Adsorptionsschicht des Molekularsiebadsorptionsturms mit einem höheren Druck beaufschlagt wird, werden die Stickstoffmoleküle mit Vorrang adsorbiert, und die Sauerstoffmoleküle bleiben in der Gasphase, um Sauerstoff als Fertigprodukt zu erhalten; Wenn die Stickstoffkomponente in dem Adsorptionsmittel adsorbiert wird, um die Sättigung zu erreichen, werden die Stickstoffmoleküle, die auf der Oberfläche des Adsorptionsmittels adsorbiert sind, durch Dekompression oder Vakuumsaugen desorbiert und aus der Grenzzone gefördert, um die Adsorptionskapazität des Adsorptionsmittels wiederherzustellen; Dadurch werden Sauerstoff und Stickstoff getrennt, um Sauerstoff mit einer Reinheit von 90-95% zu erhalten, und der Sauerstofffluss wird durch ein Durchflussregelventil gesteuert und durch die Sauerstoffspritzpistole in den Glasofen 3 eingeleitet;
Der nichtkatalytische Umwandlungsofen A4 und der nichtkatalytische Umwandlungsofen B5 sind auf zwei Seiten des Glasofens 3 angeordnet und mit dem Glasofen 3 verbunden; wobei der nichtkatalytische Umwandlungsofen A4 und der nichtkatalytische Umwandlungsofen B5 mit einem Eingang der Rauchgasrückgewinnungsvorrichtung 7 umschaltbar verbunden sind und ein Ausgang der Rauchgasrückgewinnungsvorrichtung 7 jeweils mit dem Schornstein 8 und dem Hochtemperatur-Rauchgasventilator 6 verbunden ist, wobei der Hochtemperatur-Rauchgasventilator 6 mit dem Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A4 und dem Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens B5 verbunden ist;
Die Erdgasversorgungsvorrichtung 2 ist mit dem Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A4, dem oberen Bereich des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A4, dem Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens B5, dem oberen Bereich des nichtkatalytischen Umwandlungsofens B5 und dem Glasofen 3 umschaltbar verbunden,
Die Sauerstoffversorgungsvorrichtung 1 ist mit dem Glasofen 3 verbunden;
Ein Sauerstoffgehaltsanalysator, ein Durchflussmesser, ein Temperatursensor und ein Drucksensor sind an einem Rohr vorgesehen, über das der Hochtemperatur-Rauchgasventilator 6 mit dem Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A4 und dem Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens B5 verbunden ist, wobei ein Durchflussregelventil und ein Drucksensor an einem Rohr vorgesehen sind, über das die Erdgasversorgungsvorrichtung 2 mit dem Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A4, dem oberen Bereich des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A4, dem Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens B5, dem oberen Bereich des nichtkatalytischen Umwandlungsofens B5 und dem Glasofen 3 verbunden ist, und wobei ein Durchflussregelventil und der Drucksensor an einem Rohr vorgesehen sind, über das die Sauerstoffversorgungsvorrichtung 1 mit dem Glasofen 3 verbunden ist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das System ferner ein intelligentes Steuersystem zum Steuern des Umschaltens des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A4/B5, zum Steuern des Umschaltens des Einleitens von Erdgas in den nichtkatalytischen Umwandlungsofen A4/B5 und den Glasofen 3 (Umschaltung schematisch in 3 gezeigt); zum Einstellen des Durchflusses von Sauerstoff, der in den Glasofen 3 eintritt, zum Einstellen des Durchflusses des zirkulierenden Rauchgases, das in den nichtkatalytischen Umwandlungsofen A4/B5 eintritt, und zum Einstellen des Durchflusses von Erdgas, das in den nichtkatalytischen Umwandlungsofen A4/B5 und den Glasofen 3 eintritt, umfasst, wodurch die Ofentemperatur und der Ofendruck des Glasofens 3 gesteuert werden.
Wie in 4 gezeigt, umfasst die Verbrennung die folgenden Schritte:

1) In der Anfangsphase wird Luft zur Förderung der Verbrennung verwendet und Luft tritt durch den nichtkatalytischen Umwandlungsofen A4 in den Glasofen 3 ein, während Erdgas direkt in den Glasofen 3 eintritt, in dem Luft und Erdgas verbrannt werden, wobei das durch die Verbrennung erzeugte Rauchgas den nichtkatalytischen Umwandlungsofen B5 durchströmt, um den nichtkatalytischen Umwandlungsofen B5 zu erhitzen und dort Wärme zu speichern, dann in die Rauchgasrückgewinnungsvorrichtung 7 eintritt, um Wärme zurückzugewinnen und entstaubt und entschwefelt zu werden, danach über den Hochtemperatur-Rauchgasventilator 6 in den nichtkatalytischen Umwandlungsofen A4 eingeleitet wird und dann in den Glasofen 3 eintritt, wobei gleichzeitig über eine Sauerstoffspritzpistole Sauerstoff auch in den Glasofen 3 eingeleitet wird, um durch ein Gemisch des zirkulierenden Rauchgases und des Sauerstoffs (kohlenstoffbasierte Sauerstoffanreicherung) die Förderung der Verbrennung mit Luft zu ersetzen; wobei nach einer Weile der nichtkatalytische Umwandlungsofen A4/B5 umgeschaltet wird und Luft durch den nichtkatalytischen Umwandlungsofen B5 in den Glasofen 3 eintritt, während Erdgas direkt in den Glasofen 3 eintritt, wobei Luft und Erdgas in einem Glasofen 3 verbrannt werden und das durch die Verbrennung erzeugte Rauchgas den nichtkatalytischen Umwandlungsofen A4 durchströmt, um den nichtkatalytischen Umwandlungsofen A4 zu erhitzen und dort Wärme zu speichern, dann in die Rauchgasrückgewinnungsvorrichtung 7 eintritt, um Wärme zurückzugewinnen und entstaubt und entschwefelt zu werden, danach über den Hochtemperatur-Rauchgasventilator 6 in den nichtkatalytischen Umwandlungsofen B5 eingeleitet wird und dann in den Glasofen 3 eintritt, wobei gleichzeitig Sauerstoff über eine Sauerstoffspritzpistole in den Glasofen 3 eingeleitet wird, um durch ein Gemisch des zirkulierenden Rauchgases und des Sauerstoffs die Verbrennung zu fördern und die Förderung der Verbrennung mit Luft schrittweise zu ersetzen, wobei eine derartige Umschaltung zyklisch wiederholt wird; wobei nach einer gewissen Zeit des Zyklus das zirkulierende Rauchgas Wasserdampf und Kohlendioxid mit hohem Gehalt enthält und das zirkulierende Rauchgas und der Sauerstoff die Förderung der Verbrennung mit Luft völlig ersetzen, womit das System in den normalen Betriebszustand eintritt.
2) Umwandlung- und Reformierungsphase: Von 0. bis 17. Minute erfolgt die Umwandlungs- und Reformierungsphase. Wenn der Sauerstoffgehalt im zirkulierenden Rauchgas kleiner oder gleich einer eingestellten Gehaltsgrenze von 2% ist, tritt das zirkulierende Rauchgas vom Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A4 in den Ofen ein und Erdgas tritt auch vom Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A4 in den Ofen ein, wobei Erdgas eine Umwandlung- und eine Reformierungsreaktion mit Wasserdampf und Kohlendioxid im zirkulierenden Rauchgas eingeht, womit Wasserstoff und Kohlenmonoxid, nämlich Wassergas mit hohem Heizwert, erzeugt (Umwandlungs- und Reformierungsreaktionen können über 750° C stattfinden und dafür ist kein Katalysator erforderlich) und in den Glasofen 3 eingespeist werden, wobei Sauerstoff durch eine Sauerstoffspritzpistole in den Glasofen 3 eingespeist wird und mit Kohlenmonoxid und Wasserstoff, die durch nichtkatalytische Umwandlung erzeugt werden, und einer kleinen Menge von Erdgas, das keine Umwandlungs- und Reformierungsreaktion durchläuft, in dem Glasofen 3 eine Verbrennungsreaktion eingeht; wobei das zirkulierende Rauchgas, wenn der Sauerstoffgehalt im zirkulierenden Rauchgas größer als die eingestellte Gehaltsgrenze von 2% ist, vom Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A4 in den Ofen eintritt und Erdgas vom oberen Bereich des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A4, nämlich von einer Position mit einem Abstand von 1/5 bis 1/3 zu der Oberseite des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A4, in den Ofen eintritt, wobei Erdgas eine Umwandlung- und eine Reformierungsreaktion mit Wasserdampf und Kohlendioxid im zirkulierenden Rauchgas eingeht, womit Wasserstoff und Kohlenmonoxid, nämlich Wassergas mit hohem Heizwert, erzeugt und in den Glasofen 3 eingespeist werden, wobei Sauerstoff durch eine Sauerstoffspritzpistole in den Glasofen 3 eingespeist wird und mit Kohlenmonoxid und Wasserstoff, die durch nichtkatalytische Umwandlung erzeugt werden, und einer kleinen Menge von Erdgas, das keine Umwandlungs- und Reformierungsreaktion durchläuft, in dem Glasofen 3 eine Verbrennungsreaktion eingeht;
3) Rauchgasspülphase: Von 18. bis 20. Minute erfolgt die Rauchgasspülphase. Nach Abschluss der Umwandlungs- und Reformierungsphase wird das Erdgas direkt in den Glasofen 3 eingespeist und das zirkulierende Rauchgas tritt vom Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A4 in den Ofen ein, um das restliche brennbare Gas zu spülen, zu ersetzen und umzuwandeln, und tritt in den Glasofen 3 ein, wobei Sauerstoff durch eine Sauerstoffsprühpistole in den Glasofen 3 eingespeist wird, um eine Verbrennungsreaktion einzugehen;
4) Erwärmungsphase des Umwandlungsofens: Von 0. bis 20. Minute erfolgt die Erwärmungsphase des Umwandlungsofens. In der Umwandlungs- und Reformierungsphase und der Rauchgasspülphase tritt Hochtemperatur-Rauchgas aus dem Ausgang des Glasofens 3 in den nichtkatalytischen Umwandlungsofen B5 ein, um den Ofen zu erwärmen und Wärme zu speichern, und tritt dann in die Rauchgasrückgewinnungsvorrichtung 7 ein, um Wärme zurückzugewinnen und entstaubt und entschwefelt zu werden, wonach ungefähr 20% bis 30% des Rauchgases durch den Hochtemperatur-Rauchgasventilator 6 mit einem Druck von 0,05 bis 0,2 MPa beaufschlagt und dann in den Umlauf des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A4 eingeleitet wird, während der Rest durch den Schornstein 8 abgeführt wird oder einen CCUS-Prozess durchläuft;
5) Der nichtkatalytische Umwandlungsofen A/B werden alle 20 Minuten umgeschaltet. Der nichtkatalytische Umwandlungsofen A4/B5 wird umgeschaltet, das heißt, in dem nichtkatalytischen Umwandlungsofen B5 erfolgen eine Umwandlungs- und eine Reformierungsreaktion und der nichtkatalytische Umwandlungsofen A4 erwärmt sich und dort wird wärme gespeichert; so wird eine derartige Umschaltung zyklisch wiederholt. Die Rauchgaszirkulationsmenge macht etwa 20 bis 30% der gesamten Rauchgasmenge aus.

Bei der Zufuhr von Rohmaterialien des Glasofens 3 wie Quarzsand, Soda, Dolomit, Kalkstein und Glaubersalz in den Glasofen 3 wird Luft mitgerissen und adsorbiert und vorzugsweise wird das Rohmaterialzuführsystem wird durch zirkulierendes Rauchgas isoliert und ersetzt, um die Erzeugung von Stickoxiden mit Rohmaterialursprung zu vermeiden. Durch zirkulierendes Rauchgas erfolgt das Isolieren für Luftleckage anfälliger Stelle des Glasofens 3, wobei die für Luftleckage anfälligen Stellen des Glasofens 3 eine Glasofenzuführöffnung, eine Flammenbeobachtungsöffnung und einen Rauchkanal umfassen und das Isolieren u.a. mittels einer Luftdichtung und eines Luftvorhangs erfolgt, um somit die Erzeugung von thermischen Stickoxiden zu vermeiden.

Claims

Verbrennungstechnik eines Glasofens mit einem nichtkatalytischen Umwandlungsofen, dadurch gekennzeichnet, dass das für die Verbrennung erforderliche System einen Glasofen, einen nichtkatalytischen Umwandlungsofen A, einen nichtkatalytischen Umwandlungsofen B, eine Rauchgasrückgewinnungsvorrichtung, einen Schornstein, einen Hochtemperatur-Rauchgasventilator, eine Erdgasversorgungsvorrichtung und eine Sauerstoffversorgungsvorrichtung umfasst; wobei der nichtkatalytische Umwandlungsofen A und der nichtkatalytische Umwandlungsofen B auf zwei Seiten des Glasofens angeordnet und mit dem Glasofen verbunden sind; wobei der nichtkatalytische Umwandlungsofen A und der nichtkatalytische Umwandlungsofen B mit einem Eingang der Rauchgasrückgewinnungsvorrichtung umschaltbar verbunden sind und ein Ausgang der Rauchgasrückgewinnungsvorrichtung jeweils mit dem Schornstein und dem Hochtemperatur-Rauchgasventilator verbunden ist, wobei der Hochtemperatur-Rauchgasventilator mit dem Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A und dem Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens B verbunden ist; wobei die Erdgasversorgungsvorrichtung mit dem Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A, dem oberen Bereich des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A, dem Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens B, dem oberen Bereich des nichtkatalytischen Umwandlungsofens B und dem Glasofen umschaltbar verbunden ist, wobei die Sauerstoffversorgungsvorrichtung mit dem Glasofen verbunden ist; wobei ein Sauerstoffgehaltsanalysator, ein Durchflussmesser, ein Temperatursensor und ein Drucksensor an einem Rohr vorgesehen sind, über das der Hochtemperatur-Rauchgasventilator mit dem Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A und dem Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens B verbunden ist, wobei ein Durchflussregelventil und ein Drucksensor an einem Rohr vorgesehen sind, über das die Erdgasversorgungsvorrichtung mit dem Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A, dem oberen Bereich des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A, dem Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens B, dem oberen Bereich des nichtkatalytischen Umwandlungsofens B und dem Glasofen verbunden ist, und wobei ein Durchflussregelventil und der Drucksensor an einem Rohr vorgesehen sind, über das die Sauerstoffversorgungsvorrichtung mit dem Glasofen verbunden ist; wobei die Verbrennung die folgenden Schritte umfasst: 1) In der Anfangsphase wird die Verbrennung mittels Luft gefördert und nach der Erzeugung des Rauchgases wird das zirkulierende Rauchgas mit dem Sauerstoff gemischt und als Verbrennungsverbesserer verwendet, um die Förderung der Verbrennung mit Luft schrittweise zu ersetzen, wobei nach einer gewissen Zeit des Zyklus das zirkulierende Rauchgas Wasserdampf und Kohlendioxid mit hohem Gehalt enthält und das zirkulierende Rauchgas und der Sauerstoff die Förderung der Verbrennung mit Luft völlig ersetzen, womit das System in den normalen Betriebszustand eintritt; 2) Umwandlung- und Reformierungsphase: Wenn der Sauerstoffgehalt im zirkulierenden Rauchgas kleiner oder gleich einer eingestellten Gehaltsgrenze ist, tritt das zirkulierende Rauchgas vom Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A in den Ofen ein und Erdgas tritt auch vom Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A in den Ofen ein, wobei Erdgas eine Umwandlung- und eine Reformierungsreaktion mit Wasserdampf und Kohlendioxid im zirkulierenden Rauchgas eingeht, womit Wasserstoff und Kohlenmonoxid, nämlich Wassergas mit hohem Heizwert, erzeugt und in den Glasofen eingespeist werden, wobei Sauerstoff in den Glasofen eingespeist wird und mit Kohlenmonoxid und Wasserstoff, die durch nichtkatalytische Umwandlung erzeugt werden, und einer kleinen Menge von Erdgas, das keine Umwandlungs- und Reformierungsreaktion durchläuft, in dem Glasofen eine Verbrennungsreaktion eingeht; wobei das zirkulierende Rauchgas, wenn der Sauerstoffgehalt im zirkulierenden Rauchgas größer als die eingestellte Gehaltsgrenze ist, vom Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A in den Ofen eintritt und Erdgas vom oberen Bereich des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A in den Ofen eintritt, wobei Erdgas eine Umwandlung- und eine Reformierungsreaktion mit Wasserdampf und Kohlendioxid im zirkulierenden Rauchgas eingeht, womit Wasserstoff und Kohlenmonoxid, nämlich Wassergas mit hohem Heizwert, erzeugt und in den Glasofen eingespeist werden, wobei Sauerstoff in den Glasofen eingespeist wird und mit Kohlenmonoxid und Wasserstoff, die durch nichtkatalytische Umwandlung erzeugt werden, und einer kleinen Menge von Erdgas, das keine Umwandlungs- und Reformierungsreaktion durchläuft, in dem Glasofen eine Verbrennungsreaktion eingeht; 3) Rauchgasspülphase: Nach Abschluss der Umwandlungs- und Reformierungsphase wird das Erdgas direkt in den Glasofen eingespeist und das zirkulierende Rauchgas tritt vom Boden des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A in den Ofen ein, um das restliche brennbare Gas zu spülen, zu ersetzen und umzuwandeln, und tritt in den Glasofen ein, wobei Sauerstoff in den Glasofen eingespeist wird, um eine Verbrennungsreaktion einzugehen; 4) Erwärmungsphase des Umwandlungsofens: In der Umwandlungs- und Reformierungsphase und der Rauchgasspülphase tritt Hochtemperatur-Rauchgas aus dem Ausgang des Glasofens in den nichtkatalytischen Umwandlungsofen B ein, um den Ofen zu erwärmen und Wärme zu speichern, und tritt dann in die Rauchgasrückgewinnungsvorrichtung ein, um Wärme zurückzugewinnen und entstaubt und entschwefelt zu werden, wonach ein Teil durch den Hochtemperatur-Rauchgasventilator unter Druck gesetzt und dann in den Umlauf des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A eingeleitet wird, während der Rest durch den Schornstein abgeführt wird oder einen CCUS-Prozess durchläuft, 5) Nach einer bestimmten Zeit wird der nichtkatalytische Umwandlungsofen A/B umgeschaltet, das heißt, in dem nichtkatalytischen Umwandlungsofen B erfolgen eine Umwandlungs- und eine Reformierungsreaktion und der nichtkatalytische Umwandlungsofen A erwärmt sich und dort wird wärme gespeichert; so wird eine derartige Umschaltung zyklisch wiederholt.
Verbrennungstechnik eines Glasofens mit einem nichtkatalytischen Umwandlungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sauerstoffversorgungsvorrichtung Sauerstoff durch ein Tiefkühlverfahren oder ein Druckwechseladsorptionsverfahren mit einer Sauerstoffreinheit von ≥ 90% und einem Druck von 0,05 bis 0,2 MPa herstellt.
Verbrennungstechnik eines Glasofens mit einem nichtkatalytischen Umwandlungsofen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Schritt 1) In der Anfangsphase wird Luft zur Förderung der Verbrennung verwendet und Luft tritt durch den nichtkatalytischen Umwandlungsofen A in den Glasofen ein, während Erdgas direkt in den Glasofen eintritt, in dem Luft und Erdgas verbrannt werden, wobei das durch die Verbrennung erzeugte Rauchgas den nichtkatalytischen Umwandlungsofen B durchströmt, um den nichtkatalytischen Umwandlungsofen B zu erhitzen und dort Wärme zu speichern, dann in die Rauchgasrückgewinnungsvorrichtung eintritt, um Wärme zurückzugewinnen und entstaubt und entschwefelt zu werden, danach über den Hochtemperatur-Rauchgasventilator in den nichtkatalytischen Umwandlungsofen A eingeleitet wird und dann in den Glasofen eintritt, wobei gleichzeitig Sauerstoff auch in den Glasofen eingeleitet wird, um durch ein Gemisch des zirkulierenden Rauchgases und des Sauerstoffs die Förderung der Verbrennung mit Luft zu ersetzen; wobei nach einer Weile der nichtkatalytische Umwandlungsofen A/B umgeschaltet wird und Luft durch den nichtkatalytischen Umwandlungsofen B in den Glasofen eintritt, während Erdgas direkt in den Glasofen eintritt, wobei Luft und Erdgas in einem Glasofen verbrannt werden und das durch die Verbrennung erzeugte Rauchgas den nichtkatalytischen Umwandlungsofen A durchströmt, um den nichtkatalytischen Umwandlungsofen A zu erhitzen und dort Wärme zu speichern, dann in die Rauchgasrückgewinnungsvorrichtung eintritt, um Wärme zurückzugewinnen und entstaubt und entschwefelt zu werden, danach über den Hochtemperatur-Rauchgasventilator in den nichtkatalytischen Umwandlungsofen B eingeleitet wird und dann in den Glasofen eintritt, wobei gleichzeitig Sauerstoff in den Glasofen eingeleitet wird, um durch ein Gemisch des zirkulierenden Rauchgases und des Sauerstoffs die Verbrennung zu fördern und die Förderung der Verbrennung mit Luft schrittweise zu ersetzen, wobei eine derartige Umschaltung zyklisch wiederholt wird; wobei nach einer gewissen Zeit des Zyklus das zirkulierende Rauchgas Wasserdampf und Kohlendioxid mit hohem Gehalt enthält und das zirkulierende Rauchgas und der Sauerstoff die Förderung der Verbrennung mit Luft völlig ersetzen, womit das System in den normalen Betriebszustand eintritt.
Verbrennungstechnik eines Glasofens mit einem nichtkatalytischen Umwandlungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt 2) bis 5) der nichtkatalytische Umwandlungsofen A/B alle 20 Minuten umgeschaltet wird, wobei von 0. bis 17. Minute die Umwandlungs- und Reformierungsphase erfolgt, von 18. bis 20. Minute die Rauchgasspülphase erfolgt und von 0. bis 20. Minute die Erwärmungsphase des Umwandlungsofens erfolgt.
Verbrennungstechnik eines Glasofens mit einem nichtkatalytischen Umwandlungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sauerstoffgehaltgrenze im zirkulierenden Rauchgas in Schritt 2) auf 2% eingestellt ist.
Verbrennungstechnik eines Glasofens mit einem nichtkatalytischen Umwandlungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt 2) Erdgas aus dem oberen Bereich des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A in den Ofen, nämlich von einer Position mit einem Abstand von 1/5 bis 1/3 zu der Oberseite des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A in den Ofen gelangt, wenn der Sauerstoffgehalt im zirkulierenden Rauchgas größer als die eingestellte Gehaltsgrenze ist.
Verbrennungstechnik eines Glasofens mit einem nichtkatalytischen Umwandlungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritten 2), 3) und 5) Sauerstoff durch eine Sauerstoffspritzpistole in den Glasofen eingespeist wird.
Verbrennungstechnik eines Glasofens mit einem nichtkatalytischen Umwandlungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zirkulierende Rauchgas nach der Rückgewinnung von Wärme, Entstaubung und Entschwefelung in Schritt 4) durch den Hochtemperatur-Rauchgasventilator mit einem Druck von 0,05 bis 0,2 MPa beaufschlagt und danach in den nichtkatalytischen Umwandlungsofen A zum Umwälzen eingeleitet wird.
Verbrennungstechnik eines Glasofens mit einem nichtkatalytischen Umwandlungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das für die Verbrennung erforderliche System ferner ein intelligentes Steuersystem zum Steuern des Umschaltens des nichtkatalytischen Umwandlungsofens A/B, zum Steuern des Umschaltens des Einleitens von Erdgas in den nichtkatalytischen Umwandlungsofen A/B und den Glasofen; zum Einstellen des Durchflusses von Sauerstoff, der in den Glasofen eintritt, zum Einstellen des Durchflusses des zirkulierenden Rauchgases, das in den nichtkatalytischen Umwandlungsofen A/B eintritt, und zum Einstellen des Durchflusses von Erdgas, das in den nichtkatalytischen Umwandlungsofen A/B und den Glasofen eintritt, umfasst, wodurch die Ofentemperatur und der Ofendruck des Glasofens gesteuert werden.
Verbrennungstechnik eines Glasofens mit einem nichtkatalytischen Umwandlungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verbrennung ferner das Isolieren und Ersetzen eines Rohmaterialzuführsystems durch zirkulierendes Rauchgas und das Isolieren für Luftleckage anfälliger Stelle des Glasofens durch zirkulierendes Rauchgas erfolgen, wobei die für Luftleckage anfälligen Stellen des Glasofens eine Glasofenzuführöffnung, eine Flammenbeobachtungsöffnung und einen Rauchkanal umfassen und das Isolieren u.a. mittels einer Luftdichtung und eines Luftvorhangs erfolgt.