一种基于二氧化碳循环利用的煤制气玻璃生产方法与流程

本发明属于二氧化碳循环利用，尤其是涉及一种基于二氧化碳循环利用的煤制气玻璃生产方法。

背景技术：

1、玻璃生产中，在玻璃炉窑中需要通过燃料燃烧对物料进行融化分解。因燃料特性不同，玻璃窑炉烟气污染物的成分也不尽相同。以重油为燃料的玻璃窑炉，烟气中的主要污染物是so2、nox和烟尘，烟气中还含有多种酸性气体如hcl、hf等，烟尘成分复杂、黏性大，碱金属含量高；而以天然气、煤制气为燃料的玻璃窑炉，烟气中的so2及粉尘含量则相对较少。水煤气是水蒸气通过炽热的焦炭而生成的气体，主要成份是一氧化碳和氢气，燃烧后排放水和二氧化碳，燃烧速度是汽油的7.5倍，抗爆性好，与醇相比，简化制造和减少设备，成本和投资更低。因此由水煤气作为玻璃炉窑燃料，可有效降低玻璃炉窑烟气的污染性，相较于重油等燃料更为环保，成本更为低廉。

2、但水煤气燃烧后产生的二氧化碳，会引起温室效应，因此需要考虑如何对二氧化碳进行捕集固定合理利用，以减少二氧化碳排放。

技术实现思路

1、有鉴于此，为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于二氧化碳循环利用的煤制气玻璃生产方法，通过将水煤气燃烧产生的二氧化碳进行捕集，再回用到工艺路线中，作为玻璃生产原料纯碱的制备原料，参与到合成玻璃的过程中，既实现了二氧化碳的循环利用，减少了二氧化碳的排放，又为玻璃生产提供了纯碱原料，减少了外购原料成本，降低了企业生产成本，实现环境效益和经济效益的双重提高。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种基于二氧化碳循环利用的煤制气玻璃生产方法，包括如下步骤：

4、s1、水煤气经干燥，去除多余水分；

5、s2、对干燥后的水煤气进行分离，得到提纯后的氢气和去除氢气的其余气体；

6、s3、将提纯后的氢气与空气中分离的氮气送入氨合成塔中，合成氨气(3h2+n2→2nh3)；将其余气体引入玻璃炉窑中，作为热源燃料(热值为7270kj/m3；2co+o2→2co2)，燃烧产生的气体送入二氧化碳捕集再生单元，二氧化碳被吸收液捕集，吸收了二氧化碳的吸收液通过升温将二氧化碳排出，得到捕集的二氧化碳和去除二氧化碳的剩余玻璃窑废气；

7、s4、将s3中合成的氨气和捕集的二氧化碳送入合成塔中，得到碳酸氢铵(nh3+h2o+co2→nh4hco3)；剩余玻璃窑废气经处理，符合玻璃工业大气污染物排放标准gb 26453-2022后排放；

8、s5、将s4得到的碳酸氢铵与氯化钠反应(nh4hco3+nacl→nahco3↓+nh4cl)，得到氯化铵和碳酸氢钠；

9、s6、氯化铵作为产品；碳酸氢钠经高温煅烧(2nahco3→na2co3+h2o+co2)，得到纯碱；

10、s7、将s6得到的纯碱送入s3中的玻璃炉窑中，作为原料与二氧化硅反应(na2co3+sio2→na2sio3+co2↑)，得到产物玻璃。

11、在本发明的一些优选的基于二氧化碳循环利用的煤制气玻璃生产方法的实施方式中，所述s1中，干燥方式为将水煤气送入干燥塔中，采用气流干燥法，控制温度470～500℃，气速22～25m/s。

12、在本发明的一些优选的基于二氧化碳循环利用的煤制气玻璃生产方法的实施方式中，所述s2中，分离方式为将干燥后的水煤气送入膜空气分离器中，控制温度250～300℃，渗透率4.61×10-7～4.77×10-7mol/(m2·s·pa)，膜空气分离器中的膜的材质为三氟丙基修饰二氧化硅膜。

13、在本发明的一些优选的基于二氧化碳循环利用的煤制气玻璃生产方法的实施方式中，所述s3中，采用psa变压吸附法从空气中分离氮气；

14、所述s3中，合成氨气时控制温度为480～500℃，压力为25～28mp。

15、在本发明的一些优选的基于二氧化碳循环利用的煤制气玻璃生产方法的实施方式中，所述s6中，碳酸氢钠在0.45～0.6mpa通过加压过滤的方式过滤得到，再经240～270℃温度下高温煅烧得到纯碱。

16、在本发明的一些优选的基于二氧化碳循环利用的煤制气玻璃生产方法的实施方式中，所述s7中，玻璃炉窑中，纯碱与二氧化硅反应，控制温度在1500～1600℃。

17、在本发明的一些优选的基于二氧化碳循环利用的煤制气玻璃生产方法的实施方式中，还包括尿素合成路线；所述尿素合成路线是将s3中合成的氨气经和捕集的二氧化碳经支路引入尿素合成塔中生成尿素(2nh3+co2→nh2coonh4→co(nh2)2+h2o)。

18、在本发明的一些优选的基于二氧化碳循环利用的煤制气玻璃生产方法的实施方式中，生成的尿素在干燥塔中采用气流干燥法干燥后，得到尿素产品。

19、在本发明的一些优选的基于二氧化碳循环利用的煤制气玻璃生产方法的实施方式中，还包括二氧化碳补充路线；所述二氧化碳补充路线供应的二氧化碳可与s3中捕集的二氧化碳汇合，作为生成纯碱和尿素的原料。

20、相对于现有技术，本发明所述的基于二氧化碳循环利用的煤制气玻璃生产方法具有以下优势：

21、(1)本发明所述的基于二氧化碳循环利用的煤制气玻璃生产方法以水煤气为燃料，将水煤气中的氢气与空气中的氮气合成为氨气，将水煤气燃烧后产生的二氧化碳捕集后与氨气和氯化钠进行系列反应，最终得到产物氯化铵和纯碱，氯化铵可作为胺肥产品，纯碱则回到玻璃炉窑终作为原料参与到玻璃生产中，减少了外购原料成本，同时实现二氧化碳的循环利用，减少了二氧化碳的排放，具有良好的经济效益和环境效益；

22、(2)本发明所述的基于二氧化碳循环利用的煤制气玻璃生产方法还可通过设置尿素合成路线，经支路引出合成的氨气和捕集的二氧化碳来制备尿素，进一步提高经济效益；再设置二氧化碳补充路线，当整体工艺线路上生成的二氧化碳不足时，可通过二氧化碳补充路线补充其它工艺排出的需要处理的二氧化碳，既环保又经济。

技术特征：

1.一种基于二氧化碳循环利用的煤制气玻璃生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于二氧化碳循环利用的煤制气玻璃生产方法，其特征在于：所述s1中，干燥方式为将水煤气送入干燥塔中，采用气流干燥法，控制温度470～500℃，气速22～25m/s。

3.根据权利要求1所述的基于二氧化碳循环利用的煤制气玻璃生产方法，其特征在于：所述s2中，分离方式为将干燥后的水煤气送入膜空气分离器中，控制温度250～300℃，渗透率4.61×10-7～4.77×10-7mol/(m2·s·pa)，膜空气分离器中的膜的材质为三氟丙基修饰二氧化硅膜。

4.根据权利要求1所述的基于二氧化碳循环利用的煤制气玻璃生产方法，其特征在于：所述s3中，采用psa变压吸附法从空气中分离氮气；

5.根据权利要求1所述的基于二氧化碳循环利用的煤制气玻璃生产方法，其特征在于：所述s6中，碳酸氢钠在0.45～0.6mpa通过加压过滤的方式过滤得到，再经240～270℃温度下高温煅烧得到纯碱。

6.根据权利要求1所述的基于二氧化碳循环利用的煤制气玻璃生产方法，其特征在于：所述s7中，玻璃炉窑中，纯碱与二氧化硅反应，控制温度在1500～1600℃。

7.根据权利要求1到6任一项所述的基于二氧化碳循环利用的煤制气玻璃生产方法，其特征在于：还包括尿素合成路线；所述尿素合成路线是将s3中合成的氨气经和捕集的二氧化碳经支路引入尿素合成塔中生成尿素。

8.根据权利要求7所述的基于二氧化碳循环利用的煤制气玻璃生产方法，其特征在于：生成的尿素在干燥塔中采用气流干燥法干燥后，得到尿素产品。

9.根据权利要求7所述的基于二氧化碳循环利用的煤制气玻璃生产方法，其特征在于：还包括二氧化碳补充路线；所述二氧化碳补充路线供应的二氧化碳可与s3中捕集的二氧化碳汇合，作为生成纯碱和尿素的原料。

技术总结本发明提供了一种基于二氧化碳循环利用的煤制气玻璃生产方法，包括步骤如下：将水煤气分离，得到氢气和其余气体；氢气与空气中分离的氮气送入氨合成塔中，合成氨气；将其余气体引入玻璃炉窑中，作为燃料，燃烧产生的气体送入二氧化碳捕集再生单元，得到捕集的二氧化碳和剩余玻璃窑废气；将合成的氨气和捕集的二氧化碳送入合成塔中，得到碳酸氢铵；将碳酸氢铵与氯化钠反应，得到氯化铵和碳酸氢钠；碳酸氢钠经高温煅烧，得到纯碱；将纯碱送入玻璃炉窑中，作为原料与二氧化硅反应，得到产物玻璃。本发明所述的方法可实现二氧化碳的循环利用，减少氧化碳的排放同时降低企业生产成本。技术研发人员：李发荣,张仂,刘春欣,孟兴智,颜亚盟受保护的技术使用者：中盐工程技术研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11