Fusion et formage du verre technique

L’oxycombustion est une des technologies permettant de réduire les émissions atmosphériques des fours de verre. Elle utilise de l'oxygène pur pour brûler du combustible ou un mélange d’air enrichi en oxygène qui sont nécessaires à la production du verre par fusion de matières premières ou de calcin. L’enrichissement en oxygène de l’air de combustion ou la substitution complète de l’air de combustion par de l’oxygène améliore l’efficacité énergétique pour :

Respecter les limites réglementaires de rejets atmosphériques en réduisant jusqu’à 60% les émissions de CO₂ et jusqu’à 90% celles d’oxyde d’azote (NOx) ;
Compenser le vieillissement des régénérateurs et des récupérateurs pour prolonger la durée de vie d’un four ;
Tirer parti de technologies compétitives pour viser la neutralité carbone.

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Oxycombustion pour la fusion du verre

Respect de normes environnementales

Comme l’azote de l’air n’apporte aucune calorie, en l’éliminant partiellement ou complètement de la zone de combustion, l'énergie thermique de fusion est fortement réduite grâce au plus faible volume de gaz à chauffer. Moins de volume de gaz à chauffer réduit jusqu’à 50% le besoin en combustible fossile et les émissions de dioxyde de carbone (CO₂) issues des gaz de combustion. Moins d’azote dans la zone de combustion réduit son oxydation à températures élevées et évite jusqu’à 90 % l’émission d’oxyde d’azote (NOx).

Productivité

Le rendement thermique des régénérateurs et des récupérateurs des fours de verre baisse au fil des années pour réchauffer l’air de combustion . Suite à leur vieillissement, l'ajout de brûleurs à oxygène pur ou la substitution de brûleurs à air par des brûleurs à oxygène pur dans la zone de combustion permet de compenser la baisse du niveau de performance des régénérateurs et des récupérateurs pour prolonger la durée de vie d’un four.

Compétitivité

Air Liquide a breveté une nouvelle technologie pour l’industrie du verre qui consiste à préchauffer de l'oxygène et du gaz naturel à une température élevée grâce à la récupération de la chaleur des fumées de combustion. Par rapport à l'oxycombustion sans préchauffage, cette technologie réduit la consommation de combustible et d'oxygène au point de rendre l'oxycombustion économiquement compétitive pour tous les types de verre.

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Étirage de la fibre de verre

La température du verre qui sort d’un four de fusion pour la production de fibres doit être contrôlée de manière à ce que le verre obtienne sur toute son épaisseur des propriétés permettant d’être étiré en continu dans des feeders.

Flexibilité
La difficulté d’assurer un bon profil thermique limite fortement la flexibilité des systèmes de combustion à l’air. La gamme de puissance des brûleurs oxy-combustibles proposés par Air Liquide permet d'effectuer une régulation qui stabilise la température du verre en fonction des conditions opératoires. La flexibilité est maximale lorsque toute la zone d’étirage est équipée de brûleurs oxy-combustibles.

Stabilité
Air Liquide a développé des systèmes d’oxycombustion qui offrent l'avantage d’une longueur de flamme constante, plus courte et plus large que celle des brûleurs à air. Ils permettent de chauffer les bords des filières d’étirage pour éviter le refroidissement de la surface du verre au contact des réfractaires.
Ils limitent également le gradient thermique entre le milieu et le bord de la zone d’étirage. La différence de viscosité du verre en cours d’étirage est plus petite et l'écoulement préférentiel du verre fondu moins prononcé vers le centre.

Retrofit
La possibilité de réutiliser les mêmes blocs facilite le remplacement de brûleurs à air par les brûleurs oxy-combustibles d’Air Liquide. Ils peuvent se monter sur toutes les zones de chauffe des canaux d’étirage, jusqu'à 20 m de long à raison de 10 unités par mètre.

L'offre Air Liquide

Fourniture d’oxygène bas carbone

Sous forme liquide, produit à partir de 100 % d’énergie renouvelable (offre ECO ORIGIN™) et livré sur site ;
Sous forme gazeuse, produit sur place, en évitant les émissions de CO₂ liées à la liquéfaction de l’air et au transport sous forme liquide.

Équipements de mise en oeuvre de l’oxygène

Brûleurs oxy-combustibles pour les fours de fusion et les feeders d’étirage des fibres de verre, caractérisés par leurs puissances nominales, le type de flamme et les émissions de NOx ;
Armoires de contrôle des fluides pour l’alimentation des brûleurs.

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Expertise process et sécurité

L’accompagnement d’experts fait partie intégrante de l’offre d’Air Liquide.

Bilans thermiques et massiques pour définir les besoins en oxycombustion ;
Analyse préliminaire de risque ;
Installation et démarrage des équipements de combustion ;
Audits ponctuels ou récurrents pour le suivi du procédé ;
Formations sur la sécurité de mise en œuvre des gaz.

Solutions complémentaires à l’oxycombustion

En complément de l’oxycombustion pour atteindre les objectifs sectoriels de neutralité carbone, Air Liquide propose également des solutions industrielles de capture, de transport et de séquestration ou de réutilisation du CO₂ (CCUS) par voies cryogéniques ou chimiques. Ces différentes solutions permettent d’obtenir une réduction maximale des émissions de dioxyde de carbone (CO₂) issues des processus de combustion industrielle.

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WEBINAIRE

Les Défis de la Transition Énergétique dans le Verre : le rôle clé de l'oxygène

Savez-vous que l’utilisation de l’oxygène dans vos fours à la place de l’air permet de réduire de façon significative vos émissions atmosphériques, tout en améliorant la performance énergétique de votre étape de fusion ?
Découvrez dans ce webinaire comment l’oxygène peut contribuer à votre démarche de transition énergétique en vue de la neutralité carbone à l’horizon 2050.