CZ281311B6 - Způsob přípravy taveniny pro výrobu minerálních vláken a pec k provádění způsobu - Google Patents

Abstract

Výchozí materiál se zaváží ve formě pevného nerostu do horní části šachty (1) pece, ohřívá se a taví pomocí nejméně jednoho hořáku (17). Tavenina se vypouští ze dna pece výstupním otvorem (10), přičemž na šikmý povrch (21) sloupce materiálu v peci se přivádí odpadový materiál z minerálních vláken. Pec sestává ze šachty (1), na horním konci opatřené prostředky (2) pro zavádění výchozího materiálu, a v dolním konci přecházející do protažení v bočním směru pro vytváření šikmého povrchu (21) sloupce materiálu, v němž je umístěn alespoň jeden hořák (17) nasměrovaný na šikmý povrch (21) sloupce materiálu a v horní stěně (7) protažení šachty (1) jsou umístěny prostředky pro přivádění odpadového materiálu z minerálních vláken na šikmý povrch (21) sloupce materiálu.ŕ

Description

Vynález se týká způsobu výroby taveniny, na výrobu minerálních vláken, v šachtové peci, při němž se výchozí materiál v pevném stavu přivádí do horní části šachty, v jejíž dolní části, spojené s bočním rozšířením šachtové pece, se vytvoří sloupec výchozího materiálu se šikmým povrchem uspořádaným v bočním rozšíření šachtové pece, přičemž se výchozí materiál dále ohřívá a taví alespoň jedním hořákem, z něhož se vysílá proud horkých plynů na jeho šikmý povrch, a tavenina se vypouští ze dna šachtové pece. Vynález se dále týká šachtové pece k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Při výrobě výrobků z minerálních vláken vzniká značné množství odpadního materiálu. Odpadní materiál může být tvořen například odřezky, respektive odříznutými konci desek z minerálních vláken, zmetkovými deskami nebo jejich částmi. Takový odpadní materiál obvykle obsahuje pojivo, a kromě pojivá má složení podle požadované tavby. Odpadní materiál z minerálních vláken se dosud ukládal na skládky vhodné pro tyto účely. Postupně se však stávalo vážným problémem najít vhodnou skládku, což bylo částečně způsobeno skutečností, že množství odpadního materiálu je velice velké, a částečně, že odpadní materiál může obsahovat nevytvrzené pojivo, obsahující fenol jako toxickou substanci. Kromě toho se značně zvýšily náklady na ukládání materiálu na skládku.

Místo ukládání takového odpadního materiálu na vhodnou skládku, je proto žádoucí, přeměnit jej na taveninu a využít této taveniny k výrobě minerálních vláken. Proto se prováděly pokusy s přiváděním odpadového materiálu do šachtové pece ve směsi s běžným výchozím materiálem. To však působilo problémy při provozu šachtové pece. Důvodem bylo, že odpadní materiál ve směsi s běžným výchozím materiálem pro šachtovou pec ovlivňuje nepříznivě požadované proudění horkých plynů šachtovou pecí. Dále se tímto způsobem nedosáhne úplného rozkladu pojivá, a místo toho je pojivo podrobeno pyrolýze, při niž vznikají nepřijatelné emise, které se musí následně spalovat, což představuje vysoké zvýšení nákladů.

Také je známé, rozmělnit odpadní materiál z minerálních vláken v kladivovém drtiči a smíchat rozmělněný produkt s pojivém, například ve formě jílu, a vyrobit z něho brikety a použít těchto briket ve směsi s běžným výchozím materiálem pro dávkování do obvyklých šachtových pecí. Použití takových briket však způsobuje různé provozní potíže. Tak například zvyšují tvorbu pěny na tavenině, a není vyřešen problém zabránění tvorby nežádoucích emisí vznikajících z pojivá. Kromě toho je výroba briket drahá, protože její součástí je pracný a nákladný výrobní způsob, který vyžaduje vybudování nákladné samostatné briketárny.

-1CZ 281311 B6

Podstata -vynálezu

Úkolem vynálezu je využít odpadu z minerálních vláken z jejich výroby při výrobě minerální taveniny jednoduchým a účinným způsobem. Uvedeného úkolu se dosáhne a uvedené nedostatky se odstraní způsobem výroby taveniny na výrobu minerálních vláken, v šachtové peci, při němž se výchozí materiál v pevném stavu přivádí do horní části šachty, v jejíž dolní části spojené s bočním rozšířením šachtové pece, se vytvoří sloupec výchozího materiálu se šikmým povrchem uspořádaným v bočním rozšíření šachtové pece, přičemž se výchozí materiál dále ohřívá a taví alespoň jedním hořákem, z něhož se vysílá proud horkých plynů na jeho šikmý povrch, a tavenina se vypouští ze dna šachtové pece, podle vynálezu, jehož podstatou je, že do bočního rozšíření šachtové pece, na šikmý povrch sloupce výchozího materiálu se přivádí odpadní materiál z minerálních vláken.

Vynález je založen na objevu, že přivádění odpadního materiálu na povrch výchozího materiálu nepůsobí nepříznivě na průchod horkých plynů sloupcem materiálu, a že teplota šikmého povrchu sloupce materiálu je velice vysoká, přibližné 1300 “C, což je teplota podstatně vyšší než teplota 800 °C, vyžadovaná k úplnému rozložení pojivá a k jeho přeměně na neškodné složky, jako je zejména C0₂ a vodní pára, a také k vyloučení potřeby speciálních prostředků k dodatečnému spalování. Důvodem, proč přiváděný odpadní materiál nepůsobí nepříznivě na průchod horkých plynů sloupcem materiálu, je, že odpadní materiál se rychle roztaví, jednak proto, že má·velký povrch, který na jednotku objemu vláknitého odpadního materiálu je až 20 000 krát větší než odpovídající hodnota výchozího materiálu, a jednak proto, že v té části šachtové pece, do níž se přivádí odpadní materiál, je vysoká intenzita sálání, a také proto, že teplota na tomto místě je velice vysoká, jak již bylo uvedeno.

Nej lepšího výsledku se dosáhne, když se odpadní materiál přivádí na šikmý povrch na několika místech, například ve stejné rovině a současně.

Přivádění se může provádět různými prostředky, například komorovým podavačem, šnekovým dopravníkem nebo pístem nebo pneumaticky.

Místo použití různých prostředků k přivádění odpadního materiálu do šachtové pece se odpadní materiál může také přivádět do bočního rozšíření šachtové pece v jednom místě, přičemž se rozptyluje po šikmém povrchu.

Podle výhodného provedení způsobu podle vynálezu se odpadní materiál před přivedením do šachtové pece rozmělňuje na kusy, jejichž největší délka je menší než 100 mm, zejména menší než 50 mm. Rozmělnění odpadního materiálu se provádí v kladivovém drtiči nebo drticím zařízení.

Šachtová pec k provádění způsobu obsahuje šachtu, jejíž horní část je opatřena dávkovacím ústrojím k přivádění výchozího materiálu a odváděcim ústrojím k odvádění spalin, a jejíž dolní část je spojena alespoň s jedním bočním rozšířením šachtové pece,

-2CZ 281311 B6 pro vytvoření sloupce výchozího materiálu se šikmým povrchem, přičemž šachtová pec je opatřena alespoň jedním hlavním hořákem pro vysílání proudu horkých plynů na šikmý povrch a výpustí na vypouštění taveniny u svého dna, podle vynálezu, jejíž podstatou je, že je dále opatřena přívodním potrubím pro přívod odpadního materiálu z minerálních vláken na šikmý povrch sloupce výchozího materiálu.

Tavení výchozího materiálu a odpadního materiálu se zejména provádí jedním nebo několika hlavními plynovými nebo olejovými hořáky, které jsou umístěny tak, že proud spalin, které v nich vznikají, je orientován kolmo k šikmému povrchu, a tím se vytváří tavenina hlavně v blízkosti tohoto šikmého povrchu. Když minerální vlákna obsahují pojivo nebo jinou organickou látku, může proud spalin obsahovat přebytek kyslíku nebo se může kyslík přivádět samostatně, pro zajištění úplné přeměny pojivá nebo jiných organických látek, pokud jsou přítomny, na neškodný produkt. Pojivo obvykle tvoří asi 2 % hmot, odpadního materiálu.

V příkladu výhodného provedení šachtové pece je její boční rozšíření spojeno se sběrnou komorou taveniny, přičemž sběrná komora je opatřena alespoň jedním přídavným hořákem pro úpravu taveniny.

Výhodou způsobu výroby taveniny na výrobu minerálních vláken a šachtové pece k prováděni tohoto způsobu je, že odstraňuje většinu uvedených nedostatků tím, že přiváděný odpadní materiál nepůsobí nepříznivě na průchod horkých plynů sloupcem materiálu, protože odpadní materiál se rychle roztaví, z důvodu velkého povrchu odpadního materiálu a dále velké intenzity sálání v té části šachtové pece, do níž se přivádí odpadní materiál, jak již bylo uvedeno. Dále bylo překvapivě zjištěno, že tavenina z odpadního materiálu se spojuje do malých proudů taveniny, které pokrývají jenom malou část šikmého povrchu, a proto nebrání průstupu horkých zplodin hoření šikmým povrchem a jejich proudění vzhůru sloupcem materiálu, pro vyvození potřebného ohřátí výchozího materiálu, což je nezbytná podmínka pro jeho roztavení v bočním rozšíření šachtové pece. Další výhoda spočívá v tom, že odpadne výroba briket, což odstraní provozní potíže při používání briket v šachtové peci a přinese to výrazné úspory nákladů. Proto se eliminují nebo zmenší potíže s prachem, ve spojení s předběžnou úpravou odpadního materiálu. Další výhodou je, že ve spalinách jsou minimální prachové emise vlivem rychlého tavení odpadního materiálu.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude blíže osvětlen pomocí připojeného výkresu, na němž je znázorněno výhodné provedení šachtové pece, kde na obr. 1 je šachtová pec znázorněna v nárysu, v příčném řezu podle přímky I-I z obr. 2, kde je tato šachtová pec znázorněna v půdorysu.

Příklady provedení vynálezu

Šachtová pec, znázorněná na obr. 1 a 2, má ve své horní části vytvořenu šachtu 1, obsahující dávkovači zařízeni 2 pro přivádění výchozího materiálu 2 a odváděcím ústrojím 4. pro odvádění spalin. Šachta 1 svou dolní částí ústí do bočního rozšíření pece,

-3CZ 281311 B6 určeného pro vytvoření sloupce 20 výchozího materiálu 2 se šikmým povrchem 21. V tomto bočním rozšíření je vytvořena tavící komora 6, vymezená dnem 5, horní stěnou 7 a čelní stěnou 8. Boční rozšíření šachtové pece je prostřednictvím tavící komory 6 spojeno se sběrnou komorou 9 taveniny. Sběrná komora 9 taveniny má strop 12 a u dna 5 šachtové pece je opatřena výpustí 12, s pneumaticky ovládaným výpustným ventilem 11. Šachtová pec je dále opatřena přívodním potrubím 13 pro přívod odpadního materiálu z minerálních vláken do tavící komory 6. Přívodním potrubí 13 je spojeno s dávkovačím šnekovým dopravníkem 14, opatřeného hnacím motorem 15 a násypkou 16. V příkladu provedení na obr. 2 jsou znázorněna tři přívodní potrubí 13 zabudovaná do horní stěny 7 tavící komory

6. Šachtová pec je dále opatřena jedním nebo několika hlavními plynovými nebo olejovými hořáky 17, které jsou upevněny v čelní stěně 8 tavící komory 6, a jsou umístěny tak, že proud spalin, které v nich vznikají, je orientován kolmo k šikmému povrchu 21 sloupce 20 výchozího materiálu 2· Šachtová pec je dále opatřena přídavným hořákem 18., který je vertikálně upevněn ve stropu 12 sběrné komory 9.

Při provádění způsobu výroby taveniny na výrobu minerálních vláken, v šachtové peci, se výchozí materiál 2 v pevném stavu přivádí dávkovačím ústrojím 2 do šachty 1, v horní části šachtové pece, a v její dolní části, opatřené bočním rozšířením spojeným s tavící komorou 6, se vytvoří sloupec 20 výchozího materiálu 2 se šikmým povrchem 21. Do tavící komory 6 se dále na šikmý povrch 21 sloupce 20 výchozího materiálu 2 přivádí odpadní materiál z minerálních vláken pomocí přívodního potrubí 12· Odpadní materiál se dávkuje šnekovým dopravníkem 14. Pomocí přívodního potrubí 13 se odpadní materiál přivádí na šikmý povrch 21 současně na několika místech nebo se přivádí v jednom místě, ale ještě předtím, než přijde do styku se šikmým povrchem 21, se pomocí přívodního potrubí 13 rozptyluje po celé ploše šikmého povrchu 21 sloupce 20 výchozího materiálu 2· Spalováním plynu nebo oleje v hlavních hořácích 17 se vytvoří proud horkých spalin, který se přivádí na šikmý povrch 21, kde ohřívá výchozí materiál 2 společně s přivedeným odpadním materiálem. Materiál se taví a vzniklá tavenina stéká ke dnu 5 šachtové pece, z tavící komory 6 do sběrné komory 9. Béhem uložení ve sběrné komoře 9 se tavenina stále udržuje horká pomocí přídavného hořáku 18. Tavenina se dále vypouští výpustí 10, ovládanou výpustným ventilem 11.

Přivádění odpadního materiálu se může provádět různými prostředky, například komorovým podavačem, šnekovým dopravníkem nebo pístem nebo pneumaticky.

Claims (6)

1. Způsob výroby taveniny na výrobu minerálních vláken v šachtové peci, při němž se výchozí materiál v pevném stavu přivádí do horní části šachty, v jejíž dolní části, spojené s bočním rozšířením šachtové pece, se vytvoří sloupec výchozího materiálu se šikmým povrchem uspořádaným v bočním rozšíření šachtové pece, přičemž se výchozí materiál dále ohřívá a taví alespoň jedním hořákem, z něhož se vysílá proud horkých plynů na jeho šikmý povrch, a tavenina se vypouští ze dna šachtové pece, vyznačující se tím, že do bočního rozšíření šachtové pece, na šikmý povrch (21) sloupce (20) výchozího materiálu (3), se přivádí odpadni materiál z minerálních vláken.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že odpadní materiál se přivádí na šikmý povrch (21) současně na několika místech.

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že odpadní materiál se přivádí do bočního rozšíření šachtové pece v jednom místě, a dále se rozptyluje po šikmém povrchu (21).

4.

Způsob podle nároku 1, vyznaču že odpadní materiál se před přivedením mělňuje na kusy, jejichž největší délka c í se tím, šachtové pece rozj i do je menší než 100 mm.

5.

Způsob podle nároku 1, vyznaču že odpadní materiál se před přivedením mělňuje na kusy, jejichž největší délka jící se tím, do šachtové pece rozje menší než 50 mm.

6.

Šachtová pec k provádění způsobu jící šachtu, jejíž horní část je k přivádění výchozího materiálu a ní spalin, ním rozšířením šachtové pece materiálu se šikmým povrchem alespoň jedním hlavním plynů na šikmý povrch a dna, vyznačuj í na přívodním potrubím z minerálních vláken na zího materiálu (3).

nároků 1 až 5, obsahupodle opatřena dávkovacím ústrojím odváděcím ústrojím k odváděa jejíž dolní část je spojena alespoň s jedním boč, pro vytvoření sloupce výchozího , přičemž šachtová pec je opatřena hořákem pro vysílání proudu horkých výpustí na vypouštění taveniny u svého c i (13) šikmý se tím, pro přívod povrch (21) že je dále opatřeodpadního materiálu sloupce (20) výcho7.

Šachtová pec podle tím, že její boční (9) taveniny.

6, nároku rozšíření je v y z n spojeno se u j í c sběrnou í se komorou

8.

nároku 7, vyznač í se

Šachtová pec podle tím, že sběrná komora (9) taveniny je opatřena alespoň jedním přídavným hořákem (18).