CZ370292A3 - Method of melting silicate raw materials, particularly for the manufacture of mineral wool and apparatus for making the same - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu tavení silikátových surovin, ozvláš^s tě k výrobě minerální vlny, především kameninové čedičové vlny a zařízení k prováděnítohoto způsobu, zvláště zařízení k předehřevu suroviny.

Dosavadní stav techniky

Při tavení silikátových surovin, jako zejména zrnitého čediče, ale také slisovaných pelet nebo silikátových střepů, se do taviči vany přivádí ke spalování fosilních paliv, jako oleje, velké množství vzduchu, který ve velkém plameni nad hladinou taviči lázně spaluje palivo za vzniku odpovídajícího množství horkých odpadních plynů. V prostoru nad hladinou lázně strhává s sebou proud odpadních plynů nečistoty pocházející z taveniny, jako zejména fluor, chlor a oxid siřičitý. Tyto nečistoty škodí životnímu prostředí a musejí být proto před výstupem vanových odpadních plynů odfiltrovány. Zejména fluor je třeba v tavenině v určitém podílu zachovat předvším jako tavidlo a musí se pečovat o to, aby fluor z taveniny vystupující byl do ní znovu přiváděn

-t. zpět, k udržení podílu fluoru jakožto tavidla.

Při způsobu známém z DE-OS 36 05 509 podle předvýznaku nároku 1 se přivádějí vanové odpadní plyny, vystupující z předehří.vače. suroviny, do Čisticího zařízení k odloučení prachových nebo plynných podílů, jako jsou anorganické fluoridy. Za čisticím zařízením vstupují vanové odpadni plyny do regenerátoru a z něho se dostávají do odtahového komína, kde může případě znovu dojít ke konečnému čištění nebo filtrování vanových odpadních plynů.

Zatím co při výměně tepla v přímém styku se surovinou se podle tamnějšiho vedení procesu odlučuje a do taveniny znovu přivádí větší nebo menši podíl nečistot unášených vanovým odpadním plynem, zejména prach a agresivní média, jako fluor, chlor a pod.,

existují za výměnou tepla se surovinou ve vanovém odpadním plynu celkem ještě zřetelná množství obzvláště plynných agresivních médií. Aby bylo nyní možno dosáhnout při ohřevu spalovacího vzduchu zřetelného poklesu teploty, a zabránit kondenzaci kyselin, ke které dochází v komíně při podkročení rosného bodu* při teplotě pod 150 °C, zavádí se další čištění vanových odpadních “plynů, zvláště od kyselých plynných agresivních médií. Vedle odlehčeni dále zařazeného filtru nebo životního prostředí působí takové čištění vanových odpadních plynů před zahřátím spalovacího vzduchu, že může dojit k nejširšímu využití tepelného obsahu vanových odpadních plynů, jelikož může být výstupní teplota z ohřívacího zařízení do komína dále snížena v důsledku odlehčení o nečistoty vytvářející kyseliny. Při známém způsobu se do tavící lázně znovu přivádějí zpět nejenom nečistoty vyloučené ze suroviny, ale také nečistoty vyloučené v průběhu dalšího čištěni, jako zejména z taveniny odtažené důležité přísady, jako fluor.

Při známém postupu slouží čisticí zařízení zařazené ve směru proudění vanových odpadních plynů tedy jednak k tomu, aby odstraňovalo plynná agresivní média obsažená ve vanových odpadních plynech, aby byl umožněn další pokles teploty v následujícím výměníku tepla k ohřevu spalovacího vzduchu, jednak k tomu, aby byly do taveniny přiváděny zpět nečistoty unášené vanovými odpadními plyny, jako zejména z taveniny odtažené přísadové látky.

Čisticí zařízeni znázorněné v DE OS. 36 05 509 je odděleně zařazeno za předehřivačem suroviny. Ke zpětnému získáváni nečistot z vanových odpadních plynů a k jejich zpětnému přivádění jako nutných součásti taveniny, je čisticí zařízeni vybaveno systémem ke shromažďováni a zpětnému přivádění nečistot. Toto čisticí zařízení se docela osvědčilo. Nedostatkem je však uspořádáni za předehřivačem suroviny a tím podmíněná nízká úroveň teploty.

Úkolem vynálezu je odstranit nedostatky známého stavu techniky a vyvinout zařízení, které by umožňovalo dosáhnout s pokud možno nízkými dodatečnými náklady účinnějšího snížení emisních hodnot prachu, fluoridů a chloridů vanových odpadních plynů

---a—zpětného při vádě ni pří sadových bá/te-k— do—taven-iny-.

Podstata vynálezu

Způsob taveni silikátových surovin, obzvláště k výrobě minerální vlny, především kameninové vlny z čediče, při kterém se tavné teplo přivádí spalováním fosilních paliv do taviči vany, prostřednictvím vanových odpadních plynů se nejdříve předehřívá spalovací vzduch a následně v přímém styku zaváděné surovina, vanové plyny se zbavují zvláště prachu a/nebo agresivních látek, jako je například fluor a chlor a odloučené nečistoty se znova zavádějí do taveniny, je podle vynálezu založen na tom, že se současně předehřívá surovina, čisti se vanové odpadní plyny a zno vu se zavádějí sloučeniny do taveniny ve formě integrovaného provozního kroku na témže zařizení.

Sloučením technologických kroků předehřevu suroviny, čištění vanových odpadních plynů a zpětného přiváděni nečistot do taveniny do jednoho technologického kroku a tím, že ho lze provést prostřednictim stejného zařízení se dosahuje jednoduchého vedení procesu výhodného z hlediska technického zařízení.

Jelikož jsou vanové odpadní plyny vystupující z předehřivače suroviny v podstatě zbaveny nečistot a obsahují jen nepatrná množství jemného prachu, jež mohou být dále odfiltrována v suchém nebo elektrostatickém k tomu zvlášť vhodném filtru, je na konci procesu přibližně prachuprostý odpadni plyn, vyhovující požadavkům technických podmínek pro vzduch a může být tudíž bez dalších opatření odváděn do okolí. Současně se uplatňuje přednost, že výměník tepla umístěný ve směru proudění vanových odpadních plynů za předehřivačem suroviny není napadán nečistotami.

Při výhodném prováděni, způsobu podle vynál-ezu, probíhá čištění vanového odpadního plynu v přímém styku s přiváděnou surovinou tak, že se do suroviny přidává vhodný sorpční prostředek. Podle dalšího. výhodného provedení vynálezu tvoří tento sorpční pro středek směs práškovitého absorpčního činidla, zejména vápna a nebo sody a tekutina, s výhodou vápenné mléko a nebo mléko vápenato-sodné. Přísadou vápenného mléka nebo vápenato-šodného mléka dochází k lepšímu plošnému pokrytí suroviny a tím k lepší absorpční účinnosti. Mléko se při tom nastříkává jednoduše rozprašovací

-xyai ^:ití tryskou na surovinu vnesenou do předehřivače suroviny. Dále se s výhodou přidávají práškovitá absorpční činidla do suroviny dávkvacím způsobem. Koncentrace sorpčnich činidel k čištění vanových odpadních plynů od fluoru a nebo chloru se s výhodou voli tak, žé jsou splněhy podmínkypro technickým vzduch (TA-vzduch) . λ i·’.

Ukázalo se, že sorpční činidla, přidávaná do suroviny k čištění vanových odpadních plynů, nemají v podstatě žádné škodlivé :ý účinky na vlastnosti taveniny,takže je lze beze všeho přivádět spolu se surovinou do taviči vany.

Pro prováděni způsobu podle vynálezu je nutno zajistit vedle předehřivače suroviny ještě zásobník sorpčního činidla a dávkovači zařízeni k dávkovanému přidávání sorpčního činidla ze zásobníku do předehřivače suroviny. V případě použiti kapaliny k míšeni sorpčnich činidel je nutno zajistit nádrž na kapalinu a rozprašovací orgán k dávkovanému nastřikováni kapaliny z nádrže na'kapalinu do předehřivače suroviny.

K čištěni vanových odpadních plynů vystupujících z předehřívače suroviny od možného .jemného prachu, může být zařazen filtr s příslušnou dobrou odlučovací účinnosti.

Další podrobnosti, význaky a přednosti vynálezu vyplývají z následujícího popisu příkladu provedení zařízení podle vynálezu za pomoci náčrtů:

na obr.1 je schéma provádění způsobu podle vynálezu, na obr.2 je schematické znázorněni předehřivače suroviny ss zásobníkem pro práškovitý sorpční prostředek a kapalinové přísady.

Přiklad provedeni vynálezu

Na obr. 1 je taviči vana 1^, které se běžně používá k tavení silikátových surovin např. k výrobě minerální vlny. K přiváděni tepelné energie pro taviči proces se zavádí do prostoru nad taveninou spalovací vzduch potrubím 2 a potrubím 3 fosilní palivo, jako olej nebo plyn, které vytvářejí nad hladinou lázně dlouhý plamen . Odpadni plyny z tavicri Tážně”; které—se při—to-m—tvo-ř-i-,—se odvádějí schematicky znázorněným kanálem 4 z tavící vany 1 a ve-

dou se do výměníku tepla 5, v uvedeném příkladě ve tvaru protiproudého rekuperátoru, do něhož je zaváděn vedením 6 spalovací vzduch 2 jakožto teplosměnné médium přijímající teplo z vanového odpadního plynu. Spalovací vzduch potrubím 2 je přiváděn z výměn- íku tepla 5 vedením 7 do tavící vany 3. , zatímco odpadní plyny odcházejí z výměníku tepla 5 vedením 8 do předehřivače 9 suroviny Ve směru 10 je předehřivač 9 suroviny zásobován surovinou o teplotě okolí a ve směru 11 se převádí surovina předehřátá odpadními plyny do tavící vany 1.

Předehřivač 9 suroviny má sběrač 12 suroviny, který vykazuje na jedné straně vstupní otvory 13 a na protilehlé straně výstupní otvory 14 pro odpadní vanové plyny. Vstupní otvory 13 vedou do vstupních kanálů 15 pro odpadní vanové plyny, jež jsou omezeny na horní straně plechovou střechou 16 ve tvaru obráceného V a na spodní straně surovinou ležící v přirozeném sklonu. Na protilehlé straně vstupních otvorů 13 jsou vstupní kanály 15 uzavřeny odpovídající boční stěnou sběrače 12.

Střechami 17, uspořádanými do tvaru obráceného V, přesazenými o odpovídající mezeru nad vstupními kanály 15, jsou vytvořeny odpovídající výstupní kanály 18, jejichž jeden konec je uzavřen stěnou sběrače 12, vykazující vstupní otvory 3.3, a jejichž druhé konce tvoří výstupní otvory 14. Vanové odpadní plyny tak proudí

- vedením 8 vstupními otvory 13 do vstupních kanálů 15, pronikají podél bočních . hran do suroviny a směrem šipek 19 jí protékají, načež se sbírají opět v horních výstupních kanálech 18 a. sběrač 12 čisticího zařízení předehřivače suroviny 9 opouštějí výstupními otvory 14 do vedeni 20.

„ . Podle vynálezu se do předehřivače 9 suroviny přidávají Způsobem naznačeným šipkou 21a současně se surovinou sorpční prostředky k čištěni vanových plynů. Přisazování sorpčniho prostředku do předehřivače 9 je na obr. 1 naznačeno jen schematicky; k podrobnějšímu vysvětlení slouží popis s použitím obr. 2.

Vanové plyny odcházející z předehřivače 9 suroviny se v podstatě zbavují nečistot a obsahují jen nepatrné množství jemného prachu. Tento jemný prach může být pak odfiltrován dále zařazeným suchým resp. elektrostatickým filtrem 21, do něhož vanové plyny

vstupuji vedením 20. Z filtru 21 odcházejí vanové plyny do regenerátoru, který v daném případě tvoři rotační výměník tepla 23 a odtud vstupuji do komína 24 jímž jsou odváděny do okolí. Výměník tepla 23 slouží k ohřevu vzduchu přiváděného ve směru šipky '25 ž okol ia‘ odváděného návazným věděním' 6 do' výměníků teplá 5/.....

Ve výměníku tepla 5 dochází ke zvýšení teploty okolního vzduchu z teploty okolí, tedy přibližně 20 až 30 °C, na asi 900 °C, takže vanovým plynům, které mají v kanálu 4 odpadních plynů teplotu asi 1400 °C, se odnímá tolik tepla, že jejich teplota poklesne na asi 530 ^GC. Tím dochází k předehřevu suroviny v předehřivači 9 na pouze asi 450 ’C. V závislosti na teplotě okolí vychází tak ve vedeni 6 teplota zahřátého spalovacího vzduchu přibližně 130 až 180 °C. Tento zahřátý spalovací vzduch se převádí ve výměníku tepla 5 výměnou tepla s horkými odpadními plyny o teplotě 1400 °C na vyšší teplotu, asi 950 ^CC, což vede k poklesu teploty vanových plynů ve vedeni 8 na přibližně 600 až 65O°C. Dochází k předehřátí suroviny prostřednictvím předehřívače 9 suroviny na teplotu 520 až 580 ’C, přičemž teplota vanových odpadních plynů ve vedení 8 se voli tak vysoká, aby aplikační teplota předehřívače 9 nebyla překračována ani v teplých dnech. V normálním případě to odpovídá teplotě přibližně 650 °C vanových odpadních plynů ve vedeni £3. V ustáleném provozu je teplota vanových odpadních plynů ve vedeních 20 a 22 v podstatě stejná, 300 až 350 • - ~G₇ takže vanové odpadni plyny s touto teplotou jsou k dispozici k ohřevu použitého vzduchu ve výměníku tepla 23 a jsou při tom q ch 1 5.Σ o'vénγ Πδ ΐ8Ώ1 O'tU 150 HŽ 200 ° C . . _

Vanové odpadní plyny ve vedení 8 jsou značně znečištěny prachem a agresivními plynými s1ožkami, obzvláště fluorem a muse___________________j i__se_před__y.ýstupem^do ,oko 1 niho _ .vzduchu ^čisti t. Kromě toho by se______________ měly nečistoty z vanových odpadních plynů znovu zpětně získávat, jako potřebné součásti taveniny. Podle vynálezu přísluší proto předehřívači 9 současně funkce čisticího zařízeni a zařízeni rekuperačního .

Ve schématu podle obr. 2 jsou v této souvislosti ukázány dáTšI podrobnosti přikradu provedeni podiě vynálezu.

Je zde znázorněn schematicky naznačený předehřívač 9 surovi

ny se sběračem 12 s naznačenými vstupními otvory 13 pro vanové plyny (surový plyn) a s výstupními otvory 14 vyčištěných vanových plynů, (čistý plyn). Dopravníkem 26 se přivádí surovina, zejména surový čedič ve směru šipky 10 do předehřivače 9 suroviny a po předehřátí je předáván ve směru šipky 11 do taviči vany 1. Nad předehřivačem 9 suroviny je na obr. 2 uspořádán zásobník 27 pro sorpční činidlo, z něhož je prášek dávkován např. korečkovým dávkovačem 28 a sype se společně se surovým čedičem ve směru šipky 21a do předehřivače 9 suroviny. Alternativně může být zajišťována také kapalinová nádrž 29, ze které může být čerpadlem 30 dopravováno vápenné mléko nebo směs vápenného mléka a sody a přes rozprašovač, například rozprašovací trysku 31, je ve směru šipky 21b surový čedič v předehřívači 9 suroviny postřikován.

Veškeré absorbenty, zavedené do předehřivače 9 suroviny, tedy jak práškovité sorpčni činidlo, tak vápenné mléko, se odvádějí do taviči vany X společně se surovinou směrem šipky 11, takže obzvláště fluor vystupující z taveniny, je automaticky zpětně zaváděn do taveniny, aby tak udržoval tamnějši správný pódii f1uoru.

Jak z obr. 2 vyplývá, provádějí se všechny tři procesní kroky, totiž předehřev suroviny, čištění vanových odpadních plynů a zpětné zaváděni nečistot do taveniny současně, jakožto jediný procesní krok a pomoci téhož zařízení, totiž předehřivače 9 suroviny. Bezprostředním nanášením sorpčního činidla na surovinu dochází vlivem velké výměnné plochy k účinnému čištění vanových odpadních plynů, jež se nacházejí v přimém styku s přiváděnou surovinou. Předehřívač 9 suroviny přejímá vedle své funkce předehří _vače_současgiě funkci reaktorukodl učoyání chloridů ₌a fluor i dů Sorpční činidla, vápno a soda, mohou být přiváděna v různých chemických tvarech a složeních spolu se surovým čedičem do předehřivače 9 suroviny. Jako příklady lze jmenovat:

chlorid vápenatý - suspenze ve vodě (asi 1 až 7 g/Nm³, s výhodou 2,5 až 5 g/Nm³), práškovitý hydroxid vápenatý (asi 2,5 g/Nm³) práškovitý uhličitan sodný (asi 4 g/Nm³) práškovitý hydroxid vápenatý + uhličitan vápenatý (po 2,5 až 3

g/Nm³) hydroxid vápenatý + uhličitan sodný ve vodní suspenzi (po asi 3 až 4,5 g/Nm³)

Udané hodnoty jsou jen směrnými čisly, jež se liší podle množství emitovaných - škodlivin. Měřeni -ukázala, .že už bezprostředně na výstupu z předehřívače 9 suroviny mohla být koncentrace škodlivin pro fluoridy a chloridy snížena na požadavky technického přívodního vzduchu. Směs sorpčních činidel s vápnem a sodou se ukázala jako mnohoslibná. Poukazuje se dále na to, že uhličitan sodný (NajCCh) reaguje také s oxidy dusíku, takže lze očekávat i sníženi koncentrace Nox.

Prach strhávaný z předehřívače 9 suroviny obsahuje ve velkém nmnožstvi vápno a sodu, takže ve vedení 20 mezi předehřivačem 9 suroviny a prachovým filtrem se absorbuji dalši fluoridy a chloridy.

Průmyslová využitelnost

Způsob tavení silikátových surovin, obzvláště k výrobě minerální vlny, při kterém se současně předehřívá surovina, čisti se vanové odpadni plyny a odloučené podíly z odpadních plynů se znovu zavádějí do taveniny ve formě integrovaného provozního kroku na témže zařízení, která má nad předehřivačem (9) suroviny zásobník (27) .pro sorpčnl činidlo a násypku (28) pro sorpčnl činidlo ve sběrači (12) předehřívače (9) suroviny, nebo má kapalinovou nádrž (29) a rozprašovací trysku (31) k dávkovanému nastříkání kapaliny z kapalinové nádrže (29) do sběrače (12) je spojen se snížením provozních nákladů.

Claims (1)

1. PATENTOVÉ

   U-K m

   T ί DO ř O f —* c o σν σ Z? XX ! >5 a r“ o

   to

   NJ

   -< m

   N

   CO

   1. Způsob tavení silikátových surovin, obzvláště k výrobě minerální vlny, především kameninové vlny z čediče, při kterém se tavné teplo přivádi spalováním fosilních paliv do taviči vany, prostřednictvím vanových odpadních plynů se nejdříve předehřívá spalovací vzduch a následně v přímém styku zaváděná surovina, vanové plyny se zbavují zvláště prachu a/nebo agresivních látek, jako je například fluor a chlor a odloučené nečistoty se znova zavádějí do taveniny, vyznačující se tím,že se současně předehřívá surovina, čistí se vanové odpadní plyny a znovu se zavádějí odloučené podíly z odpadních plynů do taveniny ve formě integrovaného provozního kroku na témže zařízení.

   2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že se čištění vanového odpadního plynu v přímém styku s přiváděnou surovinou provádí přidáváním vhodného sorpčního prostředku do suroviny.

   3. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že se jako sorpčni prostředek přidává směs práškovitého absorpčního činidla, zejména vápna a/nebo sody a tekutina, s výhodou vápenné mléko a nebo mléko vápenato-sodné.

   4. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že se práškovitý .sbsorpčni prostředek přivádí do suroviny k čištění vanových odpadních plynů odděleně a dávkovacím způsobem.

   5. Způsob podle nároku 1,vyznačující se t í m , že se sorpčni prostředek zavádí do vanových odpadních plynů k odstraněni chloru a/nebo fluoru v množstrví splňujícím podmínky pro technický vzduch. =—= =6. Způsob podle nároku 1,vyznačující se t í m , že se sorpčni činidlo, přidávané do suroviny k čištění vanových odpadních plynů přivádí do tavící vany spolu se surovinou.

   ?·. Zařízení pro předehřívání suroviny k provádění způsobu podle alespoň jednoho z nároků 1 až 6, se sběračem na surovinu, v němž se může surovina působením gravitace dopravovat podél přepážek směrem dolů a s nejméně jedním bočním spodním vstupním ot

   vorem a nejeméně jedním horním výstupním otvorem pro vanové odpadní plyny, přičemž vstupní otvor ústi do vodorovného, na protějším konci uzavřeného vstupního kanálu v surovině, který je na své horní straně omezen konvexní střechou, například tvaru obrácenéhoV,~ a‘na své spodní straně surovinou ležící v přirozeném násypném úhlu a je opatřen řadou odděleně uspořádaných vstupních a výstupních otvorů a každému výstupnímu otvoru je přiřazen výstupní kanál odpovídající vstupním kanálům vyznačující se tím, že má zásobník (27) na sorpčni činidlo a násypku (28) k dávkováni sorpčniho činidla ze zásobníku (27) do sběrače (12).

   8. Zařízení podle nároku 7, vyznač 'u jící se t i m , že má kapalinovou nádrž (29) a rozprašovací trysku (31) k dávkovanému rozstřikováni tekutiny z kapalinové nádrže (29) do sběrače (12).

   9. Zařízeni podle jednoho z předchozích nároků 7a 8, vyznačující se tím, že na horní výstupní otvor (14) sběrače (12) navazuje filtr (21) k čištěni vanových odpadních plynů od jemného prachu.