DE4310591A1 - Verfahren zur Herstellung von mineralische Fasern und Bindemittel enthaltenden Erzeugnissen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von mineralische Fasern und Bindemittel enthaltenden Erzeugnis­ sen, insbesondere Platten aus Steinwolle, bei dem das Bindemit­ tel als wäßrige Lösung mit den Fasern zusammengebracht wird und das Gemisch abgelegt und ausgehärtet sowie zu dem Erzeugnis weiterverarbeitet wird, wobei verdampfendes Bindemittel und/oder Wasser aufnehmende Luft vor, während und/oder nach dem Aushärten durch das Gemisch geleitet wird.

Ein derartiges Verfahren zum Herstellen von Dämmstoffplatten aus Steinwolle ist bekannt (DE 39 37 472 A1). Dort wird das Ge­ misch durch Pressen entwässert, auf einem Trockenband getrock­ net und unter Einwirkung von Mikrowellen ausgehärtet. Die beim Zusammenbringen der aus Steinschmelze erzeugten und dementspre­ chend noch heißen Fasern und des Bindemittels sowie beim Trock­ nen und Aushärten des Gemisches beteiligte Luft nimmt nicht nur Feuchtigkeit sondern auch Bindemitteldämpfe und ggf. weitere Stoffe aus dem Gemisch auf, die nachfolgend ebenso wie das Bin­ demittel als Wertstoffe bezeichnet werden. Über eine Behandlung der mineralische Fasern und auch eine gewisse Konzentration von Wertstoffen aufweisenden Abluft, die in die Umgebung entweicht, ist nichts ausgesagt.

Dementsprechend weist das bekannte Verfahren den Nachteil auf, daß Wertstoffe, anstatt zum Erzeugnis verarbeitet zu werden, verloren gehen und zu einer entsprechenden Belastung der Umwelt führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingesetzten Wertstoffe in verstärktem Maße für die Produktion zu nutzen und das Herstellungsverfahren umweltfreundlicher zu gestalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die mit Bindemittel und ggf. weiteren Wertstoffen aus dem Gemisch be­ ladene Abluft durch Waschen gereinigt wird und daß in Stoffaus­ tausch mit der Abluft getretene wertstoffhaltige Waschflüssig­ keit den zu verarbeitenden Fasern zugeführt wird.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu einer nahezu vollstän­ digen Nutzung aller eingesetzten Stoffe, da die durch das Her­ stellungsverfahren bedingt zunächst in die Abluft gelangenden Stoffe in den Herstellungsprozeß zurückgeführt und somit für das Erzeugnis genutzt werden. Auf diese Weise läßt sich in er­ heblichem Maße Bindemittel einsparen und somit der Herstel­ lungsaufwand vermindern, insbesondere wenn das Bindemittel mit herstellungsbedingt noch heißen Fasern zusammengebracht wird, was eine Verdampfung der Wertstoffe begünstigt. Dabei ist der Aufwand für die Abluftwäsche und die Rückführung der Waschflüs­ sigkeit vergleichsweise gering. Zusätzlich ergibt sich der Vor­ teil, daß die gereinigte Abluft ohne Belastung der Umwelt in die Atmosphäre abgegeben und ggf. zumindest teilweise ebenfalls rückgeführt und erneut im Herstellungsprozeß eingesetzt werden kann. Es hat sich gezeigt, daß durch die Abluftreinigung insbe­ sondere die Störwirkung geruchsintensiver Komponenten vermin­ dert werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Gesamtverfahren mit der Herstellung des Gemisches aus Fasern und Bindemittel mit der Abgaswäsche und der Rückführung von Waschflüssigkeit;

Fig. 2 den Wäscher gemäß Fig. 1 mit einer zusätzlichen Abgas­ kühlung und angedeuteter Abgasrückführung; und

Fig. 3 einen zweistufig ausgebildeten Wäscher für das Abgas.

Fig. 1 veranschaulicht ein Verfahren zur Herstellung von Mat­ ten aus Steinwolle. Dabei wird Gestein in einem Hochofen wie beispielsweise einem Kupolofen 1 verflüssigt. Über einen Auslaß wird die Schmelze 2 der Verspinnung zugeführt. Dabei gelangt die Schmelze 2 auf schnell rotierende Walzen 3, wodurch sich feine Fasern 4 ausbilden. Diese Fasern 4 werden auf einem um­ laufenden Lamellenband 5 abgelegt, wodurch sich ein endloses Faservlies 6 ausbildet, das der nicht näher erläuterten Weiter­ bearbeitung zugeführt wird.

Aus der Herstellungsstation wird ein Strom aus Abluft 7 abgezo­ gen und einem Wäscher 8 zugeführt, der vorzugsweise wie darge­ stellt nach dem Gegenstromprinzip arbeitet. Der Wäscher 8 ist mit Einbauten 9 versehen, die den Stoff- wie auch den Gasaus­ tausch zwischen der Abluft 7 und der Waschsuspension bzw. dem Waschwasser 10 unterstützen, das durch den Wäscher 8 herab­ fällt, in einem Wäschersumpf 11 aufgefangen und mittels einer Umwälzpumpe 12 wiederum Sprühdüsen im Wäscher 8 oberhalb der Einbauten 9 zugeführt wird.

In den Wäschersumpf 11 wird Frischwasser 13 eingeleitet, so daß in entsprechendem Maße wertstoffhaltige Waschflüssigkeit 14 in einen Zwischenbehälter 15 überströmt, in den auch die (zusätzlich) für den Herstellungsprozeß benötigte Menge an Bin­ demittel 16 und andere dem Erzeugnis beizumengende Stoffe 17 (Zuschlag- oder Betriebsstoffe) eingeleitet werden.

Aus dem Zwischenbehälter 15 wird die frisches Bindemittel 16, die Stoffe 17 und wertstoffhaltige Waschflüssigkeit 14 enthal­ tende wäßrige Lösung 18 auf die sich bildenden Fasern 4 ge­ sprüht, während diese mittels eines gerichteten Luftstroms 19 transportiert und auf dem Lamellenband 5 abgelegt werden. Ein weiterer Luftstrom 20 wird im Bereich des Kupolofens 1 zuge­ führt und ebenso wie der Luftstrom 19 durch das sich bildende Faservlies und das Lamellenband 5 als Abluft 7 weitergeführt.

Diese durch den Wäscher 8 aufsteigende Abluft 7 strömt nach dem Waschvorgang durch einen Tropfenabscheider 21, wodurch sie von mitgerissenen Wassertröpfchen befreit wird, um dann als gerei­ nigte Abluft 22 in die Atmosphäre abgeführt zu werden. Anstelle des Tropfenabscheiders 21 oder aber diesem nachgeschaltet kann ein nicht dargestellter Aerosolabscheider für die gewaschene Abluft 22 vorgesehen sein. Beispielsweise kann als Aerosolab­ scheider ein Elektroabscheider eingesetzt werden. Auf diese Weise kann die Umweltbelastung durch Abluft auf ein Minimum re­ duziert werden.

In der zwischen den Walzen 3 und dem Lamellenband 5 gebildeten Station werden die Fasern 4 mit der wäßrigen Lösung 18 kontak­ tiert und dadurch mit Bindemittel 16, den weiteren Stoffen 17 und rückgeführten Wertstoffen (Verunreinigungen aus der Abluft 7) beaufschlagt und gemischt. Die wäßrige Lösung 18 wird somit den noch stark erhitzten Fasern 4 in unmittelbarer Nähe der Walzen 3 zugeführt, wodurch die Fasern 4 nicht nur ziemlich gleichmäßig mit Bindemittel benetzt sondern auch durch Verdun­ stung eines Teils des Wassers der Lösung 18 abgekühlt werden. Dabei verdampft ein Teil des Bindemittels 16 und der anderen Stoffe 17. Beispielsweise werden als Bindemittel 16 Phenolharz und als Betriebsstoffe 17 Ammoniak und Formaldehyd eingesetzt. Ein rasches Abkühlen der Fasern 4 verhindert ein vorzeitiges Aushärten des Bindemittels 16.

An der Abkühlung sind auch die Luftströme 19 und 20 beteiligt, die verdampftes Wasser und Bindemittel aufnehmen. Um das Kühl­ potential der zugeführten Luft besser ausschöpfen zu können, wird diese durch das Faservlies 6 und das Lamellenband 5 ge­ führt und als Abluft 7 gesammelt und abgeführt. Diese Abluft 7 enthält neben mineralischen Fasern auch Wertstoffe (Bindemittel und Betriebsstoffe), die im Wäscher 8 weitgehend ausgewaschen und als wertstoffhaltige Waschflüssigkeit 14 mit der wäßrigen Lösung 18 wieder den Fasern 4 bzw. dem Herstellungsprozeß zuge­ führt werden. Durch diese Rückführung ergibt sich eine Einspa­ rung an Wertstoffen, die mit einer entsprechend sauberen Abluft 22 einhergeht.

Gemäß Fig. 2 ist das anhand von Fig. 1 beschriebene Verfahren dadurch ergänzt, daß der den Wäscher 8 verlassenden gewaschenen Abluft 22 in einem Wärmetauscher 23 Wärme entzogen wird. Vor­ zugsweise wird dabei bis unter den Taupunkt der Abluft 22 abge­ kühlt, so daß Kondensat 25 aus der Abluft 22 anfällt, das wie dargestellt dem Wäschersumpf 11 zugeführt wird und das Frisch­ wasser 13 teilweise oder sogar zur Gänze ersetzt. Somit werden auch die im Kondensat 25 enthaltenen Wertstoffe über die wert­ stoffhaltige Waschflüssigkeit 14 dem Herstellungsprozeß wieder zugeführt.

Wie in Fig. 2 angedeutet wird die gewaschene und gekühlte von Kondensat befreite Abluft 22 zum einen Teil als Luftstrom 20 gemäß Fig. 1 den Fasern 4 bzw. dem Herstellungsprozeß wieder zugeführt, während die restliche Abluft 24 in die Atmosphäre abgegeben wird. Die (teilweise) Verwendung der Abluft 22 als Luftstrom 20 zur Kühlung der Fasern 4 innerhalb des Herstel­ lungsprozesses verringert die in die Umwelt abzugebende Abluft­ menge und stellt somit eine sinnvolle Möglichkeit zur primären Emissionsminderung dar. Erfolgt der Wärmeentzug der Abluft 22 geregelt in Abhängigkeit von Betriebsdaten des Herstellungspro­ zesses, so kann für den rückgeführten Abgasstrom bzw. Luftstrom 20 eine bestimmte Temperatur und/oder ein bestimmter Feuchtig­ keitsgehalt eingestellt werden, um so zu optimalen Bedingungen innerhalb des Herstellungsprozesses zu kommen.

Gemäß Fig. 3 ist statt des nach Fig. 1 und 2 vorgesehenen Wäschers 8 eine zweistufige Wäscheranordnung mit einem von der Abluft 7 im Gleichstrom durchströmten ersten Waschturm 26 und einem von der Abluft 7 im Gegenstrom durchströmten zweiten Waschturm 27 vorgesehen. Das Frischwasser 13 wird dem Sumpf 28 des zweiten Waschturms 27 zugeführt, während die rückgeführte wertstoffhaltige Waschflüssigkeit 14 dem Sumpf 29 des ersten Waschturms 26 entnommen wird. Dementsprechend ist ein Flüssig­ keitsübertritt 30 vorgesehen, durch den Waschflüssigkeit vom Sumpf 28 in den Sumpf 29 überströmen kann. Die entnommene wert­ stoffhaltige Waschflüssigkeit 14 wird wie anhand von Fig. 1 beschrieben dem Herstellungsprozeß zugeführt. Mit Hilfe der zweistufigen Wäscheranordnung 26, 27 läßt sich der Reinigungs­ grad der Abluft erhöhen und somit die Wertstoffausnutzung wei­ ter verbessern.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von mineralische Fasern und Bin­ demittel enthaltenden Erzeugnissen, insbesondere Platten aus Steinwolle, bei dem das Bindemittel (16) als wäßrige Lösung (18) mit den Fasern (4) zusammengebracht wird und das Gemisch abgelegt und ausgehärtet sowie zu dem Erzeugnis (6) weiterverarbeitet wird, wobei verdampfendes Bindemittel (16) und/oder Wasser aufnehmende Luft (19, 20) vor, während und/oder nach dem Aushärten durch das Gemisch geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Bindemittel (16) und gegebenenfalls weiteren Wertstoffen (17) aus dem Ge­ misch beladene Abluft (7) durch Waschen gereinigt wird und daß in Stoffaustausch mit der Abluft (7) getretene wertstoffhaltige Waschflüssigkeit (14) den zu verarbeiten­ den Fasern (4) zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralischen Fasern (4) eine herstellungsbedingt hohe Tem­ peratur aufweisen und durch die ihnen zugeführte Waschflüs­ sigkeit (14, 18) und/oder die Luft (19, 20) gekühlt und stabilisiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gewaschenen Abluft (22) Wärme entzogen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gewaschene Abluft (22) unter Bildung von Kondensat (25) ab­ gekühlt wird, das den Fasern (4) zugeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensat (25) mit der wertstoffhaltigen Waschflüssigkeit (14) den Fasern (4) zugeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil (20) der gewaschenen und ggf. ge­ kühlten Abluft (22) wieder durch das Gemisch geleitet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeentzug der gewaschenen Abluft (22) in Abhängigkeit von Betriebsdaten des Herstellungspro­ zesses erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschflüssigkeit (10) im Kreislauf durch die Waschstation umgewälzt und die den Fasern (4) zu­ geführte wertstoffhaltige Waschflüssigkeit (14) aus diesem Kreislauf entnommen und durch Frischflüssigkeit (13) er­ setzt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die den Fasern (4) zugeführte wertstoffhaltige Waschflüssigkeit (14) zumindest teilweise durch Kondensat (25) aus der gewa­ schenen Abluft (22) ersetzt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft (7) zweistufig gewaschen wird, wobei die den Fasern (4) zugeführte wertstoffhaltige Waschflüssigkeit (14) der ersten Waschstufe (26) entnommen, Frischflüssigkeit (13) der zweiten Waschstufe (27) zuge­ führt und ein Flüssigkeitsübertritt (30) von der zweiten Waschstufe (27) zur ersten Waschstufe (26) vorgesehen wird.