FI104249B - Menetelmä ja laite lasimurskan esikuumentamiseksi ja saaste-emissioiden vähentämiseksi lasinvalmistusprosessissa - Google Patents

Description

104249

Menetelmä ja laite lasimurskan esikuumentamiseksi ja saaste-emissioiden vähentämiseksi lasinvalmistusprosessissa

Keksinnön tausta 5 Keksinnön ala

Esillä oleva keksintö koskee lasinvalmistustekniik-kaa. Tarkemmin sanoen tämä keksintö koskee lasimurskan prosessointia, jota syötetään lasinsulatusuuniin yhdessä muiden raaka-aineiden kanssa. Erityisesti tämä keksintö 10 kohdistuu menetelmään ja laitteistoon lasimurskan valmistelemiseksi käytettäväksi sähköstaattisessa kerrossuodat-timessa saasteiden poistamiseksi sulatusuunin poistokaasuista.

Aikaisemman tekniikan kuvaus 15 Lasinvalmistukseen kuuluu eri panosaineosien se koittaminen, joihin sisältyy yleensä piidioksidihiekkaa, kuivapulvereita, rakeisia oksideja, karbonaatteja ja muita raaka-aineita (riippuen halutusta lasityypistä), ja niiden kuumentaminen noin 1 500 °C:n lämpötilaan, jossa ne sula-20 vat ja saavat homogeenisen luonteen. Sulatusprosessiin tarvitaan huomattavia määriä lämpöä, joka aikaansaadaan yleensä polttamalla fossiilisia polttoaineita. Johtuen suhteellisen huonosta lämmönsiirrosta kuumista polttokaa-suista sulaan lasimassaan prosessista tulevan poistokaasun 25 lämpötilat ovat tavallisesti melko korkeat huolimatta käytetyistä eri tyyppisistä lämmön talteenottolaitteista. Samoin eri tyyppisiä saasteita pääsee pois sulatusprosessis-ta yhdessä poistokaasujen kanssa.

Lasimurskaa, ts. rikottuja lasinkappaleita lisätään 30 muihin panosaineosiin ja panostetaan sulatusuuniin. Tietyn minimiosuuden koko panoksesta vaaditaan olevan lasimurskan asianmukaisten sulatusominaisuuksien aikaansaamiseksi, yleensä välillä noin 10 - 20 paino-%. Tähän tarkoitukseen normaalisti käytetty lasimurska syntyy lasitehtaassa joko 35 tuotteen rikkoutumisesta valmistusprosessin aikana tai seulan lasin tyhjentämisestä tuotemuutosten aikana.

2 104249 Jätteenkierrätyksen viimeaikainen korostaminen on johtanut niin kutsutun ekologisen lasimurskan suurten määrien keräämiseen. Tämä koostuu yleensä kierrätyskeskuksiin palautetuista lasipulloista. Asianmukaisella prosessoin-5 nilla, kuten lajittelulla värin mukaan, vieraiden aineiden poistolla ja murskauksella pienempikokoisiksi kappaleiksi ekologinen lasimurska voidaan tehdä sopivaksi uudelleensu-latukseen uudeksi lasiksi. Nykyään on olemassa lukuisia lasitehtaita, jotka on varustettu lasinsulatusuuneilla, 10 joissa noin 80 - 90 % panoksen syöttömateriaalista on ekologista lasimurskaa.

Kun lasimurskaa käytetään tällaisia määriä, mahdollisuus esikuumentaa lasimurskaa uunista tulevilla jäte-poistokaasuilla tulee taloudellisesti houkuttelevaksi ja 15 laitteisto tähän tarkoitukseen on kaupallisesti saatavissa. Kts. Zippe "Economics of Cullet Preheating", Glass International, kesäkuu 1992.

Eräs tämän tyyppinen laitteisto, joka on hyödyllinen tässä osassa, on sähköstaattinen raekerrossuodatin 20 (EGB-suodatin). EGB-suodattamissa käytetään sähköisesti varattujen rakeiden kerrosta. Hiukkasmaista saastetta sisältävät poistokaasut varataan sähköstaattisesta ja saatetaan kosketukseen raekerroksen kanssa. Poistokaasuissa olevat sähköstaattisesti varatut hiukkaset tulevat vede-25 tyksi ja pidätetyksi sähköisesti varatun raekerroksen pinnalle.

US-patenttijulkaisussa nro 4 338 113, joka liitetään viitteenä tähän esitykseen, paljastetaan menetelmiä EGB-suodatinteknologian hyväksikäyttämiseksi lasiuuneista 30 aiheutuvan ilman saastutuksen vähentämiseksi. Tässä paten-.. tissa ei kuitenkaan esitetä mitään ohjetta toimivasta sys teemistä, jolla EGB-suodattimessa olevat rakeet korvataan lasimurskalla.

Yleisesti käytettyjen piidioksidipohjaisten rakei-35 den yksinkertainen korvaaminen lasimurskalla EGB-suodatti- 3 104249 messa johtaa useisiin toiminnallisiin ongelmiin, jotka tekevät systeemin tehottomaksi ja käyttökelvottomaksi. Ensiksi lasimurska on yleensä märkää joko jätteenkierrätys-prosessissa tapahtuvasta pesusta tai varastoinnista ulkona 5 olevissa avoympäristöissä. EGB-suodattimessa olevat märät rakeet saisivat aikaan sähköisen oikosulun ja estäisivät välttämättömän suurjännitteen kytkemisen kerrokseen.

Toiseksi lämmönsiirto, joka on seurausta kuumien poistokaasujen ja lasimurskan suorasta kosketuksesta, on 10 melko hyvä. Tämän seurauksena kylmä lasimurska jäähdyttää hyvin tehokkaasti poistokaasut, kun se saatetaan ensiksi kosketukseen kaasujen kanssa. Jatkuva lämmönsiirto jäähdyttää kaasut niiden hapon kastepistelämpötilan alapuolelle, jossa pisteessä muodostuisi happosumua, joka vuoros-15 taan johtaisi liialliseen laitteiston syöpymiseen.

Kolmanneksi kun lasimurskaa käsitellään mekaanisesti, lasi on alttiina murtumiselle ja hienon lasipölyn huomattavien määrien muodostumiselle. Kun poistokaasuja johdetaan EGB-suodattimessa olevan lasimurskan läpi, tämä la-20 sipöly kulkeutuisi kaasujen mukana ja poistuisi suodattimesta pölypäästöinä.

Tästä johtuen alalle jää tarve menetelmälle ja laitteistolle lasimurskan esikuumentamiseksi ja lasimurskan samanaikaiseksi käyttämiseksi saasteiden poistamiseksi 25 sulatusuunin poistokaasuista.

Keksinnön yhteenveto Näin ollen tämän keksinnön tavoitteena on saada aikaan menetelmä ja laitteisto lasimurskan esikuumentamiseksi ennen lasimurskan syöttämistä lasiuuniin.

30 Muuna tämän keksinnön tavoitteena on saada aikaan menetelmä ja laitteisto kuten edellä, joilla saadaan samanaikaisesti aikaan hiukkasmaisten saastepäästöjen vähentäminen lasiuunin poistokaasuista.

Vielä muuna tämän keksinnön tavoitteena on saada 35 aikaan menetelmä ja laitteisto kuten edellä, jotka tekevät 4 104249 lasimurskan sopivaksi käytettäväksi kerroksena sähköstaattisessa suodattimessa.

Nämä tavoitteet saavutetaan menetelmällä hiukkas-maisten saastepäästöjen vähentämiseksi lasiuunin poisto-5 kaasuista, joka menetelmä käsittää vaiheet, joissa (a) aikaansaadaan raakalasimurskan ensimmäinen liikkuva kerros, jonka raakalasimurskan pintaan on tarttunut epäpuhtauksia kosteus ja hieno lasipölymateriaali mukaan luettuna; (b) johdetaan lasiuunin poistokaasut ensimmäisen liikkuvan 10 kerroksen läpi, jotka poistokaasut sisältävät hiukkasmais-ta saastetta ja kondensoituvia, happoa kehittäviä materiaaleja, poistokaasujen nopeuden ensimmäisen liikkuvan kerroksen läpi ollessa sellainen, että poistokaasut jäähtyvät lämpötilaan, joka on niiden hapon kastepisteen ylä-15 puolella; (c) sekoitetaan ainakin osa raakalasimurskasta peräisin olevasta kosteudesta ja hienosta lasipölymate-riaalista lasiuunin poistokaasuihin, jotka kulkevat ensimmäisen liikkuvan kerroksen läpi; (d) kuumennetaan samanaikaisesti ensimmäinen liikkuva kerros lämpötilaan, joka on 20 poistokaasujen hapon kastepisteen yläpuolella, jolloin muodostuu puhdistettua, esikuumennettua lasimurskaa; (e) ionisoidaan sähköstaattisesti jäähdytetyissä poisto-kaasuissa oleva hiukkasmainen saaste- ja pölymateriaali sen jälkeen, kun ne tulevat ulos ensimmäisestä liikkuvas-* 25 ta kerroksesta; (f) muodostetaan toinen lasimurskan liik kuva kerros ensimmäisestä liikkuvasta kerroksesta saadusta puhdistetusta, esikuumennetusta lasimurskasta; (g) pola-roidaan sähköisesti lasimurskan toinen liikkuva kerros; (h) johdetaan jäähdytetyt poistokaasut sähköisesti pola-30 roidun toisen liikkuvan kerroksen läpi ja kerrostetaan ; toiselle liikkuvalle kerrokselle ainakin osa jäähdytetyis- sä poistokaasuissa olevasta sähköstaattisesti ionisoidusta hiukkasmaisesta saasteesta ja hienosta lasipölymate-riaalista, jolloin muodostuu puhdistettuja poistokaasuja; 35 (i) päästetään puhdistetut poistokaasut ulos; ja (j) pure- 5 104249 taan lasimurskan toinen kerros kerrostettu hiukkasmainen saaste ja pölymeteriaali mukaan luettuna lasinsulatusuu-niin.

Tämän keksinnön tavoitteet saavutetaan myös lait-5 teistolla, jolla vähennetään hiukkasmaisia saastepäästöjä lasiuunin poistokaasuista, joka laitteisto sisältää (a) säiliön raakalasimurskan ensimmäistä liikkuvaa kerrosta varten, jonka pinnalle on tarttunut epäpuhtauksia kuten kosteutta ja hienoa lasipölymateriaalia; (b) välineen la-10 siuunin kuumien poistokaasujen johtamiseksi ensimmäisen liikkuvan kerroksen läpi, jotka poistokaasut sisältävät hiukkasmaista saastetta ja kondensoituvia happoa kehittäviä materiaaleja, poistokaasujen nopeuden ensimmäisen kerroksen läpi ollessa sellainen, että poistokaasut jäähtyvät 15 lämpötilaan, joka on niiden kastepisteen yläpuolella, jolloin ainakin osa lasimurskasta peräisin olevasta kosteudesta ja hienosta lasipölymateriaalista kulkeutuu ensimmäisen liikkuvan kerroksen läpi kulkeneiden poistokaasujen mukana ja jolloin poistokaasut kuumentavat ensimmäisen 20 liikkuvan kerroksen lämpötilaan, joka on poistokaasujen hapon kastepisteen yläpuolella; (c) sähköstaattisen ionisaattorin jäähdytetyissä poistokaasuissa olevien pölyhiukkasten sähköstaattiseksi ionisoimiseksi sen jälkeen, kun ne tulevat ulos ensimmäisestä liikkuvasta kerroksesta; ·· 25 (d) säiliön toista liikkuvaa kerrosta varten, joka on muodostettu ensimmäisestä liikkuvasta kerroksesta peräisin olevasta puhdistetusta, esikuumennetusta lasimurskasta; (e) sähköisen polarisaattorin lasimurskan toisen liikkuvan kerroksen sähköiseksi polaroimiseksi; (f) välineen jäähdy-30 tettyjen poistokaasujen johtamiseksi sähköisesti polarisoidun toisen liikkuvan kerroksen läpi ja ainakin osan jäähdytetyissä poistokaasuissa olevasta sähköstaattisesta ionisoidusta hiukkasmaisesta saasteesta ja pölymateriaa-lista kerrostamiseksi toiselle kerrokselle, jolloin muo-35 dostuu puhdistettuja poistokaasuja; (g) poistoputken 6 104249 puhdistettujen poistokaasujen päästämiseksi ulos; ja (h) poistoputken lasimurskan toisen kerroksen kerrostettu hiukkasmainen saaste ja pölymateriaali mukaan luettuna purkamiseksi lasinsulatusuuniin.

5 Piirrosten lyhyt kuvaus Tämän keksinnön täydelliseksi ymmärtämiseksi seu-raava yksityiskohtainen kuvaus tulisi lukea yhdessä piirrosten kanssa, joissa

Kuvio 1 esittää pystysuunnassa alaspäin liikkuvaa 10 lasimurskakerrosta, jonka läpi kaasu virtaa vaakasuunnassa;

Kuvio 2 on graafinen esitys poistokaasun lämpötilasta lasimurskakerroksen paksuuden funktiona eri kaasun nopeuksilla ja lasimurskakerroksen 20 °C:n lämpötilassa; 15 Kuvio 3 on graafinen esitys poistokaasun lämpöti lasta lasimurskakerroksen paksuuden funktiona eri kaasun nopeuksilla ja lasimurskakerroksen 150 °C:n lämpötilassa;

Kuvio 4 on sivupystykuvanto tämän keksinnön lasi-murskan esikuumennuslaitteen eräästä toteutusmuodosta; ja 20 Kuvio 5 on sivupystykuvanto tämän keksinnön lait teen toisesta toteutusmuodosta.

Edullisten toteutusmuotojen yksityiskohtainen kuvaus

Esillä oleva keksintö perustuu osaksi lasimurska-• 25 kerroksen läpi virtaavien poistokaasujen lämmönsiirto-omi naisuuksien ymmärtämiseen. Lämmönsiirtoa kylmän lasimurskan ja kuumien poistokaasujen välillä esitetään kuviossa 1, jossa 1 on pystysuunnassa alaspäin liikkuva lasimurs-kakerros ja nuolet 2 edustavat vaakasuunnassa virtaavaa 30 kaasua. Kaikissa pystyakselin kohdissa y, jotka ovat koh-. dan y = 0 yläpuolella, poistokaasua estetään virtaamasta lasimurskakerroksen läpi yhtenäisellä metallilevyllä. Kaikissa kohdissa, jotka ovat kohdan y = 0 alapuolella, poistokaasun annetaan virrata lasimurskakerroksen läpi. Näin 35 ollen jossakin kohdassa y = y1 poistokaasulla on lämpötila- • · 7 104249 profiili kerroksen läpi vaaka-akselin asemakoordinaatin x funktiona. Tyypillisiä profiileja esitetään kuvioiden 2 ja 3 käyrästöissä. Tässä poistokaasun lämpötila on piirretty koordinaatistoon kerroksessa olevan vaaka-akselin aseman x 5 funktiona poistokaasun kerrokseen osuvan pinnanmyötäisen nopeuden U ollessa parametrina. Nämä kaksi käyrästöä koskevat kahta eri lasimurskan sisääntulolämpötilaa, nimittäin 20 ja 150 °C.

Kuten kuviosta 2 nähdään pienillä kaasun nopeuksil-10 la (U = 0,5 m/s) kaasun lämpötila laskee sen tuloarvosta (tässä tapauksessa 450 eC) lasimurskan tulolämpötilaan (tässä tapauksessa 20 eC) hyvin lyhyellä, ts. alle 50 mm:n matkalla. On huomattava, että poistokaasujen hapon kaste-piste on tyypillisesti noin 150 °C, joten kaasu jäähtyy 15 lämpötilaan, joka on sen hapon kastepisteen alapuolella, ja hapon kondensoitumista tapahtuisi. Kun kaasun nopeus kasvaa, kaasu säilyttää lämpötilansa suuremmalle tunkeutu-missyvyydelle kerrokseen. Kuitenkin jos kerros on tarpeeksi paksu, kaasu jäähtyy aina kastepisteen alapuolelle.

20 Kaksi toimintavaihtoehtoa, jotka voivat varmistaa, ettei kaasu jäähdy kastepisteensä alapuolelle, ovat ensiksi lasimurskan tulolämpötilan pitäminen 150 °C:ssa tai sen yläpuolella, jolloin kaasun lämpötila pysyy aina 150 °C:n yläpuolella, kuten kuvio 2 esittää. Tämä vaihtoehto sallii 25 tällöin täyden toimintavapauden kerroksen suunnittelussa suodattimeksi sallien erityisesti kaasun nopeuksien ja kerrospaksuuksien vapaan valitsemisen.

Toiseksi kaasun nopeutta voidaan nostaa ja kerrospaksuutta voidaan pienentää vaadittuihin arvoihin. Esimer-30 kiksi, jos nopeus on 2,0 m/s ja kerrospaksuus on alle 200 mm, kaasun lämpötila on aina yli 150 °C. Yleensä tämä lähestymistapa johtaa malleihin, jotka eivät voi olla tehokkaita suodattimia. Optimaalinen suodatinmalli vaatii alle 0,4 m/s:n nopeuksia ja yli 500 mm:n paksuuksia. Lisäksi 8 104249 suuret kaasun nopeudet vaikuttaisivat lasimurskan liikkeeseen, eikä käytännön suodatintoiminta olisi mahdollinen.

Koskien lasipölyn muodostumisongelmaa lasimurskassa on varmasti mahdollista käyttää yksinkertaisesti mekaanis-5 ta erotuslaitetta, kuten täryseuloja pölyn poistamiseen lasimurskasta, mutta nämä on havaittu epätyydyttäviksi kahdesta syystä. Hienoa materiaalia ei kyetä tehokkaasti erottamaan märästä lasimurskasta, koska vesi toimii liimana. Esimerkiksi vaikka huomattava määrä hienoa materiaalia 10 voidaan poistaa täryseulalla, seuraavan kuivauksen jälkeen vapautuu lisää hienoa materiaalia. Toiseksi kaikki myöhempi mekaaninen käsittely, johon liittyy lasimurskan iskeytyminen koville pinnoille, johtaa lisämurtumiseen ja hienojakoisten osien muodostumiseen. Tämän vuoksi lasimurska 15 olisi hyödyllistä kuivata ja puhdistaa hienosta materiaalista välittömästi ennen sen tuloa suodattimeen suorittamatta mitään välittömiä kuljetusvaiheita.

Esillä oleva keksintö saa aikaan ratkaisun puhtaan, esikuumennetun lasimurskan aikaansaamisen ongelmaan. Lasi-20 murska voidaan toimittaa tämän keksinnön laitteeseen märkänä hienon lasipölymateriaalin kuormittamana ja ympäristön lämpötiloissa (noin 20 °C). Koska ei ole mahdollista suunnitella tehokasta suodatinta tätä materiaalia hyväksikäyttäen, materiaalin on käytävä läpi esivakiointivaihe. 25 Eräs tämän keksinnön kohdista on tämän esivakiointivaiheen ainutlaatuinen yhdistäminen tehokkaaseen suodatinmalliin.

Esivakiointivaiheena käytetään riittävän ohutta la-simurskakerrosta, johon on yhdistetty riittävän suurella nopeudella liikkuva kaasuvirtaus, jotta poistokaasujen 30 jäähtymistä niiden hapon kastepisteeseen ei tapahdu. Koska tämän lasimurskakerroksen ei tarvitse olla suodatin, ei haittaa jos lasimurska on märkää ja kuuma kaasu kuivaa lasimurskan. Samoin suuri kaasun nopeus tässä kerroksessa toimii poistaen lasipölymateriaalin, joka vapautuu lasi-35 murskan kuivumisen aikana, puhaltamalla sen pois kerrok-

• I

9 104249 sesta. Edelleen kerroksen pystysuora korkeus valitaan siten, että lasimurska kuumenee kaasun hapon kastepisteen yläpuolelle niin, että myöhempi käyttö sähköstaattisessa suodatuskerroksessa käy mahdolliseksi. Lasimurska virtaa 5 esivakiointikerroksesta suodatuskerrokseen juohealla tavalla. Tässä mielessä esivakiointikerros ja suodatuskerros ovat edullisesti vierekkäisiä niin, ettei mitään vapaata pudotustörmäystä koville pinnoille eikä enempää lasipölyn muodostusta tapahdu.

10 Kuvio 4 esittää tämän keksinnön laitteiston ensim mäistä edullista toteutusmuotoa. Laitteisto, jota on yleisesti merkitty numerolla 10, on sylinterisymmetrinen moduli, mutta muitakin muotoja voidaan käyttää kulloisestakin sovellutuksesta riippuen. Kuumat poistokaasut tulevat mo-15 duliin syöttöputken 12 läpi ja kaasukupu 16 levittää ne ympäri esivakiointikerroksen 14 ulkokehää. Lasimurska täyttää esivakiointikerroksen 14 yhden tai useampien syöt-töputkien 18 ja jakosuppilon 20 läpi. Esivakiointikerros 14 on säiliö, jonka muodostavat samankeskiset kanavat, 20 joissa on aukkoja tai rakoja, esimerkiksi ulommat säleluu-kut 22 ja sisemmät säleluukut 24. Kaasut kulkevat lasi-murskan läpi ja prosessissa lasimurska kuivuu ja esikuume-nee. Kaasun nopeus ja kerroksen 14 paksuus valitaan siten, että poistokaasut eivät jäähdy niiden hapon kastepisteen 25 alapuolelle. Todellinen hapon kastepiste on luonnollisesti poistokaasuissa olevan hapon koostumuksen funktio. Yleensä hapon kastepiste on noin 150 eC, mutta se voi vaihdella välillä 100 - 190 °C. Yleensä kaasun nopeus on välillä 0,5 - 3,0 m/s, tavallisesti 1,0 - 2,5 m/s ja tyypillisesti 30 välillä 1,5 - 2,0 m/s. Kerrospaksuus on yleensä välillä .. noin 50 - 300 mm, tyypillisesti välillä noin 100 - 200 mm.

Kaasun suurin nopeus kerroksessa toimii myös poistaen hienoa materiaalia lasimurskasta. Sen jälkeen, kun lasimurska on kuivattu ja hienojakoiset osat ovat vapautu-35 neet, kaasun nopeus on riittävä puhaltamaan hienojakoiset •.

10 104249 osat kerroksen läpi. Hienojakoiset osat poistuvat sisempien säleluukkujen 24 läpi. Pääosa hienojakoisista osista putoaa keräyssylinteriin 26, josta ne putoavat painovoi-maisesti modulin 10 pohjalle putken 28 läpi ja lisätään 5 modulista poistuvaan kuumaan lasimurskaan. Osa hienojakoisista osista pääsee karkuun keruusylinteristä 26, mutta suurin osa niistä putoaa modulin 10 sisäosan 30 läpi si-sempään kartiosuppiloon 32, josta ne puretaan painovoimai-sesti modulista 10 poistuvaan kuumaan lasimurskaan.

10 Ohitusputket ja tuuletusaukot 34 tekevät osalle poistokaasuista mahdolliseksi ohittaa esivakiointikerros. Nämä tuuletusaukot tekevät mahdolliseksi säätää sen kaasun tilavuutta, joka ohittaa esivakiointikerroksen ja tällä tavoin kaasun nopeutta esivakiointikerroksessa voidaan 15 säätää. Tämä on tärkeää, sillä liian suuri nopeus esivakiointikerroksessa aiheuttaisi suurempien lasimurskapalas-ten karkaamisen kerroksesta, kun taas liian pieni nopeus ei puhaltaisi tehokkaasti ulos hienojakoisia osia ja/tai johtaisi siihen, että poistokaasut jäähtyvät niiden hapon 20 kastepisteen alapuolelle. Vain yksi ohitusputki/tuuletus- aukko 34 on tarpeen, mutta useat olisivat edullisia kaasu-virran jakamiseksi paremmin kerroksen ulkokehän ympäri.

Esivakiointikerroksen 14 pystysuora korkeus valitaan niin, että lasimurska esikuumenee riittävästi kaasun \ 25 hapon kastepisteen yläpuolelle siten, että lasimurskaa voidaan sen jälkeen käyttää sähköstaattisessa lasimurska-kerrossuodattimessa (ECB-suodatin) 36. Tämä toteutetaan aikaansaamalla sellainen lasimurskakerroksen virtausnopeus ja lasimurskakerroksen korkeus, että saavutetaan riittävä 30 lasimurskan viipymäaika esivakiointikerroksessa. Yleensä lasimurskan viipymäaika on välillä 1-50 minuuttia, toi-votusti välillä 5-30 minuuttia ja edullisesti välillä 10 - 20 minuuttia.

Esivakiointikerroksesta 14 poistuvat kaasut johde-35 taan keruusylinterin 26 ja ionisaattorisylinterin 40 väli- 104249 sen rengasmaisen tilan 38 läpi. Molemmat nämä sylinterit 26 ja 40 ovat sähköisesti maadoitettuja ja toimivat ionisaattorin anodielektrodeina. Ionisaattorin purkauskatodi-elektrodi 42 on sijoitettu samankeskeisesti rengasmaiseen 5 tilaan 38 ja se on tuettu keraamisilla eristinholkeilla (ei esitetty). Katodielektrodi 42 on yhdistetty suurjänni-tetasavirtateholähteeseen (ei esitetty) ja se muodostaa koronapurkauksen rengasmaiseen tilaan 38. Kun poistokaasut kulkevat rengasmaisen tilan 38 läpi, mukana kulkeutuneet 10 pölyhiukkaset saavat sähköstaattisen varauksen.

Poistokaasut johdetaan seuraavaksi ECB-suodattimeen 36, joka muodostuu lasimurskasta, joka täyttää tilan 46 niiden rajojen välissä, jotka muodostuvat samankeskisistä kanavista, joissa on aukkoja tai rakoja, kuten sisemmät 15 säleluukut 48 ja ulommat säleluukut 50, jotka on molemmat sähköisesti maadoitettu. Tässä toteutusmuodossa ECB-suoda-tin 36 ja esivakiointikerros 14 ovat vierekkäisiä. Tämä järjestely on edullinen, koska se estää lasimurskan vapaan putoamisen esivakiointikerroksesta 14 ECB-suodattimeen 36. 20 Suurjännite-elektrodi 52 on sijoitettu samankeski- sesti säleluukkujen 48, 50 väliin ja se on tuettu keraamisilla eristinholkeilla 54. Elektrodi on rei'itetty poisto-kaasun kulun sallimiseksi sen läpi.

ECB-suodatin 36 on suunniteltu huomattavasti pie-'· 25 nemmälle kaasun nopeudelle ja huomattavasti suuremmalle kerrospaksuudelle kuin esivakioitu kerros. Yleensä nopeus on noin 0,1 - 0,5 m/s ja tyypillisesti 0,2 -0,4 m/s. Paksuus on yleensä noin 400 - 1 000 mm ja edullisesti noin 500 - 750 mm. Lasimurska virtaa ECB-suodattimen läpi esi-30 vakiointikerroksesta ja puretaan pohjasuppilon 56 läpi putkeen 58. Virtausnopeus on luonteeltaan sellainen, että tapahtuu vain vähän tai ei lainkaan hienojakoisen lasin muodostumista. Yleensä tämä saadaan aikaan huolehtimalla lasimurskan riittävän pienestä liikenopeudesta ensimmäisen 35 ja toisen kerroksen läpi. Lasimurskan virtausnopeus ensim- 12 104249 mäisen liikkuvan kerroksen läpi on sellainen, että lasi-murskan vapaa putoaminen ja niin ollen hienojakoisten osien syntyminen vältetään. Lasimurskan virtausnopeus toisessa kerroksessa on paljon pienempi kuin ensimmäisen ker-5 roksen läpi.

Lasimurskan lämpötila sen tullessa ECB-suodattimeen 36 on poistokaasun hapon kastepisteen (esim. 150 °C) yläpuolella lähtien sen altistumisesta kuumille poistokaasuille esivakiointikerroksessa. Lasimurskan poistumisläm-10 pötila riippuu lasimurskan läpäisynopeudesta'ja moduliin 10 tulevan poistokaasun lämpösisällöstä, mutta on tyypillisesti välillä noin 300 - 450 °C.

Kerroksessa oleva elektrodi 52 on yhdistetty suur-jänniteteholähteeseen (ei esitetty) ja se polaroi näin ol-15 Ien kerroksessa olevat lasimurskakappaleet. Polaroitu la simurska vetää tällöin kaasusta puoleensa sähköstaattisesta varautuneita saostepölyhiukkasia, jotka kiinnittyvät lasimurskakappaleisiin. Puhdistettu kaasu kerääntyy pois-tokupuun 60 ja poistuu modulista putken 62 läpi.

20 Edellä kuvattu laitteisto kykenee esikäsittelemään raakalasimurskaa, joka koostuu jopa 100-%risesti ekologisesta lasimurskasta. Yleensä lasimurskalla, olipa se peräisin lasitehdaslähteestä tai ekologisista lähteistä, tulee olla keskikoko välillä noin 1,0 - 50 mm, toivotusti *. 25 välillä noin 2 - 20 mm ja edullisesti välillä noin 4 - 10 mm. Lasimurskan koko riippuu useista tekijöistä, kuten lasimurskan tyypistä, halutusta läpivirtauksesta laitteistossa ja halutusta lasimurskan virtausnopeudesta.

Kuvio 5 kuvaa keksinnön laitteiston toista toteu-30 tusmuotoa. Tämä toinen toteutusmuoto eroaa kuvion 4 vas-taavasta siinä tavassa, jolla lasin hienojakoiset osat ke- « rätään talteen poistokaasuista, ja poistokaasujen kulkutiestä esivakiointikerroksessa. Kuvion 5 laitteisto, jota on yleisesti merkitty numerolla 110, on sylinterisymmet-35 rinen moduli, kuten kuvion 4 toteutusmuodossa, mutta jäi- 13 104249 leen muitakin muotoja voidaan käyttää riippuen kulloisestakin sovellutuksesta. Kuumat poistokaasut tulevat modu-liin syöttöputken 112 läpi. Lasimurska täyttää esivakioin-tikerroksen 114 syöttöputken tai -putkien 118 ja levitys-5 suppilon 120 kautta. Esivakiointikerros 114 muodostuu säiliöstä, kuten samankeskisistä kanavista, joissa on aukkoja tai rakoja, esim. sisempiä säleluukkuja 122 ja ulompia sä-leluukkuja 124.

Osa sisääntulevista poistokaasuista kulkee esiva-10 kiointikerroksessa olevan lasimurskan läpi ja prosessissa lasimurska kuivuu ja esikuumenee. Samat suunnittelukriteerit kuin kuvion 4 esivakioinnille pätevät myös tälle toteutusmuodolle. Suuri kaasun nopeus kerroksessa toimii myös poistaen hienojakoista materiaalia lasimurskasta. 15 Hienojakoiset osat poistuvat kerroksesta ulompien säle-luukkujen 124 läpi ja ne kulkeutuvat ulos modulista ulos-virtaavien poistokaasujen mukana. Nämä ulosvirtaavat poistokaasut johdetaan sitten tavanomaisen mekaanisen pölynke-rääjän, kuten syklonin 126 läpi, jossa lasin hienojakoiset 20 osat erotetaan kaasusta ja puretaan putken 128 läpi. Puhallin 130 saa aikaan tarpeellisen alipaineen poistokaasujen imemiseksi esivakiointikerroksen 14 ja syklonin 126 läpi. Kaasut johdetaan sitten takaisin sisääntuleviin kaasuihin ja sekoitetaan niihin.

.· 25 Kuumat kaasut, joita ei imetä esivakiointikerroksen 114 läpi, kulkevat ionisaattorialueen läpi, joka käsittää ulomman anodisylinterin 132, sisemmän anodisylinterin 134 ja katodielektrodin 136. Ionisaattorin toiminta on sama kuin kuvion 4 toteutusmuodossa.

30 Kaasut johdetaan sitten ECB-suodattimeen 138, joka *· muodostuu lasimurskasta, joka täyttää rengasmaisen tilan 140, joka muodostuu rajoista, joita kuvattiin ensimmäisessä toteutusmuodossa, esimerkiksi sisemmistä säleluukuista 142 ja ulommista säleluukuista 144, jotka molemmat on säh-35 köisesti maadoitettu. Suurijännite-elektrodi 146 on sijoi- • · 14 104249 tettu samankeskisestä säleluukkujen 142 ja 144 väliin ja se on tuettu keraamisilla eristinholkeilla 146. Elektrodi on rei'itetty kaasun kulun sallimiseksi sen läpi. ECB-suo-dattimen 138 toiminta ja malli ovat samat kuin ensimmäi-5 sessä toteutusmuodossa.

Puhdistettu kaasu kerääntyy poistokupuun 148 ja poistuu modulista putken 150 kautta. Lasimurska virtaa esivakiointikerroksen läpi ja puretaan pohjasuppilon 152 läpi putkeen 154.

10 Vaikka esillä olevaa keksintöä on kuvattu keksinnön edullisten toteutusmuotojen yhteydessä, alaan perehtyneet voivat arvioida, että lisäyksiä, korvaamisia, muunnoksia ja poistoja, joita ei ole erityisesti kuvattu, voidaan tehdä poikkeamatta keksinnön hengestä ja suojapiiristä, 15 jotka määritellään oheisissa patenttivaatimuksissa.

Claims (22)

104249 Patenttivaat imukset

1. Menetelmä hiukkasmaisten saastepäästöjen vähentämiseksi lasiuunin poistokaasuista, tunnettu 5 siitä, että se käsittää vaiheet, joissa: (a) aikaansaadaan raakalasimurskan ensimmäinen liikkuva kerros, jonka raakalasimurskan pintaan on tarttunut epäpuhtauksia kosteus ja hieno lasipölymateriaali mukaan luettuna; 10 (b) johdetaan lasiuunin poistokaasut ensimmäisen liikkuvan kerroksen läpi, jotka poistokaasut sisältävät hiukkasmaista saastetta ja kondensoituvaa happoa kehittäviä materiaaleja, poistokaasujen nopeuden ensimmäisen liikkuvan kerroksen läpi ollessa sellainen, että poisto-15 kaasut jäähtyvät lämpötilaan, joka on niiden hapon kaste-pisteen yläpuolella; (c) sekoitetaan ainakin osa raakalasimurskasta peräisin olevasta kosteudesta ja hienosta lasipölymateriaa-lista lasiuunin poistokaasuihin, jotka kulkevat ensimmäi- 20 sen liikuvan kerroksen läpi; (d) kuumennetaan samanaikaisesti ensimmäinen liikkuva kerros lämpötilaan, joka on poistokaasujen hapon kas-tepisteen yläpuolella, jolloin muodostuu puhdistettua, esikuumennettua lasimurskaa; ».· 25 (e) ionisoidaan sähköstaattisesti hiukkasmainen saastepölymateriaali jäähdytetyissä poistokaasuissa sen jälkeen, kun ne tulevat ulos ensimmäisestä liikkuvasta kerroksesta; (f) muodostetaan lasimurskan toinen liikkuva kerros 30 käyttäen ensimmäisestä liikkuvasta kerroksesta saatua puh- ! distettua, esikuumennettua lasimurskaa; (g) polaroidaan sähköisesti lasimurskan toinen liikkuva kerros; (h) johdetaan jäähtyneet poistokaasut sähköisesti 35 polaroidun toisen kerroksen läpi ja kerrostetaan toiselle 16 104249 kerrokselle ainakin osa jäähdytetyissä poistokaasuissa olevasta sähköstaattisesti ionisoidusta hiukkasmaisesta saasteesta ja hienosta lasipölymateriaalista, jolloin muodostuu puhdistettuja poistokaasuja; 5 (i) puretaan puhdistetut poistokaasut ulos; ja (j) puretaan lasimurskan toinen kerros mukaan luettuna kerrostunut hiukkasmainen saaste ja pölymateriaali, lasinsulatusuuniin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 10 tunnettu siitä, että ensimmäisen kerroksen paksuus on noin 100 - 400 mm.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että poistokaasun nopeus ensimmäisen kerroksen läpi on noin 1,0 - 2,0 m/s.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisen kerroksen paksuus on noin 500 - 1 000 mm.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että poistokaasun nopeus toisen 20 kerroksen läpi on noin 0,2 - 0,4 m/s.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että raakalasimurska sisältää kierrätettyä ekologista jätelasia.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, ; 25 tunnettu siitä, että raakalasimurskan keskikoko on noin 2-20 mm.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitussa ensimmäisessä liikkuvassa kerroksessa oleva raakalasimurska sisältyy 30 renkaaseen, jonka muodostavat samankeskisesti sijoitetut ! sisä- ja ulkokanavat, joissa on lukuisia aukkoja tai ra koja, ja että mainitut lasiuunin poistokaasut kulkevat mainitun ensimmäisen kerroksen läpi mainitusta ulkokana-vasta mainittuun sisäkanavaan mainittujen aukkojen tai 35 rakojen kautta. 104249

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitussa ensimmäisessä liikkuvassa kerroksessa oleva raakalasimurska sisältyy renkaaseen, Jonka muodostavat samankeskisestä sijoitetut 5 sisä- ja ulkokanavat, joissa on lukuisia aukkoja tai rakoja, ja että mainitut lasiuunin poistokaasut kulkevat mainitun ensimmäisen kerroksen läpi mainitusta sisäkana-vasta ja poistuvat mainitun ulkokanavan läpi mainittujen aukkojen tai rakojen kautta.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen 'menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää vaiheet, joissa johdetaan ensimmäisestä vaiheesta poistuvat jäähtyneet poistokaasut pölynkerääjän läpi niiden mukana kulkeutuneen hienon lasipölymateriaalin poistamiseksi ja kierrätetään 15 pölynkerääjästä ulostulevat puhdistetut poistokaasut sisä-kanavaan.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu pölynkerääjä koostuu syklonista.

12. Laitteisto hiukkasmaisten saastepäästöjen vä hentämiseksi lasiuunin poistokaasuista, tunnettu siitä, että se sisältää: (a) säiliön raakalasimurskan ensimmäiselle liikkuvalle kerrokselle, jonka pintaan on tarttunut epäpuhtauk- ' ' 25 siä, kosteus ja hieno lasipölymateriaali mukaan luettuna; (b) välineen lasiuunin kuumien poistokaasujen johtamiseksi ensimmäisen liikkuvan kerroksen läpi, jotka poistokaasut sisältävät hiukkasmaista saastetta ja kondensoituvaa, happoa kehittäviä materiaaleja, poistokaasujen 30 nopeuden ensimmäisen kerroksen läpi ollessa sellainen, et-| tä poistokaasut jäähtyvät lämpötilaan, joka on niiden ha pon kastepisteen yläpuolella, jolloin ainakin osa lasi-murskasta peräisin olevasta kosteudesta ja hienosta lasi-pölymateriaalista kulkeutuu ensimmäisen liikkuvan kerrok- 35 sen läpi kulkevien kaasujen mukana, ja jolloin poistokaa- 104249 sut kuumentavat ensimmäisen liikkuvan kerroksen lämpötilaan, joka on poistokaasujen hapon kastepisteen yläpuolella; (c) sähköstaattisen ionisaattorin jäähdytetyissä 5 poistokaasuissa olevien pölyhiukkasten sähköstaattiseksi ionisoimiseksi sen jälkeen, kun ne poistuvat ensimmäisestä liikkuvasta kerroksesta; (d) säiliön toista liikkuvaa kerrosta varten, joka on muodostettu ensimmäisestä liikkuvasta kerroksesta pe- 10 räisin olevasta puhdistetusta, esikuumennetusta lasimurs kasta; (e) sähköisen polarisaattorin lasimurskan toisen kerroksen sähköiseksi polaroimiseksi; (f) välineen jäähdytettyjen poistokaasujen johtami-15 seksi sähköisesti polaroidun toisen liikkuvan kerroksen läpi ja jäähdytetyissä poistokaasuissa olevan sähköstaattisesta ionisoidun hiukkasmaisen saasteen ja pölymateriaa-lin kerrostamiseksi ainakin osittain toisen kerroksen pinnalle, jolloin muodostuu puhdistettuja poistokaasuja; 20 (g) poistoputken puhdistettujen poistokaasujen pur kamiseksi ulos; ja (h) poistoputken lasimurskan toisen kerroksen purkamiseksi, joka sisältää kerrostettua hiukkasmaista saastetta ja pölymateriaalia, lasinsulatusuuniin.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ensimmäisen kerroksen paksuus on noin 100 - 400 mm.

14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että poistokaasun nopeus ensimmäi-30 sen kerroksen läpi on noin 1,0 - 2,0 m/s. ] 15. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että toisen kerroksen paksuus on noin 500 - 1 000 mm. 104249

16. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että poistokaasun nopeus toisen kerroksen läpi on noin 0,2 - 0,4 m/s.

17. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laitteisto, 5 tunnettu siitä, että raakalasimurska sisältää kierrätettyä ekologista jätelasta.

18. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että raakalasimurskan keskikoko on noin 2-20 mm.

19. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainitussa ensimmäisessä liikkuvassa kerroksessa oleva raakalasimurska sisältyy renkaaseen, jonka muodostavat samankeskisesti sijoitetut sisä- ja ulkokanavat, joissa on lukuisia aukkoja ja ra-15 koja, ja että mainitut lasiuunin poistokaasut kulkevat mainitun ensimmäisen kerroksen läpi mainitusta ulkokana-vasta mainittuun sisäkanavaan mainittujen aukkojen tai rakojen kautta.

20. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laitteisto, 20 tunnettu siitä, että mainitussa ensimmäisessä liikkuvassa kerroksessa oleva raakalasimurska sisältyy rengasmaiseen tilaan, jonka muodostavat samankeskisesti sijoitetut sisempi ja ulompi kanava, joissa on lukuisia aukkoja tai rakoja, ja että mainitut lasiuunin poistokaa-: 25 sut kulkevat mainitun ensimmäisen kerroksen läpi mainitus ta sisäkanavasta ja poistuvat mainitun ulkokanavan läpi mainittujen aukkojen tai rakojen kautta.

21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se sisältää pölynkerääjän 30 virtausyhteydessä mainittuun ulkokanavaan, joka pohjake-; rääjä huolehtii niiden hienojen lasipölyhiukkasten pois- tosta, jotka ovat kulkeutuneet jäähtyneiden poistokaasujen mukana, jotka poistuvat ensimmäisestä kerroksesta, ja sisältää välineen pölynkerääjästä poistuvien puhdistettujen 35 poistokaasujen kierrättämiseksi sisäkanavaan. 104249

22. Patenttivaatimuksen 21 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittu pölynkerääjä koostuu syklonista. 104249