FI90654B - Mineraalivillajätteen tuhoaminen ja käyttäminen uudestaan - Google Patents

Description

1 90654

Mineraalivillajätteen tuhoaminen ja käyttäminen uudestaan Destruktion och äteranvändning av mineralullsrester

Keksinnön kohteena on menetelmä mineraalivillajätteen tuhoamiseksi sekä mainitun jätteen käyttämiseksi uudestaan mineraali-villan valmistukseen, sekä laite tämän menetelmän toteuttamiseksi.

Mineraalivillaa valmistettaessa jopa 30 % uunista saadusta mineraalivillamassasta hylätään jätteenä. Jätettä tuottaa myös kehruukone, mineraalivillan viipaloiminen tai leikkaaminen lohkoiksi, mineraalivillamassan valmistuksen aikana vallinneet vääränlaiset olosuhteet sekä mineraalivillamassan kuljetus kehruukoneelle tai kehruukoneessa. Mineraalivillajäte voi myös käsittää materiaalia, joka on hylätty käytön jälkeen, esimerkiksi sellaista mineraalivillaa, jota on käytetty kasvien kasvatukseen ilman multaa, ja jota pidetään muuhun tarkoitukseen käyttökelvottomana viljelykauden jälkeen, ja joka näin ollen palautetaan valmistajalle hävittämistä varten.

Eräs menetelmä tällaisen mineraalivillajätteen tai hylkytava-ran tuhoamiseksi ja samalla sen hyväksikäyttämiseksi käsittää mineraalivillajätteen puristamisen briketeiksi sekoittaen siihen samalla lisäaineita, esimerkiksi sementtiä, näiden brikettien mekaanisen lujuuden parantamiseksi. Sitten nämä briketit laitetaan uuniin yhdessä tavanomaisen lähtömateriaalin, diabaasin ja koksin kanssa. Tämän menetelmän kustannukset ovat suuret johtuen välttämättömyydestä puristaa mineraali-villa kokoon ja sekoittaa siihen mitattuja määriä lisäaineita. Koska brikettien mekaaninen lujuus ei aina ole niin suuri, että ne kestäisivät niihin kohdistuvia rasituksia ja kuormituksia, niin jotkut briketeistä murskautuvat uunissa ja estävät tällä tavalla kuumien uunikaasujen virtaamisen ylöspäin uunissa uunipanoksen esikuumentamiseksi sekä poistumisen uunista.

2 90654

Patenttijulkaisussa WO 87/07591 on kuvattu toinen menetelmä, jossa mineraalivillajäte syötetään uuniin polttimen avulla. Tässä tapauksessa jäte syötetään uuniin yhdessä palamiseen tarvittavan polttoaineen tai palamiseen tarvittavan kaasun kuten ilman tai hapen kanssa, polttimen rakenteesta riippuen. Tämän menetelmän haittana on se, että uunin lämpötilan säätäminen on vaikeata, ja että tuloksena saadun sulatteen lämpötila vaihtelee erityisen herkästi ajan suhteen. Kun polttimen tuottama teho on liian pieni polttimen läpi johdettuun jätemäärään nähden, niin tällöin on todennäköistä, että sulamatta jäänyt jätemateriaali tukkii poistuvien, uunin läpi sen ulosmenoa kohti virtaavien uunikaasujen kulkureitin.

Oheisen keksinnön tavoitteena on välttää tunnettuihin tekniikoihin liittyvät haitat sekä saada aikaan menetelmä, jonka avulla mineraalivillajäte voidaan tuhota hallitulla tavalla mineraalivillasulateen tuottamiseen käytetyn uunin toiminta-olosuhteita kuitenkaan häiritsemättä.

Toisena tavoitteena on tuhotun jätteen hyväksikäyttö mineraali-villan valmistuksessa.

Muuna tavoitteena on saada aikaan laite, jolla mineraalivilla-jäte saadaan muunnetuksi sulaan muotoon mineraalivillan valmistamista varten.

Näin ollen oheisen keksinnön kohteena on menetelmä mineraali-villajätteen tuhoamiseksi ja jätteen käyttämiseksi uudestaan mineraalivillan valmistuksessa, jossa mineraalivillan valmistamiseksi tarkoitettua sulatetta tuotetaan uunissa, tämän menetelmän ollessa tunnettu siitä, että siinä hienojakoista mineraali villajätettä syötetään säiliöön ja tämä hienojakoinen jäte johdetaan säiliössä happipolttimen avulla aikaansaadun kuumennus vyöhykkeen läpi, jossa vyöhykkeessä mineraalivillajä-te muuttuu sulaan tilaan; minkä jälkeen tämä sula mineraalivillaj äte johdetaan uunissa tuotettuun sulaan hauteeseen sen käyttämiseksi mineraalivillan valmistukseen, tai uunin ja kehruuko- 3 90654 neen välissä sijaitsevaan välisäiliöön johtamalla sulate uunista tähän välisäiliöön. Keksinnön kohteena on myös järjestely mineraalivillajätteen tuhoamiseksi ja jätteen käyttämiseksi uudestaan mineraalivillan valmistukseen siten, että uunissa tuotetaan sulatetta, jota on tarkoitus käyttää mineraalivillan-valmistukseen, tämän järjestelyn käsittäessä säiliön, vähintään yhden happipolttimen, joka on asennettu säiliön seinään, ja joka kykenee saattamaan mineraalivillajätteen sulaan tilaan, sekä vähintään yhden linjan sulan mineraalivillajätteen poistamiseksi, tämän linjan yhdistäessä säiliön uuniin tai välisäiliöön, joka on sijoitettu uunin ja kehruukoneen väliin.

Keksinnön edullisia suoritusmuotoja on esitetty itsenäisistä patenttivaatimuksista riippuvissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Keksintöä kuvataan yksityiskohtaisemmin liitteenä oleviin piirustuksiin viitaten, joissa piirustuksissa:

Kuvio 1 esittää kaavamaisesti, pystysuorana poikkileikkauksena mineraalivillan valmistukseen tavanomaisesti käytettyä laitosta, johon keksinnön mukainen järjestely mineraalivillajätteen käyttämiseksi uudestaan on yhdistetty; ja

Kuvio 2 esittää kaavamaisesti, pystysuorana poikkileikkauksena keksinnön mukaisen järjestelyn toista suoritusmuotoa.

Järjestely, joka on esitetty kaavamaisesti kuviossa 1, käsittää kupoliuunin 200, johon kuuluu olennaisesti sylinterimäinen uunikammio 201 ja sitä ympäröivä vesijäähdytteinen seinä 202. Uunin yläosaan on sijoitettu syöttökartio, jonka alaosa on kuviossa esitetyllä tavalla säiliön 204 muotoinen, joka säiliö on yhdistetty uuniin syöttöventtiilillä, jota ei olla esitetty. Tämän syöttöventtiilin avulla lähtömateriaalia, joka on olennaisesti diabaasia ja hiilipitoista materiaalia, voidaan syöttää keskeytyvästä uuniin, ja lisäksi venttiilin tehtävänä 4 90654 on estää kaasun poistuminen uunista säiliön 204 kautta. Uunin yläosassa on savukaasujen ulostulo 206.

Uunissa 200 on laakea pohja 207 ja jonkin verran uunin pohjan 207 yläpuolelle on sijoitettu ulostulo 205, jonka kautta mineraalivillan muodostamiseen käytettävä sula materiaali poistuu uunista. Uunin seinän 202 alaosan, sitä ympäröiväksi vaakasuoraksi renkaaksi, on sijoitettu lukuisia kanavia 209, jotka ulottuvat uunissa olevan sulatteen yli. Kukin näistä kanavista 209 on liitetty vastaavalla venttiilillä 201 pyöreään syöttö-linjaan 211, joka on liitetty paineilman tai hapella rikastetun ilman lähteeseen (ei esitetty).

Uunin seinään 202 on voitu asentaa lukuisia happipolttimia 301. Myös nämä polttimet on sijoitettu vaakasuoraksi renkaaksi, säännöllisen välimatkan päähän toisistaan. Polttimet on varustettu jäähdytysvaipalla ja ne toimivat nestemäisellä tai kaasumaisella polttoaineella, edullisesti hapella. Piirustuksessa ei olla esitetty näiden polttimien kannalta välttämättömiä syöttöli nj oj a.

Raaka-aine, jota käytetään tavoitteena olevan sulatteen tuottamiseen, kuten koksi, laitetaan uuniin säiliön 204 kautta, ja se kulkee mainitun venttiilin läpi ennen uuniin joutumistaan. Uuniin johdettu materiaali sijaitsee ensin esikuumennusvyö-hykkeessä, jossa se kohtaa ylöspäin virtaavia savukaasuja. Palamislämpö, jota syntyy, kun koksia poltetaan hapen kanssa, kuumentaa tätä materiaalia hapetusvyöhykkeessä, johon kanavat ja valinnaisesti myös polttimet 301 on sijoitettu.

Tuloksena oleva sula haude, joka kerääntyy uunin pohjalle, valuu ulos uunista putkilinjaa tai poistokourua 205 pitkin, josta putkilinjasta tai poistokourusta poistevirta 6 kulkee edelleen alaspäin kehruukoneeseen 8, jossa se törmää nopeasti pyörivään kehruupyörään 18. Kehruukoneeseen johdetaan pieniä määriä muovimateriaalia ja öljyä vastaavasti linjoja 9 ja 10 pitkin. Kehruukoneessa sulate muuttuu keskipakovoimien seu- 5 90654 rauksena gossamer-ohuiksi kuiduiksi. Kehruukoneeseen johdettu muovimateriaali toimii sideaineena ja öljyn ansiosta tuote saadaan pölyttömäksi ja vettä hylkiväksi. Imu vetää ohuet kuidut tai säikeet kehruukammiossa 11 kuljetinhihnalle, jolle ne muodostavat paksun maton 12. Tämän jälkeen matto kuljetetaan kehruukammiosta valmistusprosessin seuraavaan vaiheeseen.

Kuvion 1 mukainen järjestely käsittää myös säiliön 20 mineraali villajätteen tuhoamista varten. Tässä suoritusmuodossa säiliö on muodoltaan edullisesti pystyssä oleva sylinteri, jossa on sylinterimäinen vaippaseinä 24 sekä pyöreät seinät 43 ja 23, jotka määrittävät vastaavasti säiliön huipun ja pohjan, ja säiliön sisäpinta on vuorattu tulenkestävällä materiaalilla. Säiliön 20 yläosaan, sylinterimäiseen vaippaseinämään 24 on asennettu vähintään yksi poltin 25. Poltin on suunnattu alaspäin " tangentiaalisesti". Oheisessa keksinnössä käsitteellä " tangentiaalisesti" tarkoitetaan olennaisesti tangentiaalisesti, eli poltin on suunnattu siten, että palamiskaasut saadaan virtaamaan seinän 24 sisäpintoja pitkin kierteen tavoin. Useita polttimia käytettäessä polttimet on sijoitettu symmetrisesti samaan vaakasuoraan tasoon tai eri tasoille säiliön 20 vaippaseinän 24 yläosassa.

Poltin 25 on varustettu vesijäähdytteisellä vaipalla, jossa on jäähdytysveden sisäänmeno 27 ja jäähdytysveden ulostulo 26. Polttimessa on myös happea sisältävän kaasun, edullisesti vähintään 90 % happea sisältävän kaasun sisäänmeno 28 sekä polttoaineen, esimerkiksi lateraalikaasun tai propaanin sisäänmeno 30 sekä hajotetun mineraalivillajätteen sisäänmeno. Jäte syötetään säiliöön ejektorilla (ei esitetty), joka toimii ilmalla, hapella rikastetulla ilmalla tai yksinomaan hapella. Jäte sekä sen kuljetukseen käytetty kaasu poistuvat polttimes-ta sen etupäädyn keskellä olevan aukon kautta. Happea sisältävä kaasu poistuu polttimesta renkaanmuotoisen ulostuloaukon kautta tai lukuisten, rengasmaisesti jäähdytysvaipan vieressä sijaitsevien ulostuloaukkojen kautta. Polttoaine poistuu polttimesta renkaan muotoisena, jätteen ja happea sisältävän kaa- 6 90654 sun välistä. Jäte sulaa joutuessaan kosketukseen happea sisältävän kaasun ja polttoaineen tuottamien liekkien kanssa, ja mahdollinen jäte, joka ei sulanut joutuessaan kosketukseen liekkien kanssa, sulaa joutuessaan kosketukseen säiliön kuuman seinän kanssa.

Sula jäte, joka toimii lähtömateriaalina mineraalivillan valmistuksessa, kerääntyy säiliön pohjalle 23, ja kun sula haude on saavuttanut tason 22, sulatetta valuu linjaa tai kourua 21 pitkin uuniin 200. Uunin sisäänmeno sijaitsee jonkin verran uunin pohjan 207 yläpuolella ja ylempänä kuin se taso, jolta ulostulokouru tai -linja 205 lähtee uunista. Säiliöstä 20 peräisin oleva sulate sekoittuu uunissa syntyneeseen sulatteeseen. Linjan 21 viereen on valinnaisesti voitu sijoittaa poltin tai jotakin muuta tyyppiä oleva kuumennusväline, jolla estetään sulan massan jähmettyminen ja linjan tukkeutuminen.

Sulate poistuu uunista 200 poistokourua 205 pitkin, joka kouru voi olla varustettu kourun 21 tavoin polttimella tai jollakin vastaavalla kuumennusvälineellä, ja sulate purkautuu kourusta 205 kehruukoneeseen.

Kuvio 2 esittää toista säiliötä 31, jonka vaakasuora poikkileikkaus voi olla pyöreä tai suorakulmainen, käsitteen "suorakulmainen" kattaessa luonnollisestikin myös neliön. Poltin 25 on asennettu säiliön ylempään määräävään seinään 33, ja se on suunnattu alaspäin säiliön 31 pohjaa kohti. Samoin kuin säiliö 20, myös säiliö 31 on vuorattu tulenkestävällä materiaalilla. Säiliön 31 sivuseinään 34 on asennettu linja tai kouru 21, joka yhdistää säiliön 31 välisäiliöön 40. Säiliön 31 alaosan sivuseinään 34, kourun 21 yläpuolelle, on asennettu yhdyslinja 32, joka yhdistää säiliön 31 uuniin 200. Tämä yhdyslinja 32 purkautuu uuniin 200 tasolla, joka on suurin piirtein uunissa olevien vastaavien kanavien 209 tasolla.

Välisäiliö 40 on yhdistetty uuniin 200 välisäiliön 40 alaosaan purkautuvan ulostulolinjan 44 avulla. Välisäiliön 40 yläosaan 7 90654 on voitu asentaa poltin 41 sulatteen pitämiseksi välisäiliössä 40 ennalta määrätyssä lämpötilassa. Linja 42 ulottuu välisäili-östä 40 kehruukoneeseen 11.

Kuvion 2 mukaista järjestelyä käytettäessä sula materiaali kulkee uunista linjaa 44 pitkin välisäiliöön 40. Samoin hajotettua mineraalivillajätettä syötetään polttimen 25 läpi siten, että jäte sulaa polttimessa ja kerääntyy säiliön 31 pohjalle. Kun sulate saavuttaa säiliössä 31 tason 22, niin tällöin sulaa materiaalia virtaa kourua 21 pitkin välisäiliöön 40. Polttimen 25 tuottamat kuumat kaasut virtaavat linjaa 32 pitkin uuniin 200, jossa ne edesauttavat lähtömateriaalin sulamista. Välisäiliön 40 pohjalle kerääntynyt sula materiaali virtaa mainitusta säiliöstä kehruukoneeseen 11 linjaa 42 pit-ki n.

Säiliö 31 voi olla kuvion 1 yhteydessä kuvattu säiliö 20, joka on varustettu yhdyslinjalla 32.

Kuvioon 2 viitaten kuvatun järjestelyn erään muunnoksen mukaan uuniin 200 johtava yhdyslinja 32 on voitu jättää pois. Tässä tapauksessa polttimen 25 tuottamat jätekaasut virtaavat kourua 21 pitkin välisäiliöön 40. Tällöin välisäiliötä ei tarvitse kuumentaa polttimen 41 avulla. Sitten jätekaasut virtaavat välisäiliöstä 40 uuniin 200 linjaa 44 pitkin.

Tämän järjestelyn erään toisen suoritusmuodon mukaisesti uunin 200 ja välisäiliön 40 välille on voitu asentaa vielä yksi yhdyslinj a. Tämä yhdyslinja purkautuu välisäiliöön 40, sen pystysuoran sivuseinän yläosassa, ja tämän yhdyslinjan tehtävänä on sallia välisäiliöön saapuvien jätekaasujen virtaus kourua 21 pitkin uuniin 200.

Claims (14)

1. Menetelmä mineraalivillajätteen tuhoamiseksi ja mainitun jätteen käyttämiseksi uudestaan mineraalivillan valmistuksessa, jossa valmistuksessa mineraalimateriaalin sulatetta tuotetaan uunissa ja tämä sulate muunnetaan mineraalivillaksi keh-ruukoneessa, tunnettu siitä, että mineraalivillajäte syötetään hienojakoisessa muodossa säiliöön ja johdetaan säiliössä happipolttimen avulla aikaansaadun kuumennusvyöhykkeen läpi siten, että mineraalivillajäte saadaan nestemäiseen tilaan, ja että mineraalivillajäte johdetaan tämän jälkeen sulatteeseen tai uunin ja kehruukoneen välissä sijaitsevaan välisäiliöön, johon välisäiliöön uunista poistettu sulate myös j ohdetaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mineraalivillajäte syötetään säiliöön pneumaattisesti happipolttimessa olevan kulkureitin läpi.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että happipolttimen tuottamat kuumat palamis-kaasut johdetaan uuniin, uunissa olevan sulatteen ylätason yläpuolelle.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuumat palamiskaasut johdetaan uuniin välisäiliön kautta.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuumat palamiskaasut johdetaan uuniin säiliön ja uunin väliin sijoitetun erillisen linjan läpi.

6. Yhden tai useamman patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säiliö on ainakin olennaisesti pystyssä seisova sylinteri ja että mineraalivillajäte johdetaan säiliön yläosaan. 9 9Π654

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mineraalivillajäte syötetään tangentiaalisesti.

8. Laitteisto mineraalivillajätteen tuhoamiseksi ja mainitun „ jätteen käyttämiseksi uudestaan mineraalivillan valmistukses sa, jossa valmistuksessa mineraalimateriaalin sulatetta tuotetaan uunissa (200) ja tämä sulate muunnetaan mineraalivillaksi kehruukoneessa (11), tunnettu siitä, että laitteisto käsittää säiliön (20,. 31), vähintään yhden happipol ttimen (25), joka on asennettu säiliön (20, 31) seinään (24; 33, 34) ja jonka tehtävänä on mineraalivillajätteen sulattaminen, sekä vähintään yhden linjan (21) sulan mineraalivillajätteen poistamiseksi, joka linja (21) yhdistää säiliön (20, 31) uuniin (200) tai uunin (200) ja kehruukoneen (11) väliin sijoitettuun välisäiliöön (40).

8 90654

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että säiliö (20, 31) on pystyssä seisova, vähintään olennaisesti sylinterimäinen säiliö (20, 31).

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että poltin (25) on asennettu säiliön (20, 31) kattoon.

11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laitteisto, tunnet tu siitä, että poltin (25) on asennettu tangentiaalisesti säiliön (20, 31) sylinterimäisen seinän (24, 34) yläosaan.

12. Yhden tai useamman patenttivaatimuksen 8-11 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että polttimessa (25) on keskellä sijaitseva kulkureitti (29) mineraalivillajätteen ja kantokaasun syöttämiseksi, vähintään yksi kehäsuutin happea sisältävän kaasun syöttämiseksi, sekä vähintään yksi polttoai-nesuutin, joka on asennettu keskellä sijaitsevan kulkureitin (29) ja kehäsuuttimen väliin. 10 90654

13. Yhden tai useamman patenttivaatimuksen 8-12 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että uuniin (200) tai väli-säiliöön (40) johtava linja (21) alkaa säiliön (20, 31) sellaisesta kohdasta, joka sijaitsee jonkin verran säiliön (20, 31) pohjan (23) yläpuolella.

14. Yhden tai useamman patenttivaatimuksen 8-13 mukainen laitteisto, tunn. ettu siitä, että säiliön (20, 31) ja uunin (200) väliin on- sijoitettu toinen linja (32) säiliössä (20, 31) happipolttimen (25) tuottamia palamiskaasuja varten.