FI94047C - Menetelmä ja uuni sulatteen valmistamiseksi mineraalikuitujen tuotantoa varten - Google Patents

Description

94047

Menetelmä ja uuni sulatteen valmistamiseksi mineraalikuitujen tuotantoa varten

Keksintö koskee menetelmää sulatteen valmistamisek-5 si mineraalikuitujen tuotantoa varten, jolloin alkumateriaali, joka koostuu kiinteistä mineraaleista, syötetään kuilun yläpäähän kuilun alapään käsittäessä ainakin yhden jatkeen sivusuunnassa, niin että syntyy materiaalipylväs, joka muodostaa kaltevan pinnan kuilu-uunin pidennettyyn 10 osaan, ja alkumateriaali kuumennetaan sulamispisteeseen yhdellä tai useammalla polttimella, joista kuuma kaasuvir-ta kohdistuu kaltevaa pintaa päin, ja sulate poistetaan kuilu-uunin pohjasta.

Mineraalikuitutuotteita valmistettaessa muodostuu 15 huomattava määrä jätemateriaalia. Tällaisissa jätemate-riaaleissa voi olla esimerkiksi mineraalikuitulevyjen poisleikattuja osia (reunaosia), hylättyjä mineraalikuitu-levyjä tai tällaisten levyjen osia. Tällaisissa jätemate-riaaleissa on tavallisesti sideainetta, mutta sideainetta 20 lukuun ottamatta niillä on sulatetuotantoa varten sopiva koostumus.

Näihin asti mineraalikuitujätemateriaali on hävitetty kuljettamalla se tällaisiin tarkoituksiin sopiville kaatopaikoille. Sopivien kaatopaikkojen löytämisestä on 25 kuitenkin muodostunut vähitellen vakava ongelma, mikä joh- • ( tuu osittain siitä, että jätemateriaalimäärät ovat hyvin suuria ja osittain siitä, että jätemateriaalissa voi olla kovettumatonta sideainetta, joka sisältää myrkyllistä ainetta, fenolia.

30 Lisäksi jätteidenkäsittelykustannukset kasvavat j atkuvasti huomattavasti.

Sen sijaan, että tällaiset jätemateriaalit hävitetään sijoittamalla ne sopiville kaatopaikoille, onkin toivottavaa, että ne muutetaan sulatteeksi ja näin muodostu-35 nutta sulatetta käytetään mineraalikuitujen valmistukseen.

V « L · i l · » 2 94047 Tämän vuoksi on yritetty syöttää jätemateriaali kuilu-uuniin seoksena tavallisten alkumateriaalien kanssa, mutta tämä on aiheuttanut ongelmia kuilu-uunin toiminnassa. Tämä johtuu siitä, että tavallisten alkumateriaalien 5 kanssa seoksena oleva jätemateriaali vaikuttaa kuilu-uunissa haitallisesti kuilu-uunin läpi ylös suuntautuvien kuumien kaasujen haluttuun virtaukseen.

Lisäksi tällä menetelmällä sideainetta ei saada hajoamaan kokonaan, vaan se hajotetaan kuumentamalla, jolio loin muodostuu ei-toivottuja päästötuotteita, jotka on tämän vuoksi hävitettävä tämän jälkeen suoritettavassa ja suuria kustannuksia aiheuttavassa jälkipolttamisessa.

Yleisesti tunnetaan mineraalikuitujen tuotannosta syntyvän jätemateriaalin jauhaminen pieneksi syöttämällä 15 se vasaramyllyyn ja sekoittamalla näin jauhettu tuote sideaineeseen, joka on esimerkiksi savea, ja valmistamalla seoksesta brikettejä ja käyttämällä niitä seoksena tavallisten alkumateriaalien kanssa tavanomaisten kuilu-uunien syöttämiseen.

20 Tällaisten brikettien käyttäminen aiheuttaa kuiten kin erilaisia epäkohtia. Ne lisäävät vaahtoisen sulatteen muodostumista, eikä ongelmaa, joka koskee sideaineesta syntyvien ei-toivottujen päästötuotteiden eliminoimista, ole siis ratkaistu.

25 Tämän lisäksi brikettien valmistus on kallista, koska se käsittää paljon työtä vaativan ja kustannuksia lisäävän prosessin ja koska tätä prosessia varten tarvitaan kallis erillinen briketointilaitos.

Keksinnön tavoitteena on käyttää mineraalikuitujen 30 valmistuksesta tulevaa mineraalikuitujätettä mineraalisu-latteen valmistuksessa ja tehokkaalla tavalla.

Keksinnön mukaan tähän tavoitteeseen päästään menetelmällä, jolle on tunnusomaista, että mineraalikuitujäte-materiaali syötetään materiaalipylvään kaltevalle pinnal-35 le.

• I > • i - 3 94047

Keksintö perustuu siihen toteamukseen, ettei jäte-materiaalin syöttäminen alkumateriaalin pintaan vaikuta haitallisesti kuumien kaasujen siirtymiseen materiaalipyl-vään läpi ja että materiaalipylvään kaltevan pinnan lämpö-5 tila on hyvin korkea, toisin sanoen noin 1 300 °C ja näin ollen huomattavasti korkeampi kuin se 800 °C vastaava lämpötila, joka tarvitaan hajottamaan sideaine kokonaan ja muuttamaan se vaarattomiksi aineiksi, nimittäin pääasiassa C02:ksi ja vesihöyryksi, jolloin eliminoidaan erityisen 10 jälkipolttolaitteen tarve.

Syynä siihen, minkä vuoksi syötetty jätemateriaali ei vaikuta haitallisesti kuumien kaasujen menemiseen materiaalipylvään läpi on, että jätemateriaali sulaa nopeasti osittain sen vuoksi, että sillä on suuri pinta (pinta-ala 15 kuituisen jätemateriaalin tilavuusyksikköä kohden on jopa 20 000 kertaa suurempi kuin alkumateriaalin vastaava arvo), osittain sen vuoksi, että uunin siinä osassa, johon jäte syötetään, on suuri säteilyvoimakkuus, ja osittain sen vuoksi, että lämpötila on tässä kohdassa hyvin korkea, 20 kuten jo edellä mainittiin.

Lisäksi on yllättäen todettu, että jätteestä muodostuva sulate jakautuu pieniksi sulatevirroiksi, jotka peittävät vain pienen osan kaltevasta pinnasta, eivätkä tästä syystä estä kuumien palamiskaasujen virtaamista kal-25 tevan pinnan kautta ja ylös materiaalipylvään läpi, niin «« :että tällöin saadaan aikaan se alkumateriaalin tarvittava kuumeneminen, joka on edellytyksenä alkumateriaalin sulamisen käynnistämiselle kuilu-uunin pidennetyssä osassa.

Keksinnön mukaisen menetelmän toisena etuna on, 30 että vältytään brikettien valmistukselta, ja ettei jäte-materiaalia jouduta jauhamaan, mikä on tarpeellista sil-- - loin, kun jätemateriaalia käytetään brikettien valmistuk seen.

Tästä johtuen jätemateriaalin esikäsittelyyn liit-35 tyvät pölyepäkohdat voidaan eliminoida tai niitä voidaan vähentää.

11 4 94047

Keksinnön mukaisen menetelmän etuna on lisäksi, että nopeasta sulamisesta johtuen pölypäästöt savukaasussa ovat minimaaliset.

Parhaisiin tuloksiin päästään syöttämällä jätemate-5 riaali kaltevalle pinnalle useihin kohtiin, esimerkiksi samassa tasossa samanaikaisesti.

Syöttäminen voi tapahtua monella eri tavalla, esimerkiksi solusulkujen, ruuvikuljettimien tai mäntien avulla tai paineilmalla.

10 Sen sijaan, että käytetään useita laitteita jätema- teriaalin syöttämiseen uuniin, syöttäminen voi tapahtua myös yhdestä kohdasta ja lisäksi voidaan järjestää laitteet syötetyn materiaalin jakamiseksi kaltevalle pinnalle.

Keksinnön mukaisen menetelmän erään suositettavan 15 rakenteen mukaan jätemateriaali pienennetään kappaleiksi ennen sen syöttämistä uuniin kappaleiden suurimman pituuden ollessa tällöin alle 100 mm ja mieluimmin alle 50 mm.

Uuniin syötettävän jätemateriaalin pienentäminen voidaan suorittaa esimerkiksi vasaramyllyssä tai poraus- 20 laitteessa.

Keksintö koskee lisäksi edellä selostetun menetel män soveltamiseen käytettävää uunia.

Keksinnön mukainen uuni käsittää kuilun, jonka yläpäässä on laitteet alkumateriaalin syöttämiseksi ja savu-25 kaasun poistamiseksi ja jonka alapäässä on sivusuunnassa ’ ainakin yksi jatke, joka on muodostettu siten, että siinä oleva alkumateriaali muodostaa kaltevan pinnan käsittävän materiaalipylvään, ja johon on sovitettu yksi tai useampi poltin kuuman kaasun syöttämiseksi kaltevaa pintaa päin, 30 joka uuni käsittää laitteet sulatteen poistamiseksi. Keksinnön mukaiselle uunille on tunnusomaista, että siinä on lisäksi laitteet mineraalikuitujätemateriaalin syöttämiseksi materiaalipylvään kaltevalle pinnalle.

Jätemateriaalia sisältävän alkumateriaalin sulatta-35 minen tapahtuu mieluimmin yhdellä tai useammalla kaasu- ♦ > • < 5 94047 ja/tai öljypolttimella, jotka on sijoitettu niin, että niiden synnyttämä kuumien palamiskaasujen virta suuntautuu pääasiassa kohtisuoraan kaltevaa pintaa päin, jolloin sulaminen tapahtuu pääasiassa lähellä kaltevaa pintaa.

5 Jos mineraalikuitumateriaalissa on sideainetta ja/tai muita orgaanisia aineita, kuumien palamiskaasujen virrassa voi olla happea tai happea voidaan syöttää erikseen sen varmistamiseksi, että sideaine ja muut mahdolliset orgaaniset aineet muuttuvat kokonaan vaarattomiksi 10 tuotteiksi. Jätemateriaalissa on sideainetta yleensä noin 2 painoprosenttia.

Keksinnön mukaisen uunin eräässä suositettavassa rakenteessa on sulatteenkeruukammio, joka on yhdistetty uunin jatko-osaan ja jossa on mieluimmin laitteet, esimer-15 kiksi kaasu- ja/tai öljypolttimet, sulatteen lämpötilan säätämiseksi.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin viittaamalla piirustukseen, joka esittää keksinnön mukaisen uunin erästä suositettavaa rakennetta.

20 Kuvio 1 esittää pystyleikkausta kuvion 2 mukaisen uunin linjaa I-I pitkin, ja kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista uunia ylhäältä katsottuna.

Piirustuksessa esitetty uuni käsittää kuilun 1, 25 jossa on annostuslaite 2 alkumateriaalin 3 syöttämiseksi • t kuilun 1 yläosaan. Kuiluun 1 on lisäksi järjestetty savukaasun poistokanava 4.

Lisäksi uunissa on pohja 5, joka liittyy kuiluun 1 ja muodostaa uunikammion 6, joka on rajattu yläseinämällä 30 7 ja päätyseinämällä 8. Uunissa on lisäksi sulatteenkeruu kammio 9, joka on yhdistetty sulatekammioon 6 ja varustettu sulatteenpoisto-osalla 10, jossa on paineilmalla ohjattu poistoventtiili 11 ja yläseinämä 12.

Yläseinämään 7 on muodostettu kolme syöttökanavaa 35 13 ja jokainen kanava on yhdistetty annostuslaitteeseen, • « · 6 94047 joka on ruuvikuljetin 14, jossa on moottori 15 ja syöttö-suppilo 16.

Uunissa on lisäksi kolme kaasupoltinta, jotka on sijoitettu vinoasentoon päätyseinämään 8, ja lisäksi kaa-5 supoltin 18, joka on sijoitettu pystysuoraan asentoon ylä-seinämään 12.

Edellä selostettu uuni toimii seuraavasti.

Alkumateriaali syötetään kuiluun 1 annostuslait-teella 2, jolloin muodostuu materiaalipylväs 20, jossa on 10 kalteva pinta 21 ja joka on sulatekammiossa 6.

Kaasun palaessa polttimissa 17 muodostuu kuumia palamiskaasuvirtoja, jotka kaltevaan pintaan 21 kosket-taessaan kuumentavat alkumateriaalin 3 ja jätemateriaalin, joka on syötetty ja jaettu kaltevalle pinnalle 21 ruuvi-15 kuljettimella 14 ja syöttökanavilla 13, kun se on syötetty syöttösuppiloon 16.

Materiaalit sulatetaan, ja sulate virtaa uunin pohjaa 5 päin, sitten kammioon 9 ja edelleen sulatteenpoisto-osaan 10.

20 Sulatteen ollessa kammiossa 9 se pysyy kuumana polttimessa 18 muodostuvien kuumien palamiskaasujen avulla. Sulate poistetaan kammiosta 9 ja poistamista ohjataan poistoventtiilillä 11.

• > ·

Claims (9)

1. Menetelmä sulatteen valmistamiseksi mineraali-kuitujen valmistusta varten käsittäen kiinteistä materiaa-5 leista koostuvan alkumateriaalin (3) syöttämisen kuilun (1) yläpäähän, jolloin kuilun alapää käsittää ainakin yhden jatkeen sivusuunnassa siten, että kaltevan pinnan (21) käsittävä materiaalipylväs (20) kohdistuu kuilu-uunin pidennettyyn osaan, ja alkumateriaalin (3) kuumentamisen 10 sulamispisteeseen yhdellä tai useammalla polttimella (17), joista kuuma kaasuvirta suunnataan kaltevaa pintaa (21) päin, ja sulatteen poistamisen kuilu-uunin pohjasta (5), tunnettu siitä, että mineraalikuitujätemateriaali syötetään materiaalipylvään (20) kaltevalle pinnalle (21).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jätemateriaali syötetään kaltevalle pinnalle (21) samanaikaisesti useaan kohtaan.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaikki jätemateriaali syöte- 20 tään kuilu-uunin pidennettyyn osaan yhteen kohtaan ja että materiaali syötetään kaltevalle pinnalle (21) hajaantuvana.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ennen jätemateriaalin syöttä- 25 mistä uuniin jätemateriaali pienennetään kappaleiksi, jotka ovat kooltaan sellaisia, että niiden suurin pituus on alle 100 mm.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ennen jätemateriaalin syöttä- 30 mistä uuniin jätemateriaali pienennetään kappaleiksi, jotka ovat kooltaan sellaisia, että niiden suurin pituus on - . - alle 50 mm.

6. Mineraalikuitujen tuotantoa varten käytettävän sulatteen valmistukseen tarkoitettu uuni, joka käsittää 35 kuilun (1), jonka yläpäässä on laitteet (2) alkumateriaa- • i 8 94047 Iin (3) syöttämiseksi ja laitteet (4) savukaasun poistamiseksi ja jonka alapäässä on sivusuunnassa ainakin yksi jatke, joka on muodostettu siten, että siinä oleva alkumateriaali (3) muodostaa kaltevan pinnan (21) käsittävän ma-5 teriaalipylvään (20), ja johon on sovitettu yksi tai useampi poltin (17) kuuman kaasun syöttämiseksi kaltevaa pintaa (21) päin, joka uuni käsittää sulatteenpoistolait-teet (10, 11, 12), tunnettu siitä, että siinä on lisäksi laitteet (13, 14, 15, 16) mineraalikuitujätemate-10 riaalin syöttämiseksi materiaalipylvään (20) kaltevalle pinnalle (21).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen uuni, tunnettu siitä, että kuilu-uunin pidennetty osa on yhdistetty sulatteenkeruukammioon (9).

7 94047

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen uuni, tun nettu siitä, että sulatteenkeruukammioon (9) on sovitettu ainakin yksi poltin (18).

9 94047