NO158938B - Fremgangsmaate til fremstilling av vitroese kuler og apparat til utfoerelse av fremgangsmaaten. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til fremstilling av vitrøse kuler, hvor partikler av kuledannende materiale, som er ført med i en gasstrøm med forbrenningsfremmende og brennbare stoffer, blir skutt ut av et brennerhode og gassen forbrennes. Oppfinnelsen omfatter et apparat til bruk ved gjennomføring av en slik fremgangsmåte.

Det er fremkommet forskjellige forslag for fremstilling av vitrøse kuler, og blandt dem nevnes det som er angitt i det franske patentskrift nr. 1 161 396 (Centre National de la Recherche Scientifique). Ifølge dette patentskrift blir luft som fører med seg de kuledannende partikler, matet til et brennkammer via et brennerhode langs en ledning som er omgitt av to andre, konsentriske ledninger, som hver fører en brennbar gass/luftblanding. For å fremme sammenblanding av den partikkelførende luftstrøm og gass/luftstrømmene, er den ledning som umiddelbart omgir den indre ledning, utformet slik at den forårsaker at gass/luft-blandingen strømmer langs den og virvler idet den forlater brennerhodet. Det har dog vist seg at sammenblandingen i brennkammeret ikke er effektiv og at de kuledannende partikler fortsatt tenderer til å føres med i en sentral luftstrøm som er omgitt av en brennbar blanding. Når da gassen tennes, tenderer de ytre partikler til å skjerme de indre partikler fra den produserte varme, og utbyttet av velformede kuler er ikke så høyt som ønsket.

Det er et formål for foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en mer effektiv fremgangsmåte for fremstilling av vitrøse kuler.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er man kommet frem til en fremgangsmåte til fremstilling av vitrøse kuler, der partikler av kuledannende materiale som blir ført ned i en gasstrøm som har forbrenningsfremmende og brennbare komponenter, blir skutt ut fra et brennerhode og gassen blir brent, og det som særpreger oppfinnelsen er at en første komponent av den brennbare gassblandlng med de medførte partikler drives langs en passasje som fører til brennerhodet i en retning som er forskjellig fra retningen for brennerhodets akse og at en andre gasskomponent drives på tvers inn i den nevnte passasje gjennom minst en åpning i passasjens vegg, slik at den første gass blir underkastet retningsforandringer som skaper en virvling av de blandede gasser, hvori partiklene er revet med, for ytterligere å bidra til god blanding av disse før de når frem til brennerhodet .

Ved drift ifølge oppfinnelsen, vil hver enkelt partikkel av det kuledannende materiale bli omgitt av flammer, slik at ingen blir skjermet av andre og alle partikler følgelig utsettes for i det vesentlige samme oppvarming. Ettersom alle kuler vil bli behandlet like, vil det oppnås en mer ensartet produktkvalitet. Kulene vil også bli raskere oppvarmet. Rask oppvarming oppnås, fordi forbrenningsfremmende og brennbare gasser blir godt sammenblandet, og dermed vil den dannede flamme bli sterkere og varmere. På grunn av den sterkere og hardere flammen og den resulterende raskere oppvarming, er det mulig å oppnå kuler av god kvalitet på kortere tid, d.v.s. med en kortere flamme. Partiklenes oppholdstid i flammen kan være mindre enn et halvt sekund, f. eks. 0,1 - 0,2 sekunder. Bruken av en kortere flamme gjør det mulig å redusere brennkammerets dimensjoner. Fordi flammen er sterkere og varmere, er det også mulig å redusere den spesifikke mengde av brennbar gass som brukes for en gitt mengde av kuledannende materiale som bearbeides.

Luft kan brukes som forbrenningsfremmende komponent, og det vil vanligvis brukes et større luftvolum enn volumet av den brennbare gass. Det foretrekkes følgelig at nevnte første komponent av gassblandingen som fører med seg de kule-dannende partikler utgjøres av luft.

De nevnte krefter som forårsaker en god sammenblanding av gasskomponentene er fortrinnsvis krefter som forårsaker virvling av gassblandingen. Dette er en svært enkel måte å oppnå den nødvendige turbulente strømning for oppnåelse av en god sammenblanding av gasskomponentene.

Nevnte første gasskomponent blir med fordel utsatt for retningsendring i den sone hvor den andre gasskomponent tvinges gjennom nevnte åpning(er). Gassblandingen kan dermed bringes gjennom nevnte åpning(er). Gassblandingen kan dermed bringes til å virvle av geometrien av det apparat som tas i bruk.

Ved de mest foretrukne utførelseseksempler av oppfinnelsen, blir nevnte retningsendring påført ved hjelp av en rørbue via hvilken de nevnte første gasskomponenter strømmer inn I et brennerrør som leder til brennerhodet. Dette viser seg å være særdeles fremmende for god sammenblanding av gasskomponentene. Av liknende grunner foretrekkes at nevnte andre gasskomponent blir tvunget inn i første rørbue via en omsluttende andre rørbue. De to rørbuer kan med fordel være motsatt rettet.

Ved noen foretrukne utførelseseksempler av oppfinnelsen, er det til minst en av komponentene i den brennbare gassblandlng tilføyd et gassformet materiale som ved forbrenning av blandingen fremmer varmeoverføring fra den resulterende flamme til de kuledannende partikler. Vanndamp og karbondioksyd er særlig foretrukne eksempler på slikt gassformet materiale. Bruken av et slikt gassformet materiale fremmer effektiv dannelse av vitrøse kuler. Slikt gassformet materiale kan f.eks. utgjøre opp til 205É av den partikkel-førende gasskomponent.

Når driften gjennomføres ifølge foreliggende oppfinnelse, er det en viss fare for at en liten andel av partiklene av kule-dannende materiale kan unnvike fra den sterke flamme som dannes, før de er tilfredsstillende oppvarmet. For å redusere eller eliminere denne fare og dermed ytterligere øke utbyttet, og for å fremme produksjon av kuler av god kvalitet, blir den brennbare gassblandlng med medførte partikler med fordel skutt ut fra brennerhodet mens den er omgitt av en omsluttende strøm som omfatter en andre brennbar gassblandlng. På grunn av nærværet av kuledannende partikler i første brennbare gassblandlng, blir flammen som følge av denne blanding svekket. Bruken av annen, omsluttende, brennbar gassblandlng har den ytterligere fordel at det opprettholdes en god flammeutbredelse.

For at også denne andre gassblandlng skal gi opphav til en varm, sterk flamme, blir den fortrinnsvis matet til et hjelpebrennerhode, som omgir førstnevnte brennerhode med første og andre komponenter på en måte som er angitt ovenfor med henblikk på den partikkelførende gassblandlng.

Etterat de blandede gasser hvor partiklene blir medført er blitt utsatt for nevnte krefter som ytterligere fremmer en god sammenblanding, blir gasstrømmen fortrinnsvis ledet gjennom en innsnevring på veien til brennerhodet. Dette har vist seg å bedre fordelingen av kuledannende partikler i gasstrømmen og også å redusere faren for at enkelte partikler av det kuledannende materiale unnslipper fra flammen før de er blitt tilfredsstillende oppvarmet.

Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte til fremstilling av vitrøse kuler som omhandlet ovenfor og som angitt i de fire første krav.

Videre angår oppfinnelsen et apparat til utførelse av fremgangsmåten med de trekk og detaljer som er gjengitt i kravene fra 5 til 9.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene der: Fig. 1 er et sideriss, delvis i snitt, av en brennerenhet,

fig. 2 er et snitt etter linjen II-II på fig. 1 og

fig. 3 viser skjematisk et anlegg til fremstilling av vitrøse kviler.

På fig. 1 og 2 omfatter brennerenheten, som generelt er betegnet med 1, et brennerrør 2, som ender i et brennerhode 3. Ledninger for tilførsel til brennerhodet 3 omfatter en første passasje 4, som ender i en rørbue 5 somm omgir brennerrøret 2 og kommuniserer med dets indre via en åpning 6 (fig. 2), som er stor nok til ikke å hemme passasjen av kule-dannende partikler som følger med i gassen som passerer langs første passasje 4 og inn i brennerrøret 2.

En andre passasje 7 for tilførsel av en andre gasskomponent ender i en andre rørbue 8, som omgir den første og kommuniserer med den via et flertall huller beliggende i ytre omkretsvegg av første rørbue 5 på steder som er angitt med 9. Det skal bemerkes at rørbuene 5, 8 er motsatt rettet.

Bunnen av brennrøret 2 er lukket med en kappe 10.

En krage 11 er festet til brennerrøret 2 ovenfor de to rørbuers 5, 8 nivå for befestigelse av et ytre hjelpebren-nerrør 12, som ender i et hjelpebrennerhode 13, som forsynes med hjelpegassforsyninger som i dette utførelseseksempel er identiske med det som er beskrevet ovenfor, bortsett fra at rørbuenes størrelse er forandret for tilpasning av den større diameter av ytre brennerrør 12. Delene av hjelpegass-forsyningsorganene er antydet med referansetegn som er forstørret med ti i forhold til ovennevnte hoved-forsynings-anordning.

På grunn av den tverrettede innsprøytning av den andre gasskomponent til den første gjennom hullene 9, 19, er gassene allerede godt blandet når de trer inn i brennerrørene 2, 12 og på grunn av gassforsyningssystemets geometri, får disse blandinger en virvlende bevegelse når de strømmer langs brennerrørene 2, 12 til brennerhodene 3, 13, slik at hver gass er godt blandet før tenning.

Fordi hullene 9 befinner seg i ytre omkretsvegg og den første hovedrørbue 5, tenderer innsprøytingen av den andre gasskomponent også til å påvirke partiklene av kuledannende materialer som følger med den første gasskomponent, slik at dette I det minste delvis kompenserer de sentrifugalkrefter som påvirker dem idet de passerer gjennom rørbuen.

Fig. 3 illustrerer et anlegg for fremstilling av vitrøse kuler, som omfatter en brennerenhet 1 som beskrevet under henvisning til fig. 1 og 2, anordnet ved bunnen av et brennkammer 20. Luft blir tilført som en første gasskomponent til hoved- og første hjelpepassasje 4, 14 av viftene 21, 22 og tilførselsorganene omfatter en trakt 23, som er anordnet for innsprøyting av partikler av kule-dannende materiale i luftstrømmen som strømmer langs første hovedpassasje 4. Brennbar gass blir tilført hoved- og andre hjelpepassasjer 7, 17 ved hjelp av en felles fødeledning 24, som omfatter en strupeventil 25, slik at forskjellige gassmengder kan tilføres. Alternativt kan det brukes separate tilførsler. I de følgende eksempler var denne brennbare gass naturgass, men husholdningsgass eller en annen brennbar gass kan brukes, avhengig av tilgjengeligheten.

Gassblandingen blir tent ved brennerhodene 3, 13, hvor hjelpebrennerrøret 12 danner en flammegardin som omgir hovedflammen som trer ut av hovedbrennerrøret 2, slik at medførte partikler av kuledannende materiale skal hindres fra å unnvike til sidene uten å bli oppvarmet, og for stabilise-ring av hovedflammen.

De varme avgassene og de medførte kulene som nå er avrundet ved hjelp av flammenes påvirkning, blir ført opp til en skorstein 26 i brennkammerets 20 tak og deretter langs røret 27 til en separator 28. De ferdige kulene kan samles på bunnen av separatoren 28.

En valgfri modifikasjon av den omtalte brennerenheten ovenfor hovedbrennerrøret 2 omfatter et innsnevret parti 29, antydet med stiplede streker, som ligger nedstrøms av innløpet til dette brennerrør og fortrinnsvis nær brennerhodet 3. Dette medfører som kjent en hastighetsøkning av gasstrømmen i denne innsnevrede sone og en hastighetsreduksjon og trykkreduksjon I området etter denne sone. Dette har vist seg å ha en heldig Innflytelse på fordelingen av de medførte kule-dannende partikler i gasstrømmen under visse forhold. Det vil spesielt redusere enhver tendens disse partikler måtte ha til å fly ut fra flammen bortenfor brennerhodet som følge av sentrifugalkrefter som skyldes virvelkreftene som påføres gasstrømmen idet denne trer inn i brennerrøret 2 ved åpningen 6. Ytterligere en fordel ved en slik innsnevring i bren-nerrøret er at det reduserer faren for tilbakeslag.

Eksempel 1

Massive glasskuler ble fremstilt i et anlegg som omtalt i forbindelse med fig. 3 ved bruk av ovenfor omtalte brennerenhet.

Det ble i realiteten fremstilt massive mikrokuler med en gjennomsnitts-diameter under 100 pm med en hastighet mellom 100 og 120 kg/time med en litervekt på 1 til 1,1 kg/l.

Hensiktsmessig knust glassavfall ble innført i en hoved-luftstrøm som ble tilført med 210 m<3> (N) i timen. Ho-vednaturgass-tilførselen var på 35 m<3> (N) i timen. Hjelpebrenneren ble tilført 90 m<3> (N) og 15 m<3> (N) naturgass i timen.

Det ble produsert et høyt utbytte av mikrokuler av ypperlig kvalitet.

Eksempel 2

Celleglasskuler ble fremstilt i et anlegg som omtalt i forbindelse med fig. 3 ved bruk av ovenfor omtalte brennerenhet.

For fremstilling av cellekuler med en hastighet på 100 til 120 kg/time, ble partikler av kuledannende materiale innført i en hovedluftstrøm som ble tilført med en hastighet på 240 m<3> (N) i timen, og som deretter ble blandet med en hoved-gasstrøm med en hastighet på 43 m<3> (N) i timen. Hjelpebrenneren ble tilført 120 m<3> (N) luft og 23 m<3> (N) naturgass i timen. Gasstrømmen ble tent ved brennerhodet for dannelse av kulene. Det kuledannende materiale som ble brukt, var fremstilt som følger: En vandig oppløsning av natriumsilikat (38° Baume) ble matet i et blandekar med glasskorn (størrelsesområde 20-100 mikron), blandet med pulverisert urea som celledannende middel. Glasset har følgende sammensetning i vekt-%: 70,4 Si02, 12,78 Na20, 12,14 CaO, 1,77 MgO, 1,92 A1203 og resten forurensninger. Natriumsilikat-oppløsningen ble innført i en mengde på 10,5 1 pr. 20 kg glass. Urea ble innført i en mengde tilsvarende 2 vekt-56, basert på glassets vekt. Vellingen ble tømt i ytterligere et kar som var forsynt med en røreanordning. Vellingens viskositet i det ytterligere kar, ble målt med et viskosimeter og vann ble tilsatt i avhengighet av viskositets-målingen, slik at vellingens viskositet ble holdt ved i det vesentlige 3000 cP. Vellingen ble pumpet ut via et filter til et eller flere sprøytehoder i et tørketårn med en hastighet på 15 til 20 l/min. Trykkluft ble tilført etter behov til sprøytehodene. Velling-dråpene som ble sendt ut fra sprøytehodene hadde forskjellige størrelser i området 100-1000 pm.

Varme gasser som forlot brennkammeret 20 ble ført til bunnen av tørketårnet. Ved sin inntreden i tørketårnet, hadde gassene en temperatur i området 200° til 400°. Dråpene som forlot sprøytehodene ble, mens de raskt ble oppvarmet 1 tårnet, ført med oppover av de stigende, varme gasstrømmer. I tørketårnet fordampet vann fra de stigende dråpene, slik at de ble omdannet til selvbærende partikler som inneholdt glasskornene som ble holdt sammen av natriumsilikat som bindemiddel. Samtidig fant nedbrytning av urea sted med utvikling av gasser som forårsaker noe ekspansjon av partikkelemnene. De dannede partikler ble kontinuerlig fjernet fra toppen av tørketårnet til en gasseparator, hvor partiklene graviterte før de ble matet til brennkammeret 20 via brennerenheten 1. Da partiklene forlot toppen av tørketårnet, hadde de størknet og tørket tilstrekkelig til å være i stand til å samles i en masse uten gjensidig adhesjon. Undersøkelser av partikler som ble tatt ut fra separatoren, viste av hver av et overveiende antall av dem omfattet en gruppe glasskorn holdt sammen av en natri-umsilikathud som strakte seg rundt hvert glasskorn og rundt hele gruppen som et omsluttende overflatelag. I legemet, mellom de belagte glasskorn, var det små celler fylt med gassene som delvis skyldtes nedbrytning av urea. Partiklenes litervekt var 0,4 til 0,6 kg/l.

Partiklene ble matet til brennkammeret 20 som beskrevet ovenfor og ga et svært stort utnytte av vitrøse kuler i størrelsesområdet 0,15 til 2,5 mm, med en litervekt på ca. 0,25 kg/l.

Eksempel 3

Ekspanderbare partikler av kuledannende materiale ble dannet som i eksempel 2, men med den modifikasjon at det i stedet for urea, ble brukt kalsiumkarbonat-pulver (gjennomsnittlig kornstørrelse 0,08 pm) som celledannende middel i en mengde på 3 vekt-*, basert på glassets vekt. Den fremstilte velling inneholdt således 1 det vesentlige samme vannandel, d.v.s. 35 vekt-*, som vellingen som ble brukt i eksempel 2. Temperaturen i tørketårnet var 500°C - 600°C. Dette var tilstrekkelig til å medføre delvis nedbrytning av kalsiumkarbonatet mens velling-dråpene befant seg i tørketårnet.

De ekspanderbare partiklene, som ble samlet fra gassepara-toren, hadde en massetetthet på ca. 0,8 til 1,0 kg/l. Disse partikler ble deretter omdannet til cellegasskuler på samme måte som partiklene i eksempel 2.

Eksempel 4

Ekspanderbare kuledannende partikler ble dannet av glasskorn i størrelsesområdet 60 til 150 pm, urea og natriumsilikat-oppløsning (38° Baume). Glasset hadde samme sammensetning som det som ble brukt i eksempel 2. Urea ble brukt i en andel på 2 vekt-*, basert på glassets vekt. Natriumsilikat-oppløsningen ble brukt i en mengde på 10,5 1 pr. 20 kg glass. Vann ble tilsatt for å bringe vellingens viskositet til ca. 5000 cP, hvilket svarer til ca. 35 vekt-* vann.

Natriumsilikat-oppløsningen på den ene side og glasskulene blandet med pulverisert urea på den annen side ble matet fra respektive beholdere til apparatets blandekar som ved eksempel 2, og vann ble tilsatt, avhengig av viskositeten som ble målt i det ytterligere kar.

Vellingen ble sprøytet inn i tørketårnet i form av dråper i størrelsesområdet 150 pm til 1,5 mm. Temperaturen i tørketårnet var 300°C. I tørketårnet fordampet vannet. Hver partikkel som ble samlet fra tørketårnet omfattet glasskorn som ble holdt sammen av natriumsilikat. Partiklene inneholdt celler som følge av utvikling av gass på grunn av delvis nedbrytning av urea, og til en viss grad også som følge av fordampning av vann fra dråpene under deres oppvarming i tørketårnet. Partiklene var i et størrelsesområde på 200 pm til 2 mm og hadde en litervekt på 0,4 kg/l.

I et etterfølgende behandlingstrInn ble de kuledannende partiklene skutt ut som omtalt i eksempel 2. Under denne utskytningsbehandling, skjedde ytterligere nedbrytning av urea med utvikling av ytterligere gass. Glasset smeltet og glasssmeltedråpene smeltet sammen til en enhetlig masse. Forskyvning utover av glass-smelte fant sted under det innvendige trykk som ble dannet av gassen. Natriumsilikat ble kjemisk integrert med glasset. En undersøkelse av de resulterende vitrøse kuler etter avkjøling av dem, viste at de var sammensatt av en enhetlig masse av glass og hadde cellestruktur. Glasskulene hadde en litervekt på 0,2 kg/l.

Samme eksempel ble gjentatt, men med den modifikasjon at vellingen som ble brukt for dannelse av de ekspanderbare partiklene inneholdt sagstøv. Ved behandlingen brant sagstøvet i de enkelte partikler. Vitrøse kuler ble igjen oppnådd.

Eksempel 5

Hule kuler av sodakalk ble fremstilt av et kulledannende materiale som ble fremstilt som følger: Det benyttede anlegg omfatter fire kar for visse mengder utgangsmateriale. Karene var forsynt med røreanordninger som var motordrevet. Første kar inneholdt en vandig oppløsning av kommersielt natriumsilikat (38° Baume). Det andre kar inneholdt en .vandig oppløsning av kalsiumhydroksyd ved 80°C. Tredje kar inneholdt en vandig oppløsning av natriumkarbonat ved 80°C. Det fjerde kar inneholdt en vandig oppløsning av urea ved 60°C.

Kalsiumhydroksyd-oppløsning og natriumkarbonat-oppløsning fra andre og tredje kar, ble matet til en blandetank i et forhold som svarte til 2,64 vekt-deler kalslumhydroksyd pr. 3,41 vekt-deler natriumkarbonat. Oppløsningene ble godt blandet i tanken ved hjelp av dennes røreanordning, og det skjedde en reaksjon mellom kalsiumhydroksydet og natrium-karbonatet, som resulterte i dannelse av en oppløsning som Inneholdt natriumhydroksyd, kalsiumkarbonat og en liten restmengde av oppløst natriumkarbonat.

Oppløsningen som ble dannet i blandetanken og natriumsilikat-oppløsning fra første kar, ble matet til en hovedmikser, likeledes utstyrt med en røreanordning, i proporsjoner som svarte til 100 vektdeler natriumsilikat pr. 2,64 vekt-deler kalsiumhydroksyd og pr. 3,41 vektdeler natriumkarbonat. Samtidig ble vann matet til mikseren for at det flytende mediet i mikseren skulle få en viskositet på 2 300 cP.

I en første omgang, ble en ventil mellom fjerde kar og hovedmikseren lukket, slik at urea ikke ble brukt her.

Det flytende medium som ble dannet i hovedmikseren, inneholdt oppløst natriumsilikat og natriumhydroksyd og kalsiumkarbonat i suspensjon. Ved dannelse av glasskuler av dette flytende medium, virket de tre nevnte bestanddeler som glassdannende materiale og kalsiumkarbonatet virket i tillegg som celledannende middel.

Det flytende medium ble matet fra hovedmikseren til en beholder som var utstyrt med en røreanordning og hvor mediets viskositet ble målt. Avhengig av denne måling, ble til-strømningen av vann til hovedmikseren regulert, slik at mediets viskositet ble holdt på ca. 2 300 cP. Etter passering gjennom et filter, ble det flytende mediet av en pumpe avgitt til sprøytehoder, hvor det flytende medium ble forstøvet ved hjelp av trykkluft fra en kompressor. Sprøytehodene tømte det flytende mediet som dråper med en størrelse under 500 pm. Dråpene ble tømt direkte til første hovedpassasje 4 og deretter oppad til brennkammeret 20.

Ved kontakt med de ankommende strømninger av varm gass i brennkammeret, ble mange av dråpene av flytende medium sprengt av innvendig trykk som ble generert ved fordampning av vann og nedbrytning av kalsiumkarbonat, og det ble dannet enda mindre dråper. Alle dråper ble ført oppover i kammeret av de varme gasstrømmene. Under stigningen og mens temperaturen av dråpene økte mot 750°C, ble fast materiale i de enkelte dråper omdannet til en vitrøs hud. Samtidig økte ekspansjonen av gass som var fanget i dråpene deres volum.

Dråpene ble i form av hule glasskuler tømt fra toppen av brennkammeret 20 til røret 27 som leder tangensialt til en syklonseparator 28 med en sentral, øvre åpning for tømming av gasser og en bunnspissåpning for tømming av kulene. Under deres bevegelse langs røret 27 og i syklonseparatoren, ble kulene tilstrekkelig avkjølt til å kunne samles i en masse uten gjensidig klebing av kulene. Kulene ble tømt fra syklonseparatoren til en trakt og derfra til en transportør for transport til et utleveringssted, hvor de kunne lagres og pakkes eller gå til direkte industriell bruk.

De hule glasskulene var sammensatt av glass med følgende tilnærmet sammensetning i vekt: Si02 70*

Na20 25*

CaO 5*

De hule kulene var for det meste i et størrelsesområde mellom 10 og 250 pm og de hadde en litervekt på 0,1 til 0,3 kg/l. Hovedparten av kulene var dannet av mikrocelleformede skall.

I en andre omgang ble samme behandlingsbetingelser overholdt, men ventilen var åpen, slik at også urea ble Innført i det flytende medium som ble dannet i hovedmikseren. Urea ble tilført i en andel på ca. 3 vekt-*, basert på vekten av natriumsilikat. Det ble dannet hule glasskuler som ved første omgang, men de hadde noe lavere litervekt.

Eksempel 6

Natrium-borsilikat-glasskuler ble dannet på følgende måte: Det anvendte anlegg omfatter fire kar for utgangsmaterialene. Første kar inneholdt en vandig oppløsning av kommersielt natriumsilikat (38° Baume).

Det andre kar inneholdt en vandig oppløsning av borsyre ved 80°C. Det tredje kar inneholdt en vandig oppløsning av natriumhydroksyd med 50* konsentrasjon ved 80°C.

Borsyreoppløsning og natriumhydroksydoppløsning fra andre og tredje kar ble matet til en blandetank for dannelse av en nøytral oppløsning i denne tank. Denne nøytrale oppløsning ble tilført en hovedmikser sammen med natriumsilikat-oppløsning fra første kar, en vandig oppløsning av urea fra fjerde kar, samt vann. Urea-oppløsningen inneholdt 200 g urea pr. 10 liter vann og hadde en temperatur på 60°C. Blandingsforholdet i hovedmikseren svarte til 10 kg natriumsilikat pr. 1,1 kg borsyre pr. 200 g urea, og vanntil-setningen ble regulert, slik at det flytende mediet i hovedmikseren fikk en viskositet på 500 cP.

Som følge av nøytraliseringen av syren med natriumhydroksyd, viste det flytende mediet i hovedmikseren ikke tendens til gel-dannelse.

Det flytende mediet ble sprøytet inn i et tørketårn som beskrevet i eksempl 2 for dannelse av faste partikler av kuledannende materiale, som deretter ble ytterligere behandlet som omtalt i eksempel 2.

Hule glasskuler med mikrocelleformede skall ble samlet fra syklonseparatoren. Kulene hadde mindre størrelse enn 250 pm og hadde en litervekt fra 0,1 til 0,2 kg/i. Den omtrentlige sammensetning i vektandeler av de borsilikat-glassdannende kuler var: Si02 65,5*

Na20 19,5*

B203 15 *

Hule kuler av en rekke forskjellige borsilikat-glassmateri-aler kan dannes ved økning eller reduksjon av andelen av borsyre som brukes i sammensetningen av det flytende mediet i ovenstående eksempel. Forutsatt at andelen av natriumhydroksyd blir tilsvarende variert for å sikre nøytralisering av mediet, vil gel-dannelse unngås. Eksempelvis kan boroksyd-andelen av det dannede glass økes til over 50* ved økning av borsyreandelen i det flytende medium. I dette tilfelle får glasset lavere mykningstemperatur, slik at det kan brukes lavere kammer-temperaturer.

Ytterligere en mulig modifikasjon av ovenstående eksempel ligger i bruken av kalsiumhydroksyd som basis i stedet for natriumhydroksyd.

En annen mulig modifikasjon omfatter tilsetning av natriumaluminat, f.eks. i en andel av 100 g pr. 10 kg natriumsilikat, for bedring av den kjemiske motstandsdyktighet av de hule glasskuler som dannes ved f remgangsmåten.

Ved en variant av foregående eksempler, blir vanndamp og/eller karbondioksyd i små mengder, f.eks. opp til 20 volum-* Innført i den partikkelførende luftstrøm som mates til brennerhodet, slik at varmeoverføring til partiklene fremmes, mens disse oppholder seg i de dannede flammer.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte til dannelse av vitrøse kuler, der partikler av kuledannende materiale som blir ført med i en gasstrøm som har forbrenningsfremmende og brennbare komponenter, blir skutt ut fra brennerhodet og gassen blir brent, karakterisert ved at en første komponent av den brennbare gassblandlng med de medførte partikler, drives langs en passasje (4) som fører til brennerhodet (3) 1 en retning som er forskjellig fra retningen for brennerhodets akse og at en andre gasskomponent drives på tvers inn i den nevnte passasje gjennom minst en åpning (9) i passasjens vegg (5), slik at den første gass blir underkastet retningsforandringer som skaper en virvl ing av de blandede gasser, hvori partiklene er revet med, for ytterligere å bidra til god blanding av disse før de når frem til brennerhodet (3).

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det til minst en av de nevnte komponenter av den brennbare gassblandlng blir tilsatt et gassformet materiale, som vanndamp eller karbondioksyd, som ved brenning av blandingen fremmer varmeoverføring fra den resulterende flamme til de kuledannende partikler.

3. Fremgangsmåte som angitt i et av de foranstående krav, karakterisert ved at den brennbare gassblandlng med medførte partikler blir skutt ut fra nevnte brennerhode (3), mens den er omgitt av en omsluttende strøm som omfatter en andre brennbar gassblandlng.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at den andre gassblandlng blir matet til et hjelpebrennerhode (13), som omgir nevnte (første) brennerhode (3), med første og andre komponenter på en måte som angitt i et av kravene 1- 3, med henblikk på den partikkelmedførende gassblandlng.

5. Apparat til fremstilling av vitrøse kuler ved den fremgangsmåte som er angitt i ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at det omfatter et brennerhode (3) og en ledeanordnlng for tilførsel til brennerhodet (3), omfattende en første passasje (4) som stikker gjennom et brennerrør (2) i en retning som er forskjellig fra retningen for brennerrørets (2) akse for mating av en første komponent av en brennbar gassblandlng med de medrevne kuledannende partikler til brennerhodet, og en andre passasje (7) for tvungen mating av en andre gasskomponent på tvers inn i den første passasje (4) gjennom en eller flere åpninger (9) i veggen av den første passasje, og deretter på tvers inn i brennerrøret (2) som bringer den annen gasskomponent til brennbar sammenblanding med den første gasskomponent og de medførte partikler til brennerhodet (3).

6. Apparat som angitt i krav 5, karakterisert ved at den nevnte første passasje (4) stikker gjennom brennerrøret (2) ved hjelp av en rørbue (5) som omslutter brennerrøret halvveis med minst et tverrstilt innløp (6) og ved at åpningen eller åpningene (9) er utformet langs utsiden av rørbuens omløpende vegg.

7. Apparat som angitt i krav 6, karakterisert ved at den annen passasje (7) ender i en andre rørbue (8) som omgir den første rørbue (5) og at de to rørbuer (5, 8) er motsatt rettet.

8. Apparat som angitt i et av kravene 4-7, karakterisert ved at andre ledninger (14, 17) er anordnet for å forsyne et hjelpebrennerhode (13), som omgir nevnte (første) brennerhode (3), med en andre brennbar gassblandlng, som omslutter den partikkelførende blanding, og at de andre ledninger (14, 17) for tilførsel av den andre brennbare gassblandlng til hjelpebrennerhodet (13) har ett eller flere av de trekk som er angitt i et av kravene 5-8 når det gjelder ledningene (4, 7) for tilførsel av gassblandingen.

9. Apparat som angitt i et av kravene 5-8, karakterisert ved at det nær brennerhodets (3) munning er anordnet en innsnevret brennerrørseksjon (29).