Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania pecherzykowatego materialu szklanego mogacego krystalizowac.Z polskiego opisu patentowego nr 6684 znany jest sposób wytwarzania szkla z odpadków domowych i przemyslowych, a zwlaszcza smieci. Zgodnie z tym sposobem stapianiu w piecu stacjonarnym poddaje sie mieszanine przesianej masy zawierajacej krze¬ miany, poddanej uprzednio spiekaniu, oraz zuzla otrzymanego przez spalenie frakcji odpadków za¬ trzymanej na sicie. W wyniku procesu stapiania otrzymuje sie jednorodne szklo o znacznej kru¬ chosci. Wytrzymalosc tego szkla poprawia sie sto¬ sujac odpowiednie dodatki, przy czym w wysokich temperaturach szklo to ulega stopieniu.Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3266879 (brytyjski opis patentowy nr 992782) znany jest sposób wytwarzania materia¬ lu szklanego, dajacego sie krystalizowac, podobnego do materialu wytwarzanego sposobem wedlug wy¬ nalazku. Zgodnie ze sposobem ujawnionym w tym opisie wapniste i krzemowe surowce, takie jak kreda i piasek oraz korzystnie dolomit, wprowadza sie do obrotowego pieca do wypalania w jego gór¬ nym koncu i wtryskuje lub wtlacza w dolnym kon¬ cu tego pieca tak, ze czesc wtryskanych lub wtloczonych surowców zostaje rozdzielona w stre¬ fie wypalania. Czesc surowców wtryskiwanych w dolnym koncu pieca korzystnie stanowi piasek. 10 u 20 25 30 Wprowadzone surowce stopniowo ulegaja stopie¬ niu i wytworzony stopiony produkt wyplywa z dolnego konca pieca i jest chlodzony, korzystnie przez nagle ochlodzenie w wodnej kapieli^ a nas¬ tepnie kruszy sie go, otrzymujac produkt zdolny dc krystalizacji lub czesciowo krystaliczny. Krys¬ talizacje mozna spowodowac lub nasilic przez po¬ nowne ogrzanie pokruszonego produktu i nastepnie ochlodzenie. Umozliwia to wytwarzanie pecherzy¬ kowatego, odszklonego produktu ziarnistego barwy bialej lub bialawej, majacego szorstka powierzch¬ nie, przy czym popekane powierzchnie zwykle siegaja poprzez pecherze i obnizaja liczne wgle¬ bienia. Otrzymany produkt jest szeroko stosowany np. na nawierzchnie dróg i jako kruszywo, przy czym mozna go wytwarzac ze stosunkowo latwo dostepnych produktów wyjsciowych. Jednakze ze wzgledu na bialawe zabarwienie produkt ten ma zatosowanie w pewnej mierze ograniczone.Usuwanie odpadków w sposób nieszkodliwy dla srodowiska i ekonomicznie wlasciwy stanowi obec¬ nie powazny problem dla przemyslu. Przykladem takiego produktu odpadkowego jest lotny popiól, wytwarzany w ogromnych ilosciach przez zaklady energetyczne opalane weglem. Popiól ten zawiera rózne ilosci, czesto okolo 10—30%, nie spalonego wegla oraz rózne skladniki nieorganiczne, zwlasz¬ cza tlenki, których sklad zalezy od rodzaju stoso¬ wanego paliwa. Ten lotny popiól stanowi powazny problem z punktu widzenia ochrony srodowiska, 123 223123 223 poniewaz trudno go w calosci oddzielic w zwyk¬ lych filtrach, jak równiez z tego powodu, ze od¬ cieki ze zraszania tego popiolu na skladowiskach moga zawierac ^zanieczyszczenia, takie jak ciezkie metale, które droga"*przeciekania moga zanieczysz¬ czac wode pitna. Poza tym, juz samo znalezienie miejsca odpowiedniego na skladowisko popiolu bez szkody dla .srodowiska stanowi powazny problem.W zaleznosci od sprawnosci zakladów energetycz¬ nych lotny popiól dosc czesto zawiera stosunkowo znaczne ilosci wegla, co oznacza znaczna strate energii. Podobne problemy wystepuja w zakla¬ dach usuwania odpadków, które oprócz lotnego po¬ piolu wytwarzaja równiez duze ilosci zwyklych popiolów i/albo zuzla. Uzyte tu i w dalszym ciagu opisu okreslenie „zuzel" oznacza zuzel wlasciwy, otrzymywany przez stapianie popiolów wytwarza¬ nych podczas spalania, jak równiez zwykle popioly nie wystawione na dzialanie temperatur tak wy¬ sokich, w których popioly te uleglyby stopieniu.Poza tym, szczególnym problemem wystepujacym w zakladach usuwania odpadków jest fakt, ze w zaleznosci od skladu odpadków czesto moga byc wytwarzane znaczne ilosci gazów szkodliwych dla otoczenia, takich jak chlorowodór i zwiazki siarki, zwlaszcza dwutlenek siarki. Gazy spalinowe zarów¬ no w zakladach energetycznych jak i w zakladach usuwania odpadków, niezaleznie od tego czy sto¬ suje sie opalahje^ weglem czy olejem, zawieraja znaczne ilosci siarki, zwlaszcza dwutlenku siarki.Proces umozliwiajacy przemyslowe wykorzysty¬ wanie lotnego popiolu i zuzla z zakladów energe¬ tycznych i z zakladów usuwania odpadków stano¬ wilby przeto powazne ulepszenie techniczne z wie¬ lu punktów widzenia, a zwlaszcza, gdyby umozli¬ wial on zmniejszenie lub calkowite usuniecie szkodliwych skladników gazów spalinowych. Pro¬ ces taki dawalby szczególne korzysci, gdyby rów¬ niez umozliwial przerabianie szlamu z zakladów oczyszczania scieków, zwlaszcza z zakladów biolo¬ gicznego oczyszczania.Stwierdzono, ze stosujac srodki zblizone do srod¬ ków stosowanych w procesie prowadzonym zgodnie z podanym wyzej opisem patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3266879 mozna, jak to "opisano nizej szczególowo, mineralne produkty za¬ warte w odpadkach domowych i przemyslowych, zwlaszcza lotny popiól i/albo zuzel z zakladów energetycznych i z zakladów usuwania odpadków, 4korzystnie stosowac jako czesc surowców przy wytwarzaniu pecherzykowatych, ewentualnie krys¬ talizowanych materialów szklanych, przy czym pro¬ ces ten moze byc równiez prowadzony w sposób umozliwiajacy przerób szlamu z zakladów oczysz¬ czania scieków.' * Przedmiotem wynalazku jest przeto sposób wyt¬ warzania pecherzykowatego materialu szklanego mogacego krystalizowac, polegajacy na tym, ze wapniste i krzemowe mineraly wprowadza sie do Obrotowego pieca, stapia i nastepnie wyladowuje, chlodzi i ewentualnie krystalizuje, zgodnie z któ¬ rym jako surowce wprowadza sie do pieca miesza¬ nine materialów pochodzacych z domowych i prze¬ myslowych odpadków, odpadków otrzymywanych przy oczyszczaniu scieków lub dowolnego rodzaju popiolów, np. z zakladów energetycznych i z za¬ kladów usuwania odpadków, z materialami wap- nistymi i ewentualnie innymi surowcami stosowa¬ nymi do wytwarzania szkla. 5 Cecha sposobu wedlug wynalazku jest to, ze surowce wprowadza sie w takim stosunku aby za¬ wartosc CaO w ostatecznym produkcie wynosila okolo 20—30% wagowych i aby zawartosc AI2O3 wynosila nie wiecej niz okolo 5% wagowych. 10 Sposób wedlug wynalazku umozliwia takze zmniejszenie ilosci siarki lub calkowite jej usuwa¬ nie z gazów spalinowych w zakladach energetycz¬ nych i zakladach usuwania odpadków pracujacych na oleju lub na weglu, a szczególny wariant tego 15 sposobu umozliwia takze daleko idace zmniejszanie zawartosci chlorowodoru w gazach spalinowych w zakladach usuwania odpadków.Proces wedlug wynalazku moze byc korzystnie prowadzony w obrotowym piecu typu zwykle sto- 20 sowanego do wytwarzania pecherzykowatych, ewentualnie krystalicznych materialów szklanych, opisanym np. w opisie patentowym Stanów Zjed¬ noczonych Ameryki nr 3266879. Proces ten jest bardzo elastyczny, to znaczy, ze zmieniajac ilosc 25 i rodzaj surowców, miejsca ich wprowadzania do pieca, temperature i predkosc obracania pieca, mozna dostosowywac piec do wytwarzania peche¬ rzykowatych, ewentualnie krystalizowanych ma¬ terialów szklanych o róznej barwie i wielkosci M pecherzyków dostosowanej do potrzeb.Jezeli w procesie prowadzonym sposobem wed¬ lug wynalazku ma byc stosowany lotny popiól i/albo zuzel, to surowce te wzbogaca sie w wapno, zwlaszcza kredej i mozna je wprowadzac w gór- u nym koncu pieca lub równoczesnie wspólpradowo i przeciwpradowo, to jest w górnym i w dolnym koncu pieca. Wybór metody zalezy np. od zawar¬ tosci wegla w lotnym popiele, przy czym duza za¬ wartosc wegla jest pozadana przy wprowadzaniu 40 surowca w dolnym koncu pieca.Sklad lotnego popiolu i zuzla, w tym tez zawar¬ tosc Si02, AI2O3 i CaO, jest rózny w zaleznosci od rodzaju wegla stosowanego do spalania i od skladu odpadków. W procesie prowadzonym zgodnie z wynalazkiem zawartosc mineralów dostosowuje sie w zaleznosci od zadanej jakosci koncowego pro¬ duktu, ale w praktyce zawsze dodaje sie CaC03, czesto w postaci kredy, w takich ilosciach, aby koncowy produkt zawieral 20—30%, korzystnie okolo 25% wagowych CaO. Poza tym, moze zacho¬ dzic koniecznosc dostosowywania zawartosci AI2O3, która w przypadku szklanych materialów moga¬ cych krystalizowac nie powinna byc wyzsza niz 5%.Stosowanie lotnego popiolu, a zwlaszcza zuzla, oznacza oczywiscie znaczne zaoszczedzenie surow¬ ców i stanowi bardzo sprawne usuwanie tego od¬ padu. Wazne znaczenie gospodarcze ma fakt, ze dzieki duzej zawartosci skladników mineralnych w popiolach lub zuzlu mozna zwykle, a w kazdym razie po rozpoczeciu procesu, pominac dodawanie dolomitu, który jest konieczny w znanych proce¬ sach, a który jest stosunkowo najkosztowniejszy z trzech surowców.Mozna stosowac lotny popiól i/albo zuzel oraz gj krede mielone wspólnie, ale stwierdzono, ze zgod-123£23 5 6 nie z wynalazkiem mozna uniknac takiego miele¬ nia, dodajac lotny popiól bezposrednio do zawie¬ siny kredy i innych surowców. Lotny popiól czesto jest tak drobny, ze moze byc wtryskiwany do pieca bezposrednio, bez uprzedniego mielenia, Daje to oczywiscie powazne korzysci i oznacza powazne oszczednosci energii.W celu wytwarzania pecherzykowatych, ewentu¬ alnie krystalizowanych materialów szklanych zwyk¬ le miesza sie okolo 80% popiolów i okolo 20% kredy. Przy wytwarzaniu takich produktów su¬ rowce stapia sie calkowicie, przy czym stapianie to jest ulatwione, gdyz jak wyzej wspomniano, produkt zawiera malo wapna, a mianowicie okolo 20—30% CaO.Proces rozpoczyna sie w znany sposób, podany w powolanym wyzej opisie patentowym, np. wtrys¬ kujac wodna zawiesine surowców, -takich jak pia¬ sek, wapno i dolomit do obrotowego pieca i nas¬ tepnie prowadzi sie stapianie w sposób ciagly.Piec ogrzewa sie korzystnie wtryskujac olej razem z czescia lub z calkowita iloscia popiolu i miesza¬ niny o skladzie dostosowanym do jakosci konco¬ wego produktu. Wtryskiwanie to prowadzi sie w dolnej czesci pieca. Stosowanie oleju jest korzystne ze wzgledu na jego wyzsza temperature zaplonu i osiagnieta temperatura w strefie wypalania sta¬ nowi dodatkowa gwarancje wykorzystania w pro¬ cesie spalania równiez i wegla zawartego w lotnym popiele. Lrotny popiól wtryskuje sie korzystnie razem z powietrzem pierwotnym. Lotny popiól razem z mineralnymi dodatkami mozna tez wtrys¬ kiwac przez jedna lub wieksza liczbe rur w sa¬ siedztwie plomieniówek pieca, a w niektórych przy¬ padkach mozna go mieszac z olejem.Sposób wedlug wynalazku jest takze bardzo ko¬ rzystny przy stosowaniu wegla jako paliwa, Przy wprowadzaniu kredy w ilosci niezbednej do dosto¬ sowania zawartosci skladników mineralnych w lot¬ nym popiele przewidzianym do wtryskiwania w dolnej czesci pieca, stosuje sie dodatkowa ilosc kredy, uwzgledniajac popiól wytwarzany przez spa¬ lanie wegla. Zabieg ten umozliwia stosowanie mniej wartosciowych gatunków wegla, takich jak wegiel brunatny, pod warunkiem, ze dodaje sie tyle kredy, ile trzeba dla uzyskania skladu miesza¬ niny, odpowiadajacego koncowemu produktowi.W razie potrzeby, lotny popiól wtryskuje sie w dolnym koncu pieca razem z konieczna iloscia kre¬ dy i oleju stosowanego do spalania. Mozna tez wtryskiwac piasek w sposób znany z powolanego wyzej opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3266879, albo siarczan wapnia, ewen¬ tualnie razem z kreda. Surowce te wtryskuje sie do pieca wzdluz strefy, w której sa one wchlaniane przez stopiona mase i po przejsciu przez piec pyl ulega zatrzymaniu w filtrach. W czasie przeplywu przez piec palne skaldniki lotnego popiolu ulegaja spalaniu i uzyskana energie' wykorzystuje sie w procesie stapiania. Pyl z filtrów zawraca sie w od¬ powiednim miejscu do pieca, w jego górnym koncu lub do zawiesiny surowców albo w dolnym koncu pieca, jak to szczególowo opisano nizej.Surowce wprowadzane w górnym koncu pieca moga skladac sie w calosci lub w czesci z lotnego popiolu zmieszanego z kreda, co powoduje, ze wegiel zawarty w lotnym popiele zostaje uwiezio¬ ny w masie i nie ulega uwalnianiu i nie tworzy pecherzyków az do chwili, gdy stopiona masa uzys- 5 ka tak mala lepkosc, ze produkty spalania moga ulatniac sie z tej masy. W ten sposób uzyskuje sie korzystnie energie do prowadzenia procesu.Zawartosc AI2O3 w koncowym produkcie nie moze byc wieksza niz 5%, gdyz w przeciwnym razie nie mozna osiagnac zadanej krystalizacji, po¬ laczonej z wytwarzaniem bardzo mocnych agre¬ gatów.Krystalizacje stopionej masy pecherzykowatej mozna korzystnie prowadzic droga powolnego chlo¬ dzenia, ewentualnie stosujac powtórne ogrzewanie.Szczególnie korzystnie jest kierowac stopiona mase na zimny przenosnik tasmowy i pozostawiac do utworzenia sie warstwy o odpowiedniej grubosci kilku centymetrów, chlodzac powierzchnie woda tak, aby dzieki izolujacemu dzialaniu pecherzyków uzyskac powolna krystalizacje.Proces prowadzony sposobem wedlug wynalazku mozna stosowac do wykorzystywania zuzla otrzy¬ mywanego przy spalaniu domowych i/albo prze¬ myslowych odpadów w zakladach usuwania od¬ padków. W takim przypadku, zmielony zuzel, ko¬ rzystnie zmieszany z kreda i ewentualnie piaskiem i/albo lotnym popiolem, kieruje sie do górnego konca obrotowego pieca, przy czym w razie potrze¬ by odpowiedni surowiec wprowadza sie i do dol¬ nego konca pieca, albo tez stosuje sie tylko lotny popiól i krede lub piasek i/albo siarczan wapnia, jak podano wyzej. Odpowiednia jest mieszanina zawierajaca w stosunku wagowym np. 50 czesci zuzla, 25 czesci piasku i 25 czesci kredy, albo 50 czesci lotnego popiolu, 25 czesci zuzla pocho¬ dzacego ze spalania domowych odpadków i 25 czesci kredy.Stwierdzono, ze zawartosc zuzla wynoszaca do okolo 5% wagowych calkowitej masy surowców zwykle nie ma wyraznego wplywu na barwe ^kon¬ cowego produktu, a zawartosc 5—10% wagowych przewaznie powoduje -zabarwienie szare lub szara¬ we. W zaleznosci od zawartosci lfe2©3 i AI2O3 w zuzlu, która moze hamowac pózniejsza Itrystali- zacje, zwykle dodaje sie tylko tyle piasku i kredy, korzystnie 2—3 ra^zy wiecej, aby otrzymac konco¬ wy produkt mogacy krystalizowac i aby wyrów¬ nac wahania, zawartosci mineralnych skladników zuzla. Z powyzszego wynika, ze zmieniajac surowce mozna uzyskiwac produkty o róznym zabarwieniu.Proces wedlug wynalazku moze byc oczywiscie prowadzony przy uzyciu lotnego popiolu i/albo zuzla dowolnego typu, nieazleznie od jego pocho¬ dzenia, ale szczególnie korzystnie jest stosowac ten proces do wytwarzania szklanych produktów w bezposrednim powiazaniu z zakladem energetycz¬ nym lub z zakladem przerabiania odpadków.W pierwszym z tych przypadków ma sie bezpos¬ redni dostep do lotnego popiolu i/albo zuzla i wy¬ korzystywanie wegla pozostalego w popiele lub w zuzlu w obrotowym piecu sprawia, ze zaklad ener¬ getyczny lub zaklad przerobu odpadków moze nie byc nastawiony na calkowite spalanie wegla. 15 20 26 m 35 w 45 50 H123 223 $ Ma to duze znaczenie, poniewaz w praktyce jest rzecza kosztowna i trudna zmniejszac zawartosc wegla w lotnym popiele ponizej 10°/o i jezeli do¬ puszcza sie pozostawianie np. 20—25% nie spalo¬ nego wegla w gazach spalinowych, lotnym popiele i zuzlu, wówczas koszty inwestycyjne, reperacje i koszty eksploatacyjne zakladu mozna powaznie zmniejszyc. Glówna czesc tego nie spalonego wegla mozna wykorzystac w procesie wedlug wynalazku, co oznacza duze korzysci w porównaniu z koniecz¬ noscia zwiekszania powierzchni grzejnych w za¬ kladach energetycznych czy w zakladach przerobu odpadków.Wariant procesu wedlug wynalazku umozliwia rozwiazanie innego powaznego problemu, a miano¬ wicie usuwanie siarki z gazów spalinowych. Zakla¬ dy energetyczne i zaklady przerabiajace odpadki, niezaleznie od tego czy sa opalane olejem czy weglem, odprowadzaja znaczne ilosci siarki do otoczenia, co jest ostatnio ograniczane odpowied¬ nimi przepisami, nakazujacymi stosowanie urza¬ dzen oczyszczajacych. W przypadku wegla zagad¬ nienie jest trudniejsze, poniewaz nie ma sposobów wstepnej obróbki wegla w celu zmniejszenia jego zawartosci siarki/ Jak podano wyzej, w procesie wedlug wynalazku filtry chwytaja czesc pylu gromadzacego sie w filtrach komorowych, przewaznie kredy i pylu z lotnego popiolu lub zuzla. Gazy odlotowe zawie¬ rajace siarke przeplywajac przez filtry oddaja znaczna czesc zawartej, w nich siarki do kredy, przy czym kreda przeksztalca sie w siarczan wap¬ nia.. Próby prowadzone w zakladzie wytwarzaja¬ cym pecherzykowate szklo przy dobowym spalaniu 35 toni ciezkiego oleju opalowego wykazaly, ze mozna zaabsorbowac okolo 80°/o siarki zawartej w gazach^ spalinowych.Wariant procesu prowadzonego sposobem wedlug Wynalazku polega na tym, ze wapnisty pyl z obro¬ towego pieca wprowadza sie do filtrów goracego gazu, takich jak filtry workowe lub elektrofiltry, W zakladzie energetycznym lub w zakladzie prze¬ rabiajacym odpadki, dzieki czemu mozna nie sto¬ sowac filtrów wspólpracujacych z obrotowym pie¬ cem, a równoczesnie mozna wiazac siarke z gaz^w spalinowych w postaci siarczanu wapnia, który w filtrach miesza sie z lotnym popiolem, podczas gdy gazy o powaznie zmniejszonej zawartosci siarki od¬ prowadza sie do atmosfery.W razie potrzeby mozna przed filtrami stosowac dodatek kredy, np. okolo 25%, w celu dostosowania zawartosci mineralnych skladników. Dzieki temu mozna z filtrów odprowadzac surowiec o skladzie odpowiednim do wytwarzania szkla lub cementu, zawierajacy siarke zwiazana bezpiecznie, to jest w takiej postaci, ze przy stapianiu nie jest ona uwal¬ niana do otoczenia.Wynalazek umozliwia równiez rozwiazanie inne¬ go waznego zagadnienia, a mianowicie usuwanie, a co najmniej istotne zmniejszanie zawartosci szkodliwych gazów, zwlaszcza chlorowodoru i tlen¬ ków siarki, z gazów spalinowych wytwarzanych przy przerabianiu odpadków zawierajacych np. po¬ lichlorek winylu i inne polimery zawierajace chlor.Laczac spalanie odpadków, np. w piecu do < wy¬ prazania, z bezposrednim, wprowadzaniem popiolów i zuzla w górnym koncu obrotowego pieca, do któ¬ rego wprowadza sie równiez surowce, zwlaszcza 5 wapno (krede), piasek i/albo lotny popiól, niezbed¬ ne do wytwarzania materialów szklanych, uzyskuje sie znaczne oszczednosci kosztów transportowania popiolów i zuzla oraz podwyzsza sie wskaznik wy¬ korzystania ciepla. Poza tym, wszystkie odpadki io ulegaja spaleniu, jezeli nie w piecu do wyprazania, to w. obrotowym piecu i jezeli odpadki zawieraja skladniki np. mineralne, niepalne, wówczas sklad¬ niki te wchodza w sklad wytworzonego stopu.Kierujac co najmniej czesc gazów z pieca do 15 wyprazania do dolnego konca pieca obrotowego (strefa spalania), wykorzystuje sie lepiej cieplo, a dzieki obecnosci alkalicznych substancji w piecu, zwlaszcza CaCOg i/albo CaO w stopie i w miesza¬ ninie surowców w górnej, chlodniejszej czesci M pieca, która to mieszanina w procesie mokrym ma postac zawiesiny, uzyskuje sie co najmniej czescio¬ we zobojetnienie kwasnych gazów. Jak wspomnia^ no wyzej, gazy odlotowe z pieca obrotowego zawie¬ raja pewna ilosc porwanych drobnych czastek, 2j zwlaszcza pylu kredowego i lotnego popiolu, przy czym czastki te oddziela sie w filtrze i w czasie przeplywania gazów z pieca do filtrów nastepuje pewne zobojetnienie, które dobiega konca po przej¬ sciu gazów przez filtry, w których znajduje sie 30 wapno, ewentualnie wprowadzone celowo w sposób opisany wyzej przy omawianiu wiazania siarki po¬ chodzacej z paliwa. W zaleznosci od skladu, rów¬ niez i lotny popiól zawierajacy mineralne skladniki moze zobojetniac w pewnej mierze chlorowodór.Pyl otrzymany w filtrach, skladajacy sie glównie z nieprzereagowanego CaC03 lub CaO i CaS04 oraz CaCl2 wytworzonych przy zobojetnianiu, a tak¬ ze ewentualnie i lotny popiól, zawraca sie w spo¬ sób ciagly lub okresowo do obrotowego pieca. 4§ Mozna go wprowadzac jako czesc mieszaniny su¬ rowców w górnej czesci pieca, ewentualnie w pos¬ taci zawiesiny, albo tez wtryskuje sie go w dolnej czesci pieca. Dzieki temu uzyskuje sie korzystnie chlodzenie wykladziny pieca, a dzieki wysokiej lep¬ kosci stopionej masy gazowe produkty rozkladu pozostaja w niej, tworzac pecherze.Takie wtryskiwanie w dolnej czesci pieca, za¬ równo w przypadku pylu z filtrów, jak i lotnego pylu, którego reszta zawartego w nim wegla ma byc wykorzystana, mozna wspierac korzystnie przez kierowanie plomienia palnika w strefie spalania skosnie ku dolowi, powodujac kierowanie wprowa¬ dzonych czastek ku dolowi, w strone stopu. W ten sposób zapobiega sie równiez zatykaniu otworów spustowych, przewidzianych w dolnej czesci pieca do odprowadzania stopionego materialu szklanego.Jak wyzej wspomniano, proces wedlug wyna¬ lazku mozna tez stosowac do przerabiania szlamu pochodzacego np. z biologicznego lub innego oczysz¬ czania scieków. W tym celu zawartosc suchej sub¬ stancji w szlamie zwieksza sie korzystnie np. do 30—40% przez dodawanie innych surowców, takich jak kreda, piasek, zuzel i lotny popiól, stosowanych w procesie. Otrzymana zawiesine surowców o kon- ^ sys.tencji pasty wprowadza sie w górnym koncu 35 45 609 123 223 10 pieca. W razie potrzeby szlam mozna przed zmie¬ szaniem z innymi surowcami odparowywac, za¬ geszczajac go.Korzystnie stosuje sie liczne lancuchy zelazne zwisajace od górnego konca pieca. Sluza one jako wymienniki ciepla i dzieki wilgoci zawartej w za¬ wiesinie przyczyniaja sie w pewnej mierze do zatrzymywania drobnych czastek porywanych przez gazy, powodujac zawracanie tych czastek do za¬ wiesiny surowców.Urzadzenie do prowadzenia procesu sposobem wedlug wynalazku sklada sie z pieca do spalania, takiego jak stosowany jest w pracujacych na weglu i/albo na oleju zakladach energetycznych lub za¬ kladach przerabiajacych odpadki, korzystnie z pieca do wyprazania oraz z jednego lub wiekszej liczby pieców obrotowych, jak równiez z niezbednych urzadzen do zasilania, zawracania i rozladowywa¬ nia oraz z urzadzen pomocniczych, takich jak kru¬ szarki, mieszalniki itp. i z jednego lub wiekszej liczby znanych filtrów, takich jak filtry workowe, elektrofiltry lub cyklony.Korzystnie piec do spalania jest umieszczony w bezposrednim polaczeniu z piecem do wyprazania i jest wyposazony w srodki do kierowania gazów odlotowych i popiolu do pieca obrotowego.Szklany material wytwarzany sposobem wedlug wynalazku nadaje sie do licznych celów, takich jak wytwarzanie agregatów do wyrobów ceramicznych, tak zwanych niskotemperaturowych produktów ce¬ ramicznych (opis patentowy PRL nr 117 748), form mineralno-zywicznych (opis patentowy PRL nr 108 631) i wyrobów w postaci arkuszy, zwlaszcza arkuszy falistych (opis patentowy PRL nr 116 507), jak równiez jako material na nawierzchnie dróg.Szczególne znaczenie ma stosowanie tych produk¬ tów zamiast arkuszowych produktów z azbestu.Wszystkie te produkty mozna wytwarzac z czar¬ no zabarwionego, pecherzykowatego tworzywa szklanego wytworzonego zgodnie z wynalazkiem przy uzyciu lotnego popiolu, co nie bylo mozliwe przy stosowaniu znanych sposobów. Takze tworzy¬ wo o czarnym zabarwieniu ma szczególne znaczenie jako material do pokrywania dachów, np. w postaci wspomnianych wyzej falistych arkuszy. Znane po¬ krycia dachowe o barwie czarnej zwykle uzyski¬ wano za pomoca barwienia, co jest klopotliwe, a barwa niedostatecznie trwala.Produkt wytworzony sposobem wedlug wynalaz¬ ku, majacy liczne pecherze, wykazuje po zmiele¬ niu liczne wklesle powierzchnie, totez poszczególne jego czastki, które zaleznie od okolicznosci moga miec wiele powierzchni wkleslych, moga sie latwo zazebiac. Stosujac odpowiednie srodki wiazace mozna przeto wytwarzac produkty o duzej wytrzy¬ malosci na rozciaganie, przy czym jest rzecza waz¬ na, ze unika sie tu stosowania wlókien, np. wlókien azbestowych, których stosowanie jest konieczne w znanych procesach wytwarzania podobnych pro¬ duktów.Szczególnie cenny produkt uzyskuje sie stosujac material otrzymany sposobem wedlug wynalazku z odpowiednio, spreparowanym cementem. Produkt taki ma bardzo duza wytrzymalosc na rozciaganie.Przy wytwarzaniu takich produktów mozna stoso¬ wac dwa surowce, których sklad mineralny, pomi¬ jajac CaO, moze byc identyczny, dzieki czemu uni¬ ka sie ewentualnych reakcji miedzy skladnikami, mogacych wplywac niekorzystnie na wlasciwosci 5 koncowego produktu.Przyklad I. W przykladzie tym, jak i- w przykladach dalszych, stosuje sie piec obrotowy 0 dlugosci 70 m i srednicy 2 m na pierwszych 2/3 dlugosci i srednicy 2,8 m na pozostalej dlugosci.Nachylenie pieca wynosi okolo 2° i piec wykonuje 1 obrót w ciagu 65 sekund. Na pierwszych 10—15 m ze scidn zwisaja zelazne lancuchy powodujace dobre przenoszenie ciepla do wprowadzanych su- iowców i zwiekszaja powierzchnie zatrzymujaca pyl, zwlaszcza przy prowadzeniu procesu na mokro.A. Mieszanine surowców w postaci zawiesiny przygotowuje eie z nastepujacych skladników: 65 czesci piasku z Limfjorden w pólnocnej Jut- landii 45 czesci kredy z tego samego rejonu, mia¬ nowicie z Hillersler oraz 15 czesci dolomitu z Ham- merfall w pólnocnej Norwegii zmieszanych z woda w takiej ilosci, aby otrzymac zawiesine zawieraja¬ ca 24% wilgoci.Zawiesine te wprowadza sie do górnego konca obrotowego pieca w ilosci 13 ton suchej masy/go¬ dzine i ogrzewa od strony dolnego konca pieca spalajac ciezki olej. W górnym koncu pieca suro¬ wiec ulega wysuszeniu pod wplywem ciepla i two¬ rzy brylki. W nizszej czesci pieca wytwarza isie pastowaty produkt o duzych brylach, powstaja¬ cych przez spiekanie brylek. Material przechodzi przez piec w ciagu okolo 3 godzin i w dolnym koncu pieca, gdzie temperatura wynosi okolo 1450°C, mieszanina stapia sie tworzac ciekly pro¬ dukt z pecherzykami. Produkt ten odprowadza sie w dolnym koncu pieca i po ochlodzeniu daje krys¬ taliczne, pecherzykowate szklo, nadajace sie do róznych celów, takich jak do pokrywania na¬ wierzchni dróg w postaci kruszywa, jako material budowlany itp.B. Zmienia sie w sposób ciagly sklad surowców, stosujac 80 czesci wagowych lotnego popiolu z za¬ kladów energetycznych w Aarhus (Studstrup) i 20 czesci wagowych kredy z wyzej podanej miejsco¬ wosci. Sklad lotnego popiolu w % wagowych jest nastepujacy: Si02 A1203 Fe203 CaO so3 P2O5 MgO Ti02 Na20 K20 Li20 zapalaniu 55,9 4,16 10,6 19,1 1,17 0,23 3,31 0,18 0,17 0,36 96 czesci namilon 17,93 Surowce te równiez miesza sie z woda tak, aby uzyskac mieszanine o konsystencji zawiesiny, da¬ jacej sie wprowadzac do pieca w jego górnej czesci.Mieszanina przesuwa sie przez piec jak podano wyzej i otrzymuje sie material mogacy krystalizo¬ wac, podobny do wyzej opisanego, ale o ciemnym, 15 20 15 30 35 40 45 •O123 223 11 12 prawie oliwkowoczarnym zabarwieniu, czesciowo przezroczysty.C. W trzeciej próbie kontynuuje sie próbe (B), stosujac czesc takich samych surowców, to jest lotny popiól i krede, w takim samym stosunku, ale w stanie suchym i okolo 35% calkowitej ilosci su¬ rowców wprowadza sie w dolnym koncu pieca razem z pierwotnym powietrzem albo przez od¬ dzielna rure, w poblizu rury pobierajacej pierwotne powietrze.Dzieki wprowadzaniu czesci surowców w dolnym koncu pieca mozna zmniejszyc zuzycie paliwa do okolo 950 litrów/godzine, podczas gdy w próbie (A) zuzycie paliwa wynosi okolo 1300 litrów/godzine.Z dolnego konca pieca odprowadza sie pecherzy- kowate szklo mogace krystalizowac. Otrzymuje sie okolo 220 ton produktu na dobe i próbka produktu o wielkosci ziaren 5—7 mm wykazuje ciezar nasy¬ powy 850 g/litr, co oznacza duza zawartosc peche¬ rzyków. W filtrze przy górnym koncu pieca gro¬ madzi sie kreda i lotny popiól w ilosci okolo 10% ilosci wprowadzonych surowców, przy czym ana¬ liza wykazuje, ze praktycznie wszystek wegiel za¬ warty pierwotnie w lotnym popiele ulega spaleniu w obrotowym piecu. Produkt zatrzymany w filtrze zawraca sie do zbiornika z zawiesina.Przyklad II. A. Stosuje sie surowce o naste¬ pujacym skladzie: 60 czesci wagowych lotnego po¬ piolu z Studstrup, 18 czesci wagowych zuzla z za¬ kladu przerabiajacego odpadki, 22 czesci kredy, i miesza sie te skladniki z woda wytwarzajac za¬ wiesine, która pompuje sie w górnym koncu do pieca.; Zuzel otrzymany przy spalaniu domowych od¬ padków ma nastepujacy sklad w '% wagowych: Si02 50 A1203 + Ti02 12 Fe203 16 CaO 7 MgO „7 K20 5 strata przy zapalaniu 5 Proces prowadzi sie w sposób analogiczny do opisanego w przykladzie IB, otrzymujac stopione szklo, które po wyladowaniu z pieca ma barwe, wytrzymalosc i wyglad takie same jak produkt z przykladu I B. Gotowy produkt jest równiez pe- cherzykowaty, moze krystalizowac, jest przezro¬ czysty i ma zielonkawoczarne zabarwienie.B. Stosujac surowce jak w próbie (A) prowadzi sie próbe w sposób analogiczny do opisanego w przykladzie I C, ale 20 czesci lotnego popiolu Studstrup miesza sie z 6 czesciami kredy bez do¬ dawania zuzla i w suchym stanie wprowadza do pieca w dolnym koncu. Pozostale surowce wprowa¬ dza sie w postaci zawiesiny w górnym koncu. Zu¬ zycie oleju wynosi okolo 1000 litrów/godzine, a pro¬ dukt ma wlasciwosci takie same jak wyzej opi¬ sany.Przyklad III. A. Stosuje sie nastepujace su¬ rowce:^ czesci lotnego popiolu z Studstrup o skla¬ dzie podanym w przykladzie I B, 14 czesci lotnego popiolu z zakladów energetycznych Nordkraft Elektrieitetsvaerk w Aalborg i 20 czesci kredy typu podanego w przykladzie I. Lotny popiól z za¬ kladów w Aalborg ma nastepujacy sklad w pro¬ centach wagowych: Si02 32,3 AI2O3 16,3 5 Fe203 8,4 CaO 2,2 MgO 0,4 alkalia 3,1 SO3 2,8 ie strata przy zapalaniu 33,6 rózne 0,9 Skladniki te miesza sie z woda wytwarzajac za¬ wiesine dajaca sie pompowac, zawierajaca okolo 25% wody. W ciagu 1 doby do pieca wprowadza ig sie w górnym koncu 240 tony lotnego popiolu i 60 ton kredy. Próbe te prowadzi sie jako konty¬ nuacje próby opisanej w przykladzie* I i otrzymuje sie produkt o takim samym wygladzie, mianowicie przezroczysty, o barwie oliwkowoczarnej. Produkt M otrzymuje sie w ilosci 200 ton/dobe, a w iiltrze gromadzi sie pyl w ilosci 10 ton/dobe. Pyl ten .za¬ wraca sie do zbiornika zawiesiny. Stwierdzono jed¬ nak, ze ani przy powolnym chlodzeniu ani przy ponownym ogrzewaniu produkt ten nie tworzy 25 latwo krysztalów, a wiec nie daje rekrystalizowa- nego szkla. Krystalizacja tego produktu przebiega bardzo powoli, prawdopodobnie ze wzgledu na duza zawartosc Ala03 w drugim z wyzej podanych lotnych pylów.H B. Stosuje sie surowce jak w próbie (A), ale 2/3 stalych surowców wprowadza sie w postaci za¬ wiesiny w górnym koncu pieca, a 1/3 wtryskuje sie w dolnym koncu do pieca. Uzyskuje sie po¬ wazne zmniejszenie zuzycia paliwa, a to ze wzgle- 35 du na wykorzystanie wegla, zawartego w duzych ilosciach w lotnym popiele z zakladów Nordkraft.Ilosc oleju zuzytego do stopienia produktu wynosi okolo 50!%, lub nawet mniej, ilosci ciepla, która nalezaloby zuzyc do stopienia i wyprazenia tych 40 surowców w sposób opisany w przykladzie I A.Otrzymany produkt ma temperature topnienia o okolo 100°C nizsza od temperatury topnienia pro¬ duktu wytworzonego sposobem opisanym w przy¬ kladzie I, co prawdopodobnie jest spowodowane ffi wspomniana wyzej wieksza zawartoscia AI2O3 w ' surowcach.Jest rzecza oczywista, ze wytwarzanie /materia¬ lów szklanych sposobem wedlug wynalazku jest mozliwe przy znacznym zaoszczedzeniu energii cieplnej (20—35%) w porównaniu z procesami, w których stosuje sie znane surowce do wytwarzania szkla. Dokladne zmierzenie zuzycia ciepla w opi¬ sanych wyzej próbach nie jest jednak mozliwe, gdyz po pierwsze, próby te prowadzono szybko, ko¬ lejno jedna po drugiej w ciagu 3—4 dni i nie czy¬ niono zadnych staran w kierunku polepszenia wa¬ runków procesu czy rozmieszczenia surowców po¬ miedzy obu koncami pieca, a po drugie, poniewaz wylozenie obrotowego pieca w strefie spalania w chwili rozpoczynania prób bylo bardzo cienkie i za¬ chodzila koniecznosc chlodzenia pieca od zewnatrz na odcinku okolo 10 m, w celu niedopuszczenia do uszkodzenia na skutek zbyt wysokiej temperatury.Przyklad IV. Przeprowadzono wytrzymalo- 65 sciowe próby porównawcze w celu ustalenia róznic 50 5513 123 223 14 w wytrzymalosci materialu szklanego otrzymanego sposobem ujawnionym w opisie patentowym St.Zjedtn. Ameryki nr 3266879 z kredy, piasku i dolo¬ mitu oraz materialu otrzymanego sposobem wed¬ lug wynalazku. W tym celu mieszanine pokruszo¬ nego materialu i stanowiacej spoiwo zywicy feno¬ lowej (stosujac 6% zywicy fenolowej w przelicze¬ niu na mase kruszywa), sprasowano w arkusze pod cisnieniem 12262,5 kPa w temperaturze 200°C.Arkusze poddano próbie rozciagania, w wyniku której stwierdzono, ze wytrzymalosc na rozciaga¬ nie materialu otrzymanego sposobem wedlug wy¬ nalazku jest o 20% wieksza od wytrzymalosci na rozciaganie materialu otrzymanego znanym spo¬ sobem (w próbie uzyskano odpowiednio wyniki 29 MPa i 34 MPa). Tak wiec nieoczekiwanie oka¬ zalo sie, ze material szklany otrzymywany z odpad¬ ków jest korzystniejszy od materialu z kredy, piasku i dolomitu.Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania pecherzykowatego materialu szklanego, mogacego krystalizowac, polegajacy na 5 wprowadzaniu surowców wapnistych i krzemowych do obrotowego pieca, stapianiu ich i nastepnie roz¬ ladowywaniu, chlodzeniu i ewentualnie krystalizo¬ waniu, zgodnie z którym jako surowce wprowadza sie mieszanine produktów pochodzacych z odpad¬ ków domowych lub przemyslowych, róznego typu popiolów z pieców do spalan lub produktów od¬ padkowych otrzymywanych przy oczyszczaniu scie¬ ków, z materialami wapnistymi i ewentualnie in¬ nymi mineralami tworzacymi szklo, znamienny tym, ze surowce wprowadza sie zmieszane w ta¬ kim stosunku, aby zawartosc CaO w ostatecznym produkcie wynosila okolo 20—30% wagowych i aby zawartosc AI2O3 wynosila nie wiecej niz okolo 5% wagowych. 10 15 PL PL PL