PL179641B1 - Sposób i instalacja do wytwarzania welny zuzlowej PL PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania welny zuzlowej, w któ- r ym mieszanke surowców doprowadza sie do kadzi do topienia i tam topi sie j a za pomoca energii uwalnianej w wyniku spalania doprowadzonego paliwa z dopro- wadzonym powietrzem do spalania, podgrzanym w wymienniku ciepla gazami spalinowymi, a nastepnie wytworzona w ten sposób stopiona mase przetwarza sie na nieciagle wlókna, które uklada sie formujac welne zuzlowa o orientacji chaotycznej, przy czym czesc stopionej masy pochodzi z odpadów welny zuz- lowej, które topi sie w dodatkowym urzadzeniu do to- pienia opalanym paliwem i uzyskuje sie odzyskana stopiona mase, która doprowadza sie do kadzi do to- pienia, znamienny tym, ze odpady welny zuzlowej (28) w dodatkowym urzadzeniu do topienia (4) topi sie za pomoca energii uwalnianej w procesie spalania pa- liwa (26) z powietrzem (19) ogrzanym mieszanka ga- zów spalinowych uzyskanych w procesie spalania w kadzi do topienia (1) i w dodatkowym urzadzeniu do topienia (4) oraz mieszanke surowców (21) w kadzi do topienia (1) topi sie za pomoca energii uwalnianej w procesie spalania paliwa (22) z powietrzem (8) ogrza- nym mieszanka gazów spalinowych uzyskanych w procesie spalania w kadzi do topienia (1) i w dodatko- wym urzadzeniu do topienia (4). Fig. 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i instalacja do wytwarzania wełny żużlowej.

Od dłuższego czasu trwająprace mające na celu wykorzystanie na skalę masowąodpadów wełny żużlowej jako surowca do produkcji wełny żużlowej. Ich celem jest wykorzystanie odpadów produkcyjnych, zawsze powstających w instalacjach tego typu, np. podczas obcinania krawędzi płyt z wełny żużlowej, albo odpadów odrzuconych przez kontrolę jakości. Celem tym

17*9 641 powinno być również zagospodarowanie i wykorzystanie wyrobów ze zużytej wełny żużlowej, po ich zużyciu przez nabywcę. Zatem ilości odpadów wełny żużlowej do recyklingu są różne, przy czym odpady mogą stanowić nawet połowę surowca do produkcj i stopionej masy. Jak z tego wynika proporcje odpadów do mieszanki surowców w stanie stopionym mogą wynosić 1:1 lub więcej.

Jednakże ponowne topienie odpadów wełny żużlowej wiąże się z różnorodnymi problemami technologicznymi. Najważniejszym z nichjest duża zawartość w odpadach substancji organicznych, takichjak środki wiążące używane w procesie produkcji z wełny żużlowej filcu lub płyt, albo składników organicznych, które dostały się do niej podczas użytkowania, na przykład resztek korzeni. W zasadzie istnieje możliwość wprowadzania węgla do stopionej masy podczas produkcji wełny żużlowej, ale niestety, modyfikuje to skład masy i niszczy materiał żaroodporny kadzi do topienia składników, a podczas produkcji waty szklanej w ogóle nie wolno wprowadzać węgla do stopionej masy. W tym drugim przypadku można dodawać środek utleniający, który jednakże zwiększa koszty surowców wyjściowych i wpływa na emisję gazów spalinowych. W konsekwencji ilość dodawanych odpadów zawierających węgiel jest w każdej sytuacji ograniczona do małych wartości.

Z opisu patentowego FR-A-0 410 889 znany jest sposób usuwania węgla z odpadów wełny żużlowej przed ich stopieniem w kadzi, polegający na ich pirolizie w piecu tunelowym. W tym celu, w piecu tunelowym przepuszcza się przez warstwę posiekanych odpadów o pewnej wysokości strumień gorącego gazu, który je wygrzewa. Do pirolizy stosuje się gaz obojętny albo zawierający tlen w ilości na tyle mniejszej w porównaniu z powietrzem, że niemożliwe jest powstawanie stref intensywnego spalania, w których, w wyniku nadmiaru energii uwalnianej z materiału wyjściowego, zawierającego zanieczyszczenia pochodzenia organicznego, mogłoby dojść do topienia materiału. Z drugiej strony, gazy organiczne unoszone przez gaz do pirolizy powinny spalać się w procesie dostarczając mu swojej energii przed jego ponownym przepuszczeniem przez odpady wełny żużlowej.

W związku z długimi czasami obróbki odpadów wełny żużlowej w piecu do pirolizy, dochodzącymi nawet do jednej godziny, zmniejsza się sprawność całej instalacji w odniesieniu do nakładów'. Ponadto potrzebne jest zewnętrzne źródło energii, której ilość zmniejsza się przed doprowadzeniem do stopionej masy wskutek chłodzenia, co również przyczynia się do stosunkowo wysokich kosztów energetycznych. Sposób ten jest co prawda zadowalający z technicznego punktu widzenia, ale nie z ekonomicznego.

Z drugiej strony znany jest z opisu patentowego EP-A-389 314 sposób topienia odpadów wełny żużlowej w urządzeniu do topienia, w którym spalają się zanieczyszczenia organiczne. Do osiągnięcia spalania wysoko temperaturowego w strefie ponad poziomem płynnej stopionej masy stosuje się czysty tlen lub silnie wzbogacone w niego powietrze. Znajdujące się tam zanieczyszczenia organiczne spalają się prawie do końca, zanim powstające ciepło stopi odpady wełny żużlowej. Nie licząc palników rozruchowych i pomocniczych, przytłaczająca większość energii pochodzi z wysoko temperaturowego spalania zanieczyszczeń organicznych.

Oprócz stosunkowo wysokich nakładów inwestycyjnych, wysokie koszty - nie licząc stosunkowo małych kosztów paliwa - wiążą się ze stosowaniem tlenu. Ponadto manipulowanie tlenem w surowych warunkach produkcyjnych wymaga szczególnej ostrożności, co dodatkowo zwiększa koszty tego sposobu w kategoriach instalacji technicznych i personelu. Ponadto traci się duże ilości energii znajdującej się w gazach spalinowych, które trzeba dodatkowo oczyszczać. Traci się również energię nagromadzoną w stopionej masie, ponieważ praktycznie w warunkach produkcyjnych masę tąodprowadza się przez podajnik i spieka, po czym dodaje w takiej postaci do mieszaniny surowców w kadzi do topienia.

Z amerykańskiego opisu patentowego nr 4,309,204 znany jest sposób i urządzenie do przetapiania odpadów włókien szklanych. Urządzenie to zawiera, oprócz tradycyjnego pieca do topienia szkła, zespół do topienia odpadów, w którym topi się włókna odpadowe. Stopiona odzyskana masa jest następnie doprowadzana bezpośrednio do tradycyjnego pieca do topienia, w którym ziarnisty surowy zestaw składników jest topiony w znany sposób.

179 641

Jednakże w tym rozwiązaniu potrzebna jest duża ilość urządzeń do kondycjonowania gazów spalinowych dla obu urządzeń do topienia. Ponadto, oprócz tradycyjnego urządzenia do obróbki dla gazów spalinowych z pieca do topienia, konieczne jest dodatkowe urządzenie do obróbki dodatkowych gazów spalinowych urządzenia do topienia odpadów. W związku z powyższym, efektywność sposobu i urządzenia według amerykańskiego opisu patentowego nr 4,309,204 nie jest satysfakcjonująca.

Celem wynalazku jest uzyskanie sposobu i instalacji do wytwarzania wełny żużlowej, w których jako materiał wyjściowy wykorzystuje się odpady wełny żużlowej, w sposób ekonomiczny i zapewniający oszczędność energii bez szkodliwych skutków dla procesu topienia.

Sposób wytwarzania wełny żużlowej, w którym mieszankę surowców doprowadza się do kadzi do topienia i tam topi się ją za pomocą energii uwalnianej w wyniku spalania doprowadzonego paliwa z doprowadzonym powietrzem do spalania, podgrzanym w wymienniku ciepła gazami spalinowymi, a następnie wytworzoną w ten sposób stopioną masę przetwarza się na nieciągłe włókna, które układa się formując wełnę żużlową o orientacji chaotycznej, przy czym część stopionej masy pochodzi z odpadów wełny żużlowej, które topi się w dodatkowym urządzeniu do topienia opalanym paliwem i uzyskuje się odzyskaną stopioną masę, którą doprowadza się do kadzi do topienia, według wynalazku charakteryzuje się tym, że odpady wełny żużlowej w dodatkowym urządzeniu do topienia topi się za pomocą energii uwalnianej w procesie spalania paliwa z powietrzem ogrzanym mieszanką gazów spalinowych uzyskanych w procesie spalania w kadzi do topienia i w dodatkowym urządzeniu do topienia oraz mieszankę surowców w kadzi do topienia topi się za pomocą energii uwalnianej w procesie spalania paliwa z powietrzem ogrzanym mieszanką gazów spalinowych uzyskanych w procesie spalania w kadzi do topienia i w dodatkowym urządzeniu do topienia.

Korzystnie odpady wełny żużlowej rozdrabnia się na cząstki o wymiarach poniżej 2 mm, a następnie doprowadza się je do dodatkowego urządzenia do topienia, a odzyskaną stopioną masę z dodatkowego urządzenia do topienia wprowadza się do kadzi do topienia z małą energią kinetyczną i na małej wysokości powyżej poziomu cieczy stopionej kąpieli.

Instalacja do wytwarzania wełny żużlowej zawierająca kadź do topienia, która jest połączona z przewodem doprowadzającym paliwo, z podajnikiem doprowadzającym mieszankę surowców, z wymiennikiem ciepła w postaci rekuperatora oraz z dodatkowym urządzeniem do topienia poprzez urządzenie do wprowadzania odzyskanej stopionej masy, zaś dodatkowe urządzenie do topieniajest połączone z urządzeniem doprowadzającym odpady wełny żużlowej, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wymiennik ciepła jest połączony z dodatkowym wymiennikiem ciepła poprzez odgałęzienie i przewód, zaś dodatkowy wymiennik ciepła jest połączony z dodatkowym urządzeniem do topienia oraz dodatkowe urządzenie do topienia jest połączone z kadzią do topienia przewodem dla odzyskanych gazów spalinowych, zaś kadź do topienia jest ponadto połączona z wymiennikiem ciepła przewodem dla odzyskanych gazów z kadzi do topienia i dodatkowego urządzenia do topienia.

Korzystnie dodatkowy wymiennik ciepła jest połączony za pośrednictwem przewodu ze sprężarką, oraz jest połączony z wentylatorem, zaś wentylator jest połączony z przewodem zasilającym i wymiennikiem ciepła.

Korzystnie dodatkowe urządzenie do topienia stanowi cyklon do topienia. Skutkiem bezpośredniego doprowadzania stopionej masy z urządzenia do topienia do kadzi do topienia, tj. nadal w stanie stopionym, oraz łączenia tam ze stopioną masąwytwarzaną z mieszaniny surowców pierwotnych, jest wykorzystanie energii powstającej podczas spalania zanieczyszczeń organicznych użytecznych dla procesu spalania. W przypadku kiedy dodatkowy zespół do topienia nie wymagał żadnych dostaw energii z zewnątrz, a stosunek odpadów z wełny żużlowej do mieszanki surowców pierwotnych wynosił 1:1, w procesie topienia możliwe było zaoszczędzenie około połowy energii, i odpowiednio mniejsze w przypadku stosowania dodatkowej energii zewnętrznej . W związku z tym, że gazy spalinowe z dodatkowego urządzenia do topienia również doprowadza się do kadzi do topienia i odprowadza z niej wraz z gazami tam powstającymi, to nie tylko używa się do wstępnego ogrzewania powietrza do spalania energii zawartej w gazach spalino179 641 wych z dodatkowego urządzenia do topienia, a w danym przypadku również energii zawartej w mieszance surowców za tym urządzeniem, ale następuje również obróbka gazów spalinowych z dodatkowego urządzenia do topienia wraz z gazami spalinowymi z kadzi do topienia bez konieczności dodatkowych inwestycji w instalacje techniczne.

Skutkiem tego, praca zespołu złożonego z dodatkowego urządzenia do topienia i kadzi do topienia jest dosyć podobna do pracy kadzi do topienia całkowicie bez surowca odpadowego, a tylko na świeżej mieszance surowców: innymi słowy, funkcjonalną część kadzi do topienia po prostu usuwa się do dodatkowego urządzenia do topienia w celu topienia tam odzyskanego materiału wyjściowego zamiast mieszanki surowców pierwotnych w optymalnych warunkach, ale z bezpośrednim połączeniem stopionych mas i gazów spalinowych, w taki sposób, że warunki powstające w miejscach połączenia kadzi ze stopionąmasą zjednej strony i gazem spalinowym z drugiej, prawie nie różnią się od warunków w przypadku kiedy cała stopiona masa pochodzi z mieszanki surowców pierwotnych. Zatem, inaczej mówiąc, dodatkowe urządzenie do topienia stanowi jakby wewnętrzną”kadź do topienia” nie wpływająeąna elementy zewnętrzne, z wyjątkiem zmniejszenia intensywności działania kadzi do topienia. W szczególności, możliwy jest w każdej chwili, bez szkodliwego oddziaływania na działanie całej instalacji, powrót do pracy bez surowca odzyskanego, albo też praca z różnymi proporcjami ilościowymi takiego materiału wyjściowego.

Skutkiem oddzielenia dalszej części powietrza do spalania, ogrzanego w wymienniku ciepła gazem spalinowym, i skierowania go do kolejnego wymiennika ciepła wraz z powietrzem do spalania doprowadzanym do dodatkowego urządzenia do topienia w celu jego wstępnego ogrzania, jest wykorzystanie części energii cieplnej, uwalnianej z gazów spalinowych, do wstępnego ogrzania powietrza do spalania z dodatkowego urządzenia do topienia. Osobno doprowadza się powietrze do spalania, które odbiera energię cieplną od powietrza wstępnie ogrzanego dzięki wymianie ciepła z gazami spalinowymi. Ma to zwłaszcza znaczenie ze względów konstrukcyjnych w przypadku, gdy ciśnienie powietrza do spalania, dopływającego do wymiennika ciepła z gazami spalinowymi, jest zbyt niskie, żeby mogło wpłynąć do dodatkowego urządzenia do topienia. Zatem bardziej sprężone powietrze do spalania może dopływać do niego w prosty sposób i na swojej drodze do dodatkowego urządzenia do topienia wpływać do wymiennika ciepła z niskociśnieniowym powietrzem do spalania.

Oddzielone powietrze do spalania, przeznaczone do wymiany ciepła z kolejnym powietrzem do spalania, ponownie doprowadza się do powietrza do spalania do kadzi do topienia. Skutkiem tego oddzielone powietrze do spalania krąży od punktu rozgałęzienia za wymiennikiem ciepła z gazem spalinowym do miejsca regeneracji przed wymiennikiem ciepła dla gazu spalinowego, gdzie ponownie płynące powietrze do spalania miesza się ze świeżo doprowadzonym powietrzem do spalania i ponownie wpływa do wymiennika ciepła z gazem spalinowym. W razie konieczności, efekt wstępnego ogrzewania w wyniku wielokrotnego przepływu przez wymiennik ciepła gazów spalinowych można wykorzystać tu do osiągnięcia wyższych temperatur powietrza do spalania na wlocie do kadzi do topienia. Bez takiego obiegu, tj. w przypadku doprowadzania w 100% świeżego powietrza do spalania, jego temperatura wynosiłaby około 20°C.

W szczególnie zalecanym przykładzie wykonania do topienia masy stosuje się cyklon do topienia. Proces topienia w urządzeniu cyklonowym odbywa się wewnątrz powstającego w nim płomienia. Jest on bardzo szybki ze względu na bardzo duże prędkości przepływu strumienia oraz wynikające z tego dobre warunki przenoszenia ciepła. Stopioną masę wraz z gazami spalinowymi odprowadza się koncentrycznym otworem w dnie cyklonu. W procesie topienia można również wykorzystać ciepło spalania składników organicznych, co zmniejsza zużycie energii.

Bardzo duże prędkości spalania w silnie zaburzonym przepływie w komorze spalania gwarantują bezodpadowe spalanie zanieczyszczeń istniejących w wełnie żużlowej bez ponownego ich wprowadzania do uzyskiwanej odzyskanej stopionej masy. Dzięki cyklonowi do topienia, zanieczyszczenia pozostają w odzyskiwanym gazie spalinowym.

179 641

W zalecanym przykładzie wykonania wynalazku, odpady wełny żużlowej wstępnie rozdrabnia się na kawałki o wielkości poniżej 2 mm, co zapewnia odpowiednie warunki przenoszenia ciepła w cyklonie do topienia.

Stopiony masę kieruje się kanałem z dodatkowego urządzenia do topienia do obszaru o małej wysokości ponad poziomem stopionej kąpieli, a stamtąd doprowadza z małą energią kinetyczną do stopionej masy w kadzi. Takie rozwiązanie zapewnia eliminację silnych zaburzeń w kadzi podczas doprowadzania do niej masy i zapobiega ewentualnemu przedwczesnemu zniszczeniu ogniotrwałych ścian.

Dzięki bezpośredniemu połączeniu dodatkowego urządzenia do topienia z kadziądo topienia za pomocą urządzenia doprowadzającego, oraz mieszaniu strumieni masy stopionego materiału odzyskanego ze stopioną masą z jednej strony i odzyskanego gazu spalinowego z gazem spalinowym z kadzi z drugiej, można z powodzeniem zrezygnować z kosztownych dodatkowych urządzeń do oddzielnego przesyłania strumieni masy.

W przypadku dodatkowego urządzenia do topienia, istnieje oddzielny przewód zasilający do odzysku powietrza do spalania za pomocą sprężarki, która je zasysa i spręża. Takie rozwiązanie jest korzystne ze względu na możliwość wyboru temperatury i ciśnienienia odzyskiwanego powietrza do spalania niezależnie od powietrza do spalania przeznaczonego do kadzi. Kolejną zaletąjest możliwość używania zwykłego powietrza atmosferycznego, wskutek czego podobne są również odzyskiwane gazy spalinowe i gazy spalinowe z kadzi, a zatem upraszcza się mieszanie strumieni gazów spalinowych do odzysku ciepła i po obróbce.

Oddzielny obieg powietrza do spalania, przeznaczony do obróbki powietrza do spalania do kadzi do topienia, ma równocześnie kilka zadań. Po pierwsze umożliwia regulację temperatury i ciśnienia powietrza do spalania przeznaczonego do kadzi do topienia niezależnie od odpowiednich parametrów odzyskanego powietrza do spalania w taki sposób, żeby były one optymalne dla procesu topienia. Po drugie, korzystnie, umożliwia odłączenie części powietrza do spalania wstępnie ogrzanego w wymienniku i doprowadzenie go do dodatkowego wymiennika ciepła w celu wstępnego ogrzania odzyskiwanego powietrza do spalania. Ponadto umożliwia mieszanie świeżego powietrza z otoczenia z powietrzem odłączonym w odpowiednich proporcjach za pomocą przewodu zasilającego w taki sposób, że przez wymiennik ciepła płynie cały strumień.

Termiczne sprzężenie obiegu powietrza do spalania z przewodem zasilającym w celu przepuszczenia odzyskanego powietrza do spalania przez wymiennik ciepła umożliwia wykorzystanie ciepła gazu spalinowego z kadzi nie tylko do ogrzewania powietrza do spalania, ale również, korzystnie, do ogrzewania odzyskiwanego powietrza do spalania. Dzięki temu można zrezygnować z ogrzewania odzyskiwanego powietrza do spalania za pomocą energii doprowadzanej z zewnątrz.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym, fig. 1 przedstawia schemat instalacji do wytwarzania wełny żużlowej według wynalazku oraz fig. 2 przedstawia pionowy przekrój kadzi do topienia w układzie według wynalazku.

Na fig. 1 widać kadź do topienia 1 zawierającą stopioną masę 2 i wyposażonąw podajnik 3 używany jako urządzenie podające. Kadź do topienia 1 jest połączona z dodatkowym urządzeniem do topienia 4 wpostaci pieca cyklonowego, oraz z wymiennikiem ciepła 5. Ponadto istnieje obieg 16 powietrza do spalania składający się z wentylatora 6, przeciwbieżnego dodatkowego wymiennika ciepła 7, przewodów 8, 9, 10, 11, 12, 13 powietrza do spalania, przewodu zasilającego 14 oraz odgałęzienia 15. Sprężarka 17, wraz z dodatkowym wymiennikiem ciepła 7 i przewodami 18,19 stanowią obieg zasilający 20 odzyskiwanego powietrza do spalania, przeznaczonego do zasilania pieca cyklonowego.

Wstępnie ogrzane powietrze do spalania i paliwo 22 doprowadza się do kadzi do topienia 1 za pomocą podajnika 3 służącego jako urządzenie doprowadzające mieszankę surowców 21, oraz za pośrednictwem przewodu 8 powietrza do spalania. Uzyskaną stopiona masę 2 doprowadza się do urządzenia 23 do wytwarzania z niej włókien. Powstające w kadzi do topienia 1 gazy spalinowe płyną przewodem 24 do wymiennika ciepła 5.

179 641

W wymienniku ciepła 5, gazy spalinowe z kadzi 1, wpływające przewodem 24 oddają swoją energię cieplną do wstępnego ogrzania powietrza do spalania doprowadzonego przewodem 10 poprzez wentylator 6 i wypływająprzewodem 8 do kadzi do topienia 1. Następnie powietrze do spalania wypływa z wymiennika ciepła 5 przewodem 25 i płynie do wstępnego ogrzewacza materiału wyjściowego (nie pokazanego), w którym energię cieplną gazów spalinowych z kadzi 1 wykorzystuje się do wstępnego ogrzania mieszanki surowców 21. Następnie schłodzone gazy spalinowe oczyszcza się w filtrach (nie pokazanych) z zanieczyszczeń i odprowadza do otoczenia.

Instalacja obiegu 16 powietrzado spalaniajest skonstruowana w taki sposób, że zasysa powietrze z otoczenia przewodem 11 i mieszaj e z powietrzem do spalania płynącym przewodem 12 za pośrednictwem przewodu zasilającego 14. Dalej oba strumienie płyną przewodem 10 do wymiennika ciepła 5. W wymienniku ciepła 5 powietrze do spalania odbiera od gazów spalinowych energię cieplną. Następnie wstępnie ogrzane powietrze do spalania płynie przewodem 8 do kadzi do topienia 1. Przedtem część wstępnie ogrzanego powietrza do spalania można odłączyć w odgałęzieniu 15 i doprowadzić przewodem 9 do wymiennika ciepła 7, gdzie zawarta w powietrzu do spalania energia cieplna podgrzewa powietrze do spalania płynące przewodem 18 do wymiennika ciepła 7. Nieco schłodzone wskutek tego powietrze do spalania wypływa z wymiennika ciepła 7 przewodem 13 i płynie do wentylatora 6, a następnie ponownie przewodem 12 do przewodu zasilającego 14. Tutaj powietrze to ponownie miesza się z powietrzem do spalania zasysanym z otoczenia przewodem 11.

W obiegu zasilającym 20 odzyskanego powietrza do spalania, sprężarka 17, korzystnie, rotacyjna tłokowa, spręża powietrze zassane z otoczenia i doprowadza je przewodem 18 do wymiennika ciepła 7. W wymienniku ciepła 7, powietrze do spalania z obiegu 16, wpływające przewodem 9, oddaje swojąenergie cieplnąodzyskanemu powietrzu do spalania z obiegu z obiegu zasilającego 20. Ogrzane w ten sposób powietrze płynie przewodem 19 do dodatkowego urządzenia do topienia 4.

Do dodatkowego urządzenia do topienia 4 doprowadza się ponadto paliwo 26, a także powietrze 27 i odpady wełny żużlowej 28. Powstająca w dodatkowym urządzeniu do topienia 4 odzyskana stopiona masa 29 oraz odzyskane gazy spalinowe 30 doprowadza się do kadzi do topienia 1.

Podczas pracy, do kadzi do topienia 1 doprowadza się w sposób ciągły za pomocą podajnika 3, pełniącego rolę urządzenia zasilającego, świeżą mieszankę surowców 21, np. 10 ten metrycznych bazaltu dziennie. Tradycyjnie, kadź do topienia 1 jest ogrzewana energią paliwa kopalnego, które w tym przypadku, jest doprowadzane w postaci paliwa 22 do kadzi do topienia 1, w celu dostarczenia energii niezbędnej do wytwarzania stopionej masy 2. Energię cieplną doprowadza się przez powierzchnię stopionej masy w wyniku spalania paliwa 22 we wstępnie ogrzanym powietrzu do spalania, doprowadzanym przewodem 11. Stopioną masę 2 usuwa się w sposób ciągły z dna kadzi do topienia 1 i doprowadza do urządzenia 23 do wytwarzania włókien produkującego 21 ton metrycznych waty szklanej dziennie.

Oprócz świeżej mieszanki surowców 21, do kadzi do topienia 1 można doprowadzać stopiony materiał odzyskany 29 o temperaturze 1350°C wraz z regenerowanymi gazami spalinowymi 30 z urządzenia do topienia 4, mającymi temperaturę 1500°C.

Odzyskane gazy spalinowe 30 miesząjąsię z gazami spalinowymi z procesu spalania wkadzi do topienia 1 i płyną przewodem 24 do wymiennika ciepła 5 jako gazy spalinowe z kadzi o temperaturze 1400°C. W wymienniku ciepła 5 gazy spalinowe z kadzi, mające temperaturę 1400°C, wstępnie ogrzewają powietrze do spalania doprowadzane przewodem 10, po czym ogrze\wyjąśwież;ąmieszankę surowców21. Następnie gazy spalinowe z kadzi poddaje się dalszej obróbce w filtrach w celu usunięcia z nich zanieczyszczeń.

Obieg 16 powietrza do spalania rozpoczyna się od zassania przewodem 11 powietrza z otoczenia o temperaturze 20°C. Zassane powietrze do spalania doprowadza się przewodem zasilającym 14 do przewodu 12, którym płynie powietrze tłoczone wentylatorem 6, i miesza się z nim. W wymienniku ciepła 7, powietrze do spalania, doprowadzone przewodem 12, oddało już swoją

179 641 energię cieplną powietrzu do spalania doprowadzonemu przewodem 18, ogrzewając je do temperatury umożliwiającej jego doprowadzenie do dodatkowego urządzenia do topienia 4. Następnie powietrze do spalania płynie przewodem 10 do wymiennika ciepła 5 i odbiera energię cieplną od gazów spalinowych z kadzi, po czym ponownie jego część oddziela się do odgałęzienia 15 w obiegu 16 a reszta płynie przewodem 8 do kadzi do topienia 1 w postaci wstępnie ogrzanego powietrza do spalania.

Powietrze do spalania z obiegu zasilającego 20, przeznaczone do dodatkowego urządzenia do topienia 4, również zasysa się z otoczenia, następnie spręża za pomocą sprężarki 17 do ciśnienia istniejącego w układzie, wynoszącego w urządzeniu do topienia 4 około 1,3 -10⁵Pa i podgrzewa w wymienniku ciepła 7, energią cieplną z powietrza do spalania doprowadzanego przewodem 9, do temperatury wynoszącej około 650°C.

Dodatkowe urządzenie do topienia 4, wskazane na fig. 1 i narysowane schematycznie na fig. 2, jest w tym konkretnym przykładzie wykonania urządzeniem typu cyklonowego, co nie wyklucza stosowania do tego celu innych podobnych pieców.

Urządzenie do topienia 4 składa się zasadniczo z cyklonu do topienia 31, a ten z kolei, korzystnie, z cylindrycznej ścianki 32, pokrywy 33 zaopatrzonej w kielichowe urządzenie załadunkowe 34 do ładowania odpadów wełny żużlowej 28, oraz dna 35 z wylotem 36 dla odzyskanej stopionej masy 29 i wylotem odzyskanych gazów spalinowych 30. Cyklon do topienia 31 jest obudowany instalację chłodzącą37 z wlotem 38 i wylotem 39 wody chłodzącej. Ponadto cyklon do topienia 31 jest zaopatrzony w przewód 40 doprowadzający powietrze do spalania oraz przewód 41 doprowadzający paliwo. W przykładowym rozwiązaniu cyklon do topienia 31 znajduje się w bezpośrednim sąsiedztwie kadzi do topienia 1, w związku z czym na fig. 2 pokazano bezpośrednią współpracę obu zespołów.

Odpady wełny żużlowej 28 doprowadza się do cyklonu do topienia 31 przez urządzenie załadunkowe 34 za pomocą powietrza zasilającego 27. Paliwo 26 doprowadza się przewodem 41, który może mieć postać rury, i który usytuowano koncentrycznie w kierunku przepływu w środku dyszy wstępnie ogrzanego powietrza, również doprowadzanego tym przewodem. Powietrze do spalania doprowadzone przewodem 19 miesza się z paliwem 26 i płynie wraz z nim w postaci mieszaniny do cyklonu do topienia 31.

Doprowadzone do cyklonu do topienia 31 odpady wełny żużlowej 28 oraz wdmuchane do niego powietrze do spalania, wymieszane z paliwem 26, spalająsię w silnie zaburzonym strumieniu 48 wewnątrz komory spalania 47. W niniejszym przykładzie wykonania, powstająca odzyskana stopiona masa 29 oraz odzyskany gaz spalinowy 30 wypływają wylotem 36 z cyklonu do topienia 31 i wpływają do urządzenia wlotowego 43, a stamtąd do kadzi do topienia 1.

Tutaj odzyskana stopiona ,masa 29 płynąca kanałem 42 (nie pokazanym) i odzyskany gaz spalinowy 30 płyną razem przez urządzenie wlotowe 43 wpływaaądo kadzi do topienia 1, izolowanej termicznie za pomocą kopuły 44 i połączonej z urządzeniem wlotowym 43 otworem 45. Świeżą mieszankę surowców 21 doprowadza się do kadzi do topienia 1 przez podajnik 3. Odzyskana stopiona masa 29 z cyklonu do topienia 31 płynie przez urządzenie wlotowe 43 i spokojnie wpływa do stopionej masy 2 przez odpowiednio położone urządzenie 46, umieszczone na tak małej wysokości, że prędkość masy wpływającej względem stopionej masy 2 jest prawie równa zeru.

Podczas pracy urządzenia, powietrze do spalania wdmuchuje się do cyklonu do topienia 31 zasilającym przewodem 40 w postaci koncentrycznej osłony wokół przewodu z paliwem 26, korzystnie, z początkowym zawirowaniem, takim, że dzięki wirowemu przepływowi w strefie spalania w komorze spalania 47 zapewnia się bezodpadowe spalanie zanieczyszczeń znajdujących się w odpadach wełny żużlowej 28 orazjej odpowiednie topienie bez ponownego wprowadzania do niej zanieczyszczeń.

W samym cyklonie do topienia 31, dodane odpady wełny żużlowej 28 topią się w odpowiedniej temperaturze, a przyczepione lub znajdujące się w jej środku zanieczyszczenia uwalniająsię i spalają. Tutaj z pożytkiem wykorzystuje się energię doprowadzaną ze znajdujących się w odpadach wełny żużlowej 28 zanieczyszczeń zawierających węgiel. Silnie zaburzony w ko179 641 morze spalania 47 strumień 48 zapewnia całkowite spalanie zanieczyszczeń oraz zapobiega ich ponownemu uwięzieniu w świeżo uzyskanej odzyskanej stopionej masie 29, unosząc je wraz z odzyskanymi gazami spalinowymi 30. Gazy te mieszają się z gazami spalinowymi z kadzi do topienia 1, po czym oczyszcza się je z zanieczyszczeń, po wykorzystaniu ich energii cieplnej do podgrzania powietrza do spalania i mieszaniny surowców 21.

Jak z tego wynika, wynalazek zapewnia sposób i instalację do wytwarzania wełny żużlowej w procesie, w którym odzyskanym materiałem wyjściowym są odpady wełny żużlowej. Kadzi to topienia 1, w której wytwarza się stopi onąmasę 2 z mieszanki materiałów wyj ściowych, towarzyszy tu dodatkowe urządzenie do topienia 4, w którym z odpadów wełny żużlowej 28 uzyskuje się odzyskaną stopioną masę 29, przy czym, w razie potrzeby, jej jakość i skład odpowiadaj ąparametrom stopionej masy uzyskiwanej z mieszaniny surowców pierwotnych. Odzyskaną stopioną masę 29 doprowadza się do stopionej masy 2 w kadzi do topienia 1 za pomocą odpowiedniego urządzenia doprowadzającego. Wtórny gaz spalinowy z dodatkowego urządzenia do topienia 4 doprowadza się do gazu spalinowego z kadzi do topienia 1, a mieszankę gazów spalinowych wykorzystuje się do wstępnego ogrzania powietrza do spalania i mieszanki surowców. Dzięki podziałowi przygotowania stopionej masy” na konwencjonalne wytwarzanie stopionej masy z mieszanki surowców pierwotnych w kadzi do topienia 1 i równoczesne wytwarzanie stopionej masy z wyjściowego materiału odpadowego w dodatkowym urządzeniu do topienia 4, z którego stopioną masę wraz z gazami spalinowymi doprowadza się bezpośrednio do kadzi do topienia 1, po raz pierwszy powstała możliwość realizacji złożonego sterowania parametrami procesu w konwencjonalnej produkcji stopionej masy oddzielnie od sterowania parametrami procesu podczas topienia nadających się do recyklingu odpadowych materiałów wyjściowych, a zatem również optymalizacji procesu. Łączenie strumieni stopionej masy i gazów spalinowych za kadziądo topienia 1 umożliwia optymalne wykorzystanie w wymiennikach ciepła energii cieplnej zmagazynowanej w gazach spalinowych oraz dalsze, konwencjonalne przetwarzanie stopionej masy w wyroby z wełny żużlowej.

179 641

Fig. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania wełny żużlowej, w którym mieszankę surowców doprowadza się do kadzi do topienia i tam topi się ją za pomocą energii uwalnianej w wyniku spalania doprowadzonego paliwa z doprowadzonym powietrzem do spalania, podgrzanym w wymienniku ciepła gazami spalinowymi, a następnie wytworzonąw ten sposób stopionąmasę przetwarza się na nieciągłe włókna, które układa się formując wełnę żużlową o orientacji chaotycznej, przy czym część stopionej masy pochodzi z odpadów wełny żużlowej, które topi się w dodatkowym urządzeniu do topienia opalanym paliwem i uzyskuje się odzyskaną stopioną masę, którą doprowadza się do kadzi do topienia, znamienny tym, że odpady wełny żużlowej (28) w dodatkowym urządzeniu do topienia (4) topi się za pomocą energii uwalnianej w procesie spalania paliwa (26) z powietrzem (19) ogrzanym mieszanką gazów spalinowych uzyskanych w procesie spalania w kadzi do topienia (1) i w dodatkowym urządzeniu do topienia (4) oraz mieszankę surowców (21) w kadzi do topienia (1) topi się za pomocą energii uwalnianej w procesie spalania paliwa (22) z powietrzem (8) ogrzanym mieszanką gazów spalinowych uzyskanych w procesie spalania w kadzi do topienia (1) i w dodatkowym urządzeniu do topienia (4).
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że odpady wełny żużlowej (28) rozdrabnia się na cząstki o wymiarach poniżej 2 mm, a następnie doprowadza się je do dodatkowego urządzenia do topienia (4).
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że odzyskaną stopionąmasę (29) z dodatkowego urządzenia do topienia (4) wprowadza się do kadzi do topienia (1) z małą energią kinetyczną i na małej wysokości powyżej poziomu cieczy stopionej kąpieli.
4. 4. Instalacja do wytwarzania wełny żużlowej zawierająca kadź do topienia, która jest połączona z przewodem doprowadzającym paliwo, z podajnikiem doprowadzającym mieszankę surowców, z wymiennikiem ciepła w postaci rekuperatora oraz z dodatkowym urządzeniem do topienia poprzez urządzenie do wprowadzania odzyskanej stopionej masy, zaś dodatkowe urządzenie do topieniajest połączone z urządzeniem doprowadzaj ącym odpady wełny żużlowej, znamienna tym, że wymiennik ciepła (5) jest połączony z dodatkowym wymiennikiem ciepła (7) poprzez odgałęzienie (15) i przewód (9), zaś dodatkowy wymiennik ciepła (7) jest połączony z dodatkowym urządzeniem do topienia (4) oraz dodatkowe urządzenie do topienia (4) jest połączone z kadzią do topienia (1) przewodem dla odzyskanych gazów spalinowych (30), zaś kadź do topienia (1) jest ponadto połączona z wymiennikiem ciepła (5) przewodem (24) dla odzyskanych gazów z kadzi do topienia (1) i dodatkowego urządzenia do topienia (4).
5. 5. Instalacja według zastrz. 4, znamienna tym, że dodatkowy wymiennik ciepła (7) jest połączony za pośrednictwem przewodu (18) ze sprężarką (17).
6. 6. Instalacja według zastrz. 4 albo 5, znamienna tym, że dodatkowy wymiennik ciepła (7) jest połączony z wentylatorem (6), zaś wentylator (6) jest połączony z przewodem zasilającym (14) i wymiennikiem ciepła (5).
7. 7. Instalacja według zastrz. 4, znamienna tym, że dodatkowe urządzenie do topienia (4) stanowi cyklon do topienia (31).