PT1399389E - Método e aparelho para o fabrico de fibras minerais - Google Patents

Description

1 ΡΕ1399389

DESCRIÇÃO "MÉTODO E APARELHO PARA O FABRICO DE FIBRAS MINERAIS"

Este invento diz respeito à produção de fibras minerais através da queima de um material combustível na presença de material em partículas inorgânico e desse modo formando um banho de material fundido, e depois desfibrando este banho para formar as fibras.

Quando as fibras são fibras de vidro, o banho é tipicamente formado pela adição de um material em partículas inorgânico a um banho de metal fundido pré-formado num forno eléctrico ou noutro forno de cuba. Isto é adequado tendo em conta as propriedades químicas, físicas e económicas do fabrico de fibras de vidro, tipicamente tendo uma análise química por peso de óxidos, de mais de 10% de Na2+K20, de mais de 3% de ferro medido como FeO, de menos de 20% de CaO+MgO, de mais de 3% de ferro medido como FeO e de menos de 50% de Si02 e menos de 5% de AI2O3 e, muitas vezes, também algum boro. Todavia este sistema não é prático ou económico, tendo em vista a temperatura do banho, outras propriedades físicas e a economia, para o fabrico de fibras de rocha, de pedra ou de escória, tipicamente tendo uma análise, por peso de óxidos, de menos de 10% de Na2+K20, de mais de 20% de CaO+MgO, de mais de 3% de ferro medido como FeO e de menos de 50% de Si02 e, 2 ΡΕ1399389 muitas vezes, acima de 10% A1203, e usualmente boro em, no máximo, trivialmente pequenas quantidades. A maneira normal de produzir o banho para fibras de escória, pedra ou rocha é por meio de um baixo forno no qual uma pilha autoportante de material em partículas inorgânico é aquecida por combustão de um material combustível no forno. A pilha funde gradualmente e é cheia a partir da parte superior, com banho de material fundido que se escoa para baixo na pilha e para fora a partir do fundo o forno. O forno normal para este fim é um forno de cúpula. É necessário para a pilha ser autoportante e permeável aos gases de combustão, os quais são geralmente gerados pela combustão de material carbonado na pilha. É por isso necessário que tudo na pilha seja relativamente grosso (para que a pilha seja permeável) e tenha uma resistência física alta e não se desmorone até que a combustão ou fundição esteja bem avançada. Na prática isto significa que o material carbonado seja coque e que o material em partículas seja rocha, pedra ou escória quebrada grosseiramente, ou na forma de briquetes formados de um material em partículas fino.

Por consequência, se o material que está disponível está apenas disponível numa forma finamente dividida, é necessário incorrer na despesa e desvantagem de o transformar em briquetes. O fabrico de briquetes usa 3 ΡΕ1399389 geralmente materiais contendo enxofre como aglutinante, tal como cimento Portland com gesso, e isto significa que o efluente está sujeito a ter um alto teor de enxofre, que tem que ser tratado. 0 gás conterá tipicamente H2S e CO se ele não é submetido a pós-combustão.

Para isto, e por outras razões, é geralmente necessário submeter os gases efluentes do forno cúpula a uma etapa de pós-combustão, com o fim de que os gases que são descarregados na atmosfera sejam ambientalmente satisfatórios, e será desejável ser possível de evitar a necessidade de usar um pós-combustor. 0 sistema de forno cúpula ou de outro forno de chaminé também tem a desvantagem de que as condições no forno tendem sempre para serem suficientemente redutoras o que faz com que algum ferro seja reduzido a ferro metálico. Este facto implica a necessidade de separação do ferro metálico do banho, conduz ao fornecimento de desperdício de ferro e também tende a incorrer o risco de corrosão na zona que contém ferro e escória.

Outra desvantagem é que o processo não tem uma alta eficiência térmica.

Apesar destas desvantagens, o processo que usa um forno de cúpula ou outro forno de chaminé foi largamente adoptado através do mundo para o fabrico de fibras de rocha, pedra ou escória, por exemplo, tendo a análise dada 4 ΡΕ1399389 anteriormente.

Todavia, seria claramente desejável, e foi desejável durante um longo período, imaginar um sistema que evite algumas ou todas estas desvantagens. Assim o invento tem como objectivo fornecer um sistema que tenha uma alta eficiência térmica e que forneça um efluente ambientalmente satisfatório, preferivelmente sem o uso de pós-combustão ou outro tratamento de efluentes especiais de controlo de poluição. É também desejável que o sistema não resulte em redução de ferro e não necessite briquetagem. Há quase vinte anos, o documento US 4.365.984 propõe o fabrico de fibras de escória, pedra ou rocha por um processo inteiramente diferente. Isto envolve a suspensão do carvão em pó em ar de combustão pré-aquecido e combustão do carvão suspenso na presença de material mineral em partículas suspenso numa câmara de combustão de circulação, isto é, uma câmara de combustão na qual os materiais em partículas suspensos e o ar circulam num sistema que é ou se aproxima de um sistema de circulação por ciclone.

Este processo resulta na formação de um banho de mineral fundido e gases de escape quentes. 0 banho é recolhido num tanque e um fluxo do banho é então desfibrado por aparelhos de fabrico de fibras centrífugos. Os gases de escape quentes são utilizados para o pré-aquecimento do ar de combustão, antes de ele ser misturado com o carvão, por 5 ΡΕ1399389 troca de calor entre o ar e os gases de escape. Neste processo, o ar de combustão que é misturado com o carvão e com o material em partículas é descrito como tendo uma temperatura entre 430 e 650° C e a temperatura da chama no forno é descrita como sendo 1500 a 1900° C. Preferivelmente, algum ou todo o material em partículas inorgânico é fornecido como parte do carvão suspenso, como um resultado de usar resíduos de desperdícios de carvão a partir de um circuito de lavagem de carvão fino.

Embora o processo pudesse, em teoria, ser operável, e evitasse a necessidade de briquetagem e eliminasse provavelmente o risco de redução de ferro, o processo tal como descrito está claramente sujeito a maiores problemas de efluente ambiental e é de baixa eficiência. Em consequência, na prática não é economicamente nem ambientalmente competitivo com os processos de forno de cuba convencional e assim a tecnologia da câmara de combustão de circulação não foi desenvolvida para o fabrico de fibras de escória ou de rocha. Isto não obstante o facto de que houve numerosas publicações da tecnologia da câmara de combustão de circulação para vários produtos minerais nos últimos vinte anos.

Um problema de efluente ambiental particular é possivelmente aumentar a presença de NOx nos gases de escape. As condições de redução num forno de cúpula tendem a minimizar este problema mas as menores condições de 6 ΡΕ1399389 redução, e em particular as condições de oxidação descritas, que prevaleceriam na câmara de combustão de circulação são responsáveis, a altas temperaturas do processo, de resultarem gases efluentes contendo uma quantidade significativa de N0X, e isto criaria um problema ambiental maior.

Seria desejável ser possivel de evitar este e outros problemas ambientais do processo usando condições de não redução na câmara de combustão, e evitar os vários problemas ambientais técnicos e económicos associados com o forno de cúpula e outros fornos de cuba.

De acordo com o invento, fornecemos um método para fabrico de fibras minerais compreendendo (I) fabrico de um banho de mineral fundido por um processo que compreende o fornecimento de combustível carbonado e material mineral em partículas e combustão do combustível formando por isso um banho de mineral fundido e gases de escape, separando os gases de escape quentes do banho e recolhendo o banho, e (II) fazendo escoar um fluxo do banho recolhido para um aparelho de fabrico de fibras centrífugo e formando fibras minerais por desfibração do fluxo do banho, caracterizado pelo facto de que o combustível carbonado é reduzido a pó e o processo inclui as etapas de suspensão do combustível carbonado pulverizado no ar de combustão pré-aquecido e combustão do combustível carbonado suspenso para formar uma chama, suspendendo o material mineral em partículas que foi pré-aquecido a pelo menos 7 ΡΕ1399389 700° C na chama e fusão do material mineral numa câmara de combustão de circulação (25, 28) contactando os gases de escape do banho num pré-aquecedor de ciclone (22) sob condições de redução de NOx com o material mineral em partículas que é para ser fundido e reduzindo por esse motivo o NOx nos gases de escape e pré-aquecendo o material em partículas a pelo menos 700° C, em que o material mineral em partículas compreende lã mineral de desperdícios aglomerados, e fornecendo o ar de combustão pré-aquecido por troca de calor do ar com os gases de escape do pré-aquecedor de ciclone (22). 0 invento inclui o processo descrito de preparar o banho de material fundido em que o banho recolhido é então tomado como um fluxo para um aparelho de fabrico de fibras centrífuga, e é desfibrado para fibras que são então recolhidas, por exemplo como uma teia e convertidos em produtos de lã mineral de aglomerados ou outros de maneira convencional. A composição do banho é geralmente tal que as fibras são do tipo das que são convencionalmente descritas como fibras de escória, pedra ou rocha. O invento inclui também a instalação que é usada para o fabrico das fibras, tal como meios para formação da chama e para alimentação do material mineral em partículas em direcção ao interior da chama e a câmara de combustão de circulação para este efeito, e o sistema de recirculação incluindo o pré-aquecedor de ciclone. ΡΕ1399389 É facilmente possível operar o processo de maneira que ele seja económica e ambientalmente vantajoso comparado com os processos convencionais que usam um forno de cuba. Em particular, é possível operar o processo de uma maneira que origine custos competitivos para fornecer um banho que é livre de ferro reduzido e de gases de escape que estão essencialmente livres de N0X e de outras impurezas indesejáveis ou que têm um nível de contaminação que é suficientemente baixo que é ambientalmente aceitável.

As condições de redução de N0X são geradas pela inclusão no pré-aquecedor de ciclone de material azotado o qual reduzirá o N0X sob as condições que prevalecem no pré-aquecedor. Isto inclui o fornecimento de lã mineral de desperdícios aglomerados como um componente do material mineral em partículas. 0 material azotado pode também ser incluído no gás de escape quente que é fornecido ao pré-aquecedor ou pode ser adicionado directamente ao pré-aquecedor . 0 material azotado que é incluído no pré-aquecedor de ciclone é preferivelmente amónia ou um composto de amónia, uma amina ou ureia, em que a ureia pode estar livre ou, mais preferivelmente, é um produto resinoso tal com uma ureia formaldeído ou uma resina de ureia formaldeído fenol. É exigido que as condições de redução de N0X sejam geradas pela inclusão na lã mineral de desperdícios aglomerados de material em partículas que é fornecida ao pré-aquecedor de ciclone, em que a lã mineral 9 ΡΕ1399389 de desperdícios aglomerados contém uma resina de ureia (usualmente uma resina ureia fenol) e/ou amónia ou um composto de amónia (por exemplo como um agente aglutinante para a resina na lã de desperdícios) . Assim, através do invento, é possível simultaneamente utilizar material de desperdício e faze-lo reagir sob condições apropriadas de maneira a reduzir uma quantidade significativa do N0X nos gases de escape para azoto. A quantidade de amónia ou amónia derivada ou outro composto de redução de N0X é preferivelmente 1 a 4 (preferivelmente 1-2 ou, especialmente, 1-1,7) moles por mole de N0X e a reacção é preferivelmente conduzida a uma temperatura de 800° C a 1500° C. O tempo de residência da reacção é preferivelmente pelo menos 1 segundo. Tipicamente este pode ser o tempo de residência do material mineral em partículas no pré-aquecedor de ciclone, e/ou nas condutas, até que o gás de escape é arrefecido abaixo da temperatura de reacção, por exemplo, abaixo de 800° C. Sob estas condições, essencialmente todo o NOx é reduzido para azoto, mesmo que a atmosfera no pré-aquecedor seja preferivelmente oxidante.

Assim, de acordo com outra característica preferida do invento, a atmosfera gasosa no pré-aquecedor de ciclone contém excesso de oxigénio, preferivelmente numa quantidade de pelo menos 1% a 2% e mais preferivelmente pelo menos 4%, por exemplo até 8% por volume por peso da atmosfera gasosa. Não obstante a natureza oxidante da 10 ΡΕ1399389 atmosfera, o NOx é reduzido pela amónia adicionada ou por outro composto sob as condições definidas para o pré-aquecedor . O pré-aquecedor pode assim operar simultaneamente como um redutor de NOx e um pós-combustor oxidante para queimar poluentes tais como o sulfureto de hidrogénio e monóxido de carbono vindos da câmara de combustão.

Preferivelmente os gases de escape que são separados do banho e que são então fornecidos ao pré-aquecedor de ciclone contêm menos oxigénio que a quantidade que está presente no pré-aquecedor de ciclone e assim preferivelmente ar ou outra fonte de oxigénio é adicionado aos gases ou no pré-aquecedor ou entre o banho e o pré-aquecedor .

Preferivelmente a combustão na câmara de combustão de circulação é quase estequiométrica ou mesmo estequiométrica. Como resultado disto, a quantidade de NOx gerada durante a combustão é minimizada. A razão de oxigénio para material combustível é geralmente de 0,8 a 1, mais preferivelmente 0,85 a 0,99, muitas vezes cerca de 0, 92 a 0, 97 .

Assim, no processo e aparelho preferidos de acordo com o invento, a combustão do material em partículas carbonado e a fusão do material mineral em partículas é conduzida sob condições ligeiramente sub estequiométricas e 11 ΡΕ1399389 o gás de escape proveniente desta é então ajustado para ser ligeiramente oxidante e os gases de escape são então, numa operação simples, sujeitos a oxidação após queima e a redução de N0X, num pré-aquecedor de ciclone. A temperatura dos gases de escape quando eles são separados do banho é preferivelmente 1400 a 1700° C, muitas vezes 1500 a 1600° C. A temperatura dos gases que entram no pré-aquecedor de ciclone está geralmente na gama de 1000 a 1500° C. Quando, como é normal, esta temperatura é menor que a temperatura do gás quando ele deixa o banho, a redução na temperatura pode ser alcançada por diluição com ar e/ou amónia liquida. As proporções do gás de escape que entra e do material mineral em partículas deve ser tal que o material mineral é pré-aquecido à temperatura desejada, tipicamente 700° ou 800 a 1500° C, no pré-aquecedor de ciclone.

Os gases de escape provenientes do pré-aquecedor de ciclone são usados para pré-aquecer o ar para a combustão do material carbonado e geralmente os gases têm uma temperatura na gama de 800 a 900° C quando eles emergem do pré-aquecedor de ciclone. Eles são preferivelmente usados para troca de calor com o ar de combustão que entra de modo a pré-aquecer esse ar a uma temperatura de pelo menos 500° C e preferivelmente 600 a 900, mais preferivelmente cerca de 700 a 800° C. O material carbonado que é usado como combustível 12 ΡΕ1399389 pode ser qualquer material carbonado em partículas que tenha um poder calorífico adequado. Este valor pode ser relativamente baixo, por exemplo tão baixo como 10.000 kJ/kg ou mesmo 5.000 kJ/kg. Assim ele pode ser, por exemplo, lama de esgotos seca ou desperdícios de papel. Preferivelmente, tem um poder calorífico mais alto e pode consumir revestimentos de cadinhos da indústria do alumínio, carvão contendo desperdícios tal como resíduos de carvão ou carvão pulverizado. O combustível e ar é preferivelmente tal que a temperatura da chama adiabática (isto é, a temperatura que será atingida a partir do combustível e ar se não há troca de entalpia com o material mineral em partículas ou outros circundantes) está na gama de 1800° C a 2500° C ou mais preferivelmente na gama 200 a 2500° C. É desejável iniciar a combustão do material carbonado no ar pré-aquecido antes de adicionar o material em partículas pré-aquecido em direcção ao interior da chama de maneira a permitir à temperatura da chama ficar relativamente alta antes que o material mineral em partículas mais frio seja adicionado, visto que de outro modo a eficiência pode ser significativamente reduzida. Preferivelmente a temperatura da chama é pelo menos cerca de 1000° C e preferivelmente pelo menos 1200° C antes que o material mineral seja a ela adicionado. Todavia, se a temperatura da chama é demasiado alta será aumentada a produção de NOx e assim preferivelmente a temperatura da 13 ΡΕ1399389 chama não estará acima de 1500° C ou 1600° C no momento em que o material mineral em partículas é adicionado.

Em geral, os materiais e as condições são preferivelmente de tal maneira que a temperatura máxima na câmara de combustão de circulação e nos gases que emergem dela não seja maior que 1600° C. O invento é descrito em seguida fazendo referência aos desenhos anexos nos quais A Figura 1 é um diagrama de fluxo que mostra uma forma de aparelho e método de acordo com o invento e a Figura 2 é um diagrama que ilustra um arranjo alternativo para substituir a câmara de combustão 25 e tanque 8 na figura 1.

Carvão em pó proveniente de uma alimentação por parafuso 1 ou outro alimentador é injectado no ar de combustão pré-aquecido da conduta 2 usando um injector 3. O carvão em pó na alimentação por parafuso 1 podem ser finos de carvão mas preferivelmente algum, e usualmente pelo menos 50% e preferivelmente pelo menos 80% e usualmente todo o carvão é fabricado por moagem de carvão em pedaços usando um moinho de esferas 4, em que o carvão em pedaços pode ser fornecido a partir de um silo 5. O carvão, quando ele é fornecido inicialmente como finos ou pedaços, pode ser carvão de boa qualidade ou pode ser 14 ΡΕ1399389 carvão de desperdício contendo um alto conteúdo inorgânico, por exemplo 5 a 50% inorgânico com o saldo sendo carbono. Preferivelmente o carvão é principalmente ou totalmente carvão de boa qualidade por exemplo carvão betuminoso ou sub-betuminoso (ASTM D388 1984) e contém voláteis que promovem a ignição. O carvão ou outros finos carbonados que são injectados no ar de combustão pré-aquecido têm preferivelmente uma dimensão de partícula na gama de 50 a 1000 pm, preferivelmente cerca de 50-200, geralmente cerca de 7 0 pm de dimensão média, com a gama estando 90% abaixo de 100 pm. O ar de combustão pré-aquecido tem preferivelmente uma temperatura de 500 a 800° C, mais preferivelmente 700° C uma vez que ele é posto em contacto com o carvão em pó. O fluxo resultante de carvão suspendido no ar passa ao longo da conduta 24 tipicamente a uma velocidade de 20-40 m/s, e entra numa câmara de combustão de circulação 25. Podem ser fornecidos um ou mais queimadores de gás 6 em locais convenientes, por exemplo tal como é mostrado no diagrama de fluxo e/ou na conduta 24, para iniciar a combustão se isto for necessário.

Material inorgânico em partículas é fornecido através do alimentador 7 para o interior do fluxo de carvão 15 ΡΕ1399389 em pó suspenso no ar na conduta 24. A pressão na câmara de combustão 25 é usualmente mais alta que a pressão no ciclone 22 e assim é necessário que o alimentador 7 seja construído para assegurar que os sólidos se escoem no sentido descendente não obstante o aumento de pressão. Por exemplo o alimentador 7 pode compreender um parafuso alimentador que descarrega através de uma válvula de pressão ponderada ou pode compreender uma válvula de leito fluidizado. É necessário assegurar que a combustão do carvão foi iniciada antes que o material inorgânico em partículas seja adicionado, porque de outro modo pode ocorrer uma combustão inferior e ineficiente. Na prática, a temperatura da chama é geralmente pelo menos 1200° C e preferivelmente não mais de 1500° C no ponto em que o material em partículas é alimentado para o interior da chama. 0 material inorgânico em partículas é usualmente alimentado para o interior da chama muito perto da câmara de combustão de circulação 25. Na prática, por esse motivo, o alimentador 7 está usualmente próximo da entrada da câmara 25 e pode mesmo estar dirigido para o interior da câmara 25. Não é essencial ter a conduta horizontal 24 para o estabelecimento da chama dado que é possível, por concepção adequada das entradas da câmara, injectar o 16 ΡΕ1399389 carvão e o ar pré-aquecido directamente para o interior da câmara. É também possível fornecer o material em partículas directamente para o interior da câmara numa posição tal que a temperatura da chama é suficientemente alta antes que o material em partículas contacte a chama. A câmara de combustão de circulação 25 é do tipo que é frequentemente referido como um forno de ciclone. Preferivelmente ela é arrefecida a áqua. A construção de fornos de ciclone adequados está descrita em várias patentes incluindo as US 3.855.951, 4.135.904, 4.553.997, 4.544.394, 4.957.527, 5.114.122 e 5.494.863.

No interior da câmara de combustão de circulação 25, a combustão do carvão em partículas continua e o material mineral em partículas é convertido em banho fundido quando suspenso no ar. 0 banho e o material em partículas podem ser dirigidos contra as paredes da câmara e escoar-se-ão para baixo na câmara, predominantemente como banho fundido. A câmara circulação 25 pode ser um ciclone horizontal ou inclinado mas muitas vezes é vertical. Ela pode conduzir no sentido descendente para o interior de um tanque para recolha do banho. Preferivelmente a câmara abre directamente no interior do tanque sem ir através de uma conduta cónica outra saída restringida do tipo que é convencional em muitos sistemas, dado que fornecer uma conduta cónica como saída não tem vantagem e impede o 17 ΡΕ1399389 escoamento a partir da base da câmara. 0 tanque pode estar na base da câmara (por exemplo tal como descrito na patente US 4.553.997) ou ele pode ser um tanque de sedimentação 8 de volume consideravelmente aumentado, tal como é mostrado na Figura 1. 0 tanque de sedimentação 8 deve ter um volume de gás suficiente para permitir a precipitação das gotas do banho vindas do gás de escape e volume de banho suficiente para assegurar a dissolução de partículas, as quais podem apenas estar parcialmente fundidas, e para homogeneização do banho. Pode haver um queimador de gás 6 ou outro meio para aplicar energia extra ao tanque de sedimentação se necessário, por exemplo para subir a temperatura dos gases de escape, especialmente durante o arranque. 0 banho escoa-se do tanque, quando apropriado, através da goteira 9 como um fluxo e pode ser submetido a desfibração de maneira convencional, por exemplo usando uma máquina de fiar em cascata ou uma taça de fiação ou qualquer outro processo de desfibração centrífuga convencional. Alternativamente ele pode escoar-se para outros processos de fabrico, por exemplo, um processo de fundição.

Os gases de escape livres do banho são tomados da câmara de combustão de circulação 25 ou do tanque de sedimentação 8 para o interior do qual a câmara descarrega. Eles são tomados directamente desta câmara através da 18 ΡΕ1399389 conduta 10. A maior parte ou todo o material em partículas que é para ser fundido é pré-aquecido pelos gases de escape, tipicamente sendo fornecido sob a forma de partículas para o interior do fluxo de escoamento de gás de escape na conduta 10 pelo alimentador 11, e a suspensão no gás resultante é então passada para o interior do ciclone pré-aquecedor 22. A dimensão das partículas do material mineral que é fornecido para o interior dos gases de escape pelo alimentador 11 está preferivelmente na gama 0 a 10 mm, usualmente 0 e 4 mm, preferivelmente 0 a 2 mm. A taxa de escoamento do gás de escape quando o material em partículas está nele suspenso está geralmente na gama de 10 a 40 m/s. Aquelas velocidades referem-se à dimensão do tubo principal, mas as velocidades podem ainda ser aumentadas até ao ponto de alimentação por meio da inserção de uma secção de venturi, pelo que a velocidade pode alcançar valores de 100 m/s ou mesmo mais. O material em partículas pode ser fornecido para o interior do gás de escape quando ele se aproxima do pré-aquecedor de ciclone, ou no pré-aquecedor de ciclone. O material em partículas que é alimentado através do alimentador 11 é fornecido a partir das tremonhas 12 e 13, em que a tremonha 13 é particularmente importante 19 ΡΕ1399389 porque contém material em partículas de desperdício o qual contém uma fonte de azoto, tal como lã mineral de aglomerados em que o agente de ligação é uma resina de ureia. Os vários materiais das tremonhas 12 e 13, com pulverização adicional num moinho de esferas ou noutro moinho se necessário, são então misturados e fornecidos para dentro do silo 14 e, a partir deste, são continuamente descarregados no alimentador 11.

Os gases de escape na conduta 10 que se aproximam do alimentador 11 foram usualmente arrefecidos pela diluição com o ar e/ou amónia (não mostrado) até uma temperatura de 1200° C a 1500° C adequada para o pré-aquecimento do material em partículas no ciclone 22 até uma temperatura na gama de 700 a 1000° C, geralmente cerca de 800° C.

Estes gases de escape deixam usualmente o ciclone 22 a uma temperatura na gama de 800 a 1000° C, preferivelmente cerca de 900° C. A estas temperaturas, haverá uma redução não catalítica selectiva de NOx predominantemente para azoto, com o resultado de que os gases de escape do ciclone 22, os quais o deixam através da conduta 15, terão um teor de NOx satisfatoriamente baixo e estarão preferivelmente essencialmente livres de N0X.

Eles passam então através de um permutador de calor 16 através do qual há uma permuta de calor indirecta com o ar de combustão do ventilador 17, gerando assim o 20 ΡΕ1399389 desejado fluxo de ar de combustão pré-aquecido através da conduta 2. O gás de escape é ventilado através do ventilador 27 e filtro 18 para a chaminé 19.

Na modificação ilustrada diagramaticamente na Figura 2, a câmara 25 e o tanque 8 são substituídos por uma câmara de combustão de ciclone cónico arrefecida a água 28 tendo uma zona de recolha relativamente pequena 29 na sua base, conduzindo a uma goteira controlável 9 para a descarga do banho. Há uma entrada tangencial 30 para o interior do ciclone para a introdução de carvão em pó ou outro combustível em partículas e ar pré-aquecido directamente do injector 3 (caso em que a chama é estabelecida no interior do ciclone 28) ou de uma conduta 24 (caso em que a chama é estabelecida, pelo menos parcialmente, antes de entrar a entrada 30) . O alimentador 7 descarrega o material em partículas inorgânico pré-aquecido através de uma ou mais entradas 2 6 e 27 posicionadas na câmara de ciclone 28 de maneira que a chama é estabelecida para uma temperatura adequada antes que ela encontre o material inorgânico. O gás de escape é retirado do ciclone através da saida 10.

Lisboa, 17 de Novembro de 2011

Claims (11)

1. ΡΕ1399389 1 REIVINDICAÇÕES 1. Método para fabrico de fibras minerais compreendendo: (I) fabrico de um banho de mineral fundido por um processo que compreende o fornecimento de um combustível carbonado e de um material mineral em partículas e combustão do combustível formando assim um banho de mineral fundido e gases de escape quentes, a separação dos gases de escape quentes do banho de fundição e a recolha do banho, e (II) escoamento de um fluxo do banho de material fundido recolhido para um aparelho de formação de fibras centrífugo e a formação de fibras minerais por desfibração centrífuga do fluxo do banho, caracterizado pelo facto de que o combustível carbonado é reduzido a pó e o processo inclui as etapas de suspensão do combustível carbonado reduzido a pó em ar de combustão pré-aquecido e combustão do combustível carbonado suspenso para formar uma chama, suspensão do material mineral em partículas que foi pré-aquecido a pelo menos 7 00 C na chama e fusão do material mineral numa câmara de combustão de circulação (25, 28), pôr em contacto os gases de exaustão do banho num pré-aquecedor de ciclone (22) sob condições de redução de NOx 2 ΡΕ1399389 com o material mineral em partículas que é para ser fundido e reduzindo por isso o N0X nos gases de escape e pré-aquecendo o material em partículas a pelo menos 700° C, em que o material mineral em partículas compreende lã mineral de desperdícios aglomerados, e fornecimento de ar de combustão pré-aquecido por troca de calor do ar com os gases de escape do pré-aquecedor de ciclone (22).
2. 2. Método de acordo com a reivindicação 1 no qual a atmosfera do pré-aquecedor de ciclone (22) contém oxigénio.
3. 3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, no qual a combustão é conduzida sob condições sub estequiométricas.
4. 4 . Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, no qual a redução de NO X ê atingida no pré-aquecedor (22) por reacção a uma temperatura de 700° C a 1050° C.
5. 5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, no qual a câmara de combustão de circulação é uma câmara de combustão de ciclone cónico tendo uma saída axial para os gases de escape na sua parte superior e uma entrada para o combustível em pó e para o ar pré-aquecido, e/ou a chama, não radialmente na parte superior do ciclone e uma saída para o banho de material 3 ΡΕ1399389 fundido na sua base.
6. 6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, no qual o material mineral em partículas pré-aquecido é alimentado directamente para o interior da câmara de combustão e é suspenso na chama na câmara de combustão.
7. 7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que a lã mineral de desperdícios aglomerados contém uma resina de ureia como agente de aglutinação.
8. 8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que as fibras minerais são fibras de pedra tendo uma análise em peso de óxido de menos de 10% de Na2+K20, de mais de 20% de CaO+MgO, de mais de 3% de ferro medido como FeO e de menos de 50% de Si02.
9. 9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, no qual os gases de escape entram no pré-aquecedor de ciclone a uma temperatura que é menor que a temperatura a que eles são separados do referida banho de mineral fundido e a qual temperatura menor é da ordem de 1000 a 1500 C.
10. 10. Método de acordo com a reivindicação 9, no qual a redução de temperatura dos gases de escape desde a primeira temperatura para a temperatura menor é efectuada 4 ΡΕ1399389 por diluição dos referidos gases de escape com pelo menos ar ou amónia liquida.
11. 11. Aparelho adequado para a condução do método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes compreendendo meios (1, 2, 3, 24, 30) para suspensão do combustível carbonado pulverizado em ar de combustão pré-aquecido e combustão do combustível carbonado suspenso para formar uma chama, meios (7, 2 6, 27) para suspensão na chama do material mineral em partículas que foi pré-aquecido a pelo menos 700° C meios para inclusão da lã mineral de desperdícios aglomerados no material mineral em partículas, uma câmara de combustão de circulação (25, 28) na qual é conduzida a fusão do material mineral em partículas na chama formando por isso um banho de mineral fundido e gases de escape quentes, meios (8, 29, 9, 10) para separação dos gases de escape quentes e do banho e recolha do banho, meios (11, 22) para por em contacto os gases de escape do banho num pré-aquecedor de ciclone (22) sob condições de redução de N0X com o material mineral em partículas que é para ser fundido e reduzindo por isso o NOx nos gases de escape e pré-aquecendo o material em partículas a pelo menos 700° C, meios (15, 6, 2) para fornecimento do ar de combustão pré-aquecido por troca de calor com os gases de escape do pré- 5 ΡΕ1399389 aquecedor de ciclone (22), e um aparelho de fabrico de fibras centrífugo para receber e transformar em fibras o banho. Lisboa, 17 de Novembro de 2011