Способ варки отходов стекловолокна и стеклошариков и установка для его осуществления

 

Изобретение относится к промышленности строительньк материалов и может быть использовано при перера ботке отходов производства стекловолокна . Целью изобретения является повьшение качества гранул, увеличеИзобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к технологии переработки отходов стекла и стекловолокна. Цель изобретения - повышение качества гранул, увеличение производительности печи и снижение расхода топлива. Согласно способу, включающему кучевую загрузку отходов, их варку в печи плавления, гомогенизацию расплава и термическую грануляцию вытекающей из отверстия питателя струи стекломассы, расплавление куч ведут в факеле пламени при его угле отноние производительности печи и снижение расходов топлива. Переплавку отходов , распределение куч и варку стекломассы осуществляют в факеле пламени под углом 30-60 к горизонтали при перепаде температур между зеркалом стекломассы и сводом 150- 200°С. Грануляцию производят струей Воды под давлением 1,5-3 кг/см при соотношении диаметров струй расплава и воды 1,4-2 и подаче их под углом 45-80° друг к другу на высоте, равной 15-30 диаметрам питателя. Устройство содержит печь плавления, загрузочньм карман, загрузчик, термический гранулятор, форсунку. Печь плавления содержит составной свод с теплообменником. Конструкция свода с сребренными трубками теплообменника и узлы подачи топлива и гранулирования обеспечивают режимные параметры процесса переплавки. 2 с.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл. о W сительно линии горизонта 30-60° и, образующегося за счет соударения струй топлива и воздушного потока под углом 40-70 , варку стекломассы проводят в плавильном бассейне при перепаде температур между зеркалом стекломассы и нижним сводом печи 150- 200°С, грануляцию проводят струей воды под давлением 1,5-3 кг/см при соотношении диаметров струй расплава стекломассы и воды 2-1,4 и соударяющиеся под углом 45-80 на высоте выхода из отверстия питателя, равной 15-30 диаметрам отверстия питателя. 4iii Од О О 4 а

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU„„3460

А1 (Ш4 СОЗВ504

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4272187/29-33 (22) 29.06.87 (46) 23.02.89. Бюл. У 7 (71) Московский институт химического машиностроения и Судогодский завод стекловолокна Красный химик" (72) А.A.Äàíèëîâ, Г.В.Гусев, Ю.В.Кабанов, В.Г.Калыгин,В.И.Назаров и А.П.Зюзин (53) 666.1.031.2 (088.8) (56) Патент США Р 4309204, кл. С 03 В 3/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 827425, кл. С 03 В 5/00, 1979. (54) СПОСОБ ВАРКИ ОТХОДОВ СТЕКЛОВОЛОКНА И СТЕКЛОШАРИКОВ И УСТАНОВКА

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к промьппленности строительных материалов и может быть использовано при переработке отходов производства стекловолокна. Целью изобретения является повьппение качества гранул, увеличе)

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к технологии переработки отходов стекла и стекловолокна.

Цель изобретения — повышение качества гранул, увеличение производительности печи и снижение расхода топлива.

Согласно способу, включающему кучевую загрузку отходов, их варку в печи плавления, гомогенизацию расплава и термическую грануляцию вытекающей из отверстия питателя струи стекломассы, расплавление куч ведут в факеле пламени при его угле отноние производительности печи и снижение расходов топлива. Переплавку отходов, распределение куч и варку стекломассы осуществляют в факеле о пламени под углом 30-60 к горизонтали при перепаде температур между зеркалом стекломассы и сводом 150200 С. Грануляцию производят струей . воды под давлением 1,5-3 кг/см при соотношении диаметров струй расплава и воды 1,4-2 и подаче их под о углом 45-80 друг к другу на высоте, равной 15-30 диаметрам питателя.

Устройство содержит печь плавления, загрузочный карман, загрузчик, термический гранулятор, форсунку. Печь плавления содержит составной свод с теплообменником. Конструкция свода с оребренными трубками теплообменни-, ка и узлы подачи топлива и гранулирования обеспечивают режимные параметры процесса переплавки. 2 с.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

2 сительно линии горизонта 30-60о и, образующегося за счет соударения струй топлива и воздушного потока о под углом 40-70, варку стекломассы проводят в плавильном бассейне при перепаде температур между зеркалом стекломассы и нижним сводом печи 150200 С, грануляцию проводят струей воды под давлением 1,5-3 кг/см при соотношении диаметров струй расплава стекломассы и воды 2-1,4 и соударяюо щиеся под углом 45-80 на высоте выхода из отверстия питателя, равной

15-30 диаметрам отверстия питателя.

1460046

10

25

Выбор соотношений углов наклона струй топлива и воздуха (40-70 ) и о факела пламени (30-60 ) при кучевой загрузке отходов обусловлен необходимостью более полного и быстрого прогрева куч, а также требованием транспортировки куч в зону максимальной температуры, создаваемой в центральной части плавильного бассейна. При этих параметрах создаются наилучшие условия" теплопередачи в загружаемом слое материала и нагрева стекломассы. Поскольку факел пламени воздействует на боковую часть кучи, то это обеспечивает более быстрое движение шихты по длине бассейна. Стекломасса в куче получает дополнительно тепло конвекцией, излучением и теплопроводностью от стекломассы. Опытным путем было установлено, что при угле g с 40 и P + 60 факел пламени попадает в нижнюю часть кучи или рядом с ней, что ухудшает (замедляет) процесс стеклообразования и уменьшает скорость транспортировки куч шихты и скорость о движения стекломассы. При oL 70 и

P 30 факел пламени бьет за. вершину кучи или по касательной, что ухудшает процесс их расплавления и замедляет скорость продвижения куч. Как показал эксперимент, оптимальные углы ос = 52-56, P =44-47 . Перепад температур между нижним сводом печи о и зеркалом стекломассы 150-200 С обеспечивает более полное использование теплоты сгорания топлива и таких видов передачи тепла, как ° теплопроводность, конвекция и излучение. При перепаде температур меньше

150 С происходит перегрев нижнего свода, что может привести к его более быстрому разрушению и перегреву стекломассы. Б результате не обеспечивается требуемая вязкость стекломассы и распределение температур по длине печи.

При перепаде температур выше

200 С требуется повышенный расход топлива.

Поставленная цель достигается также и благодаря вязкости расплава стекломассы в канале кондиционирования, равная 10 -10 П.

5 9

При давлении меньше 1,5 кг/см получаются гранулы крупнее 5 мм, при давлении больше 3 кг/см — очень мелкие гранулы (меньше 1,0 мм).

Использование при термической грануляции воздействия на струю расплава стекломассы струей воды под давлением 1,5-3 кг/см позволяет получать гранулы эрклеза с диаметром

2-5 мм. Требуемый грансостав и качество гранул обеспечивается при заданной вязкости стекломассы 10—

10 Пз, при воздействии на струю стекломассы на высоте выхода из отверстия питателя равной 15-30 диаметрам отверстия питателя, и охлаждении образующихся капель в воде.

При этом соотношение диаметров струй расплава и воды dp/dz=2-1,4, а угол их взаимодействия 45-30 . За пределами указанных соотношений (Н, и /d>, y ) струя расплава не разбивается на капли размером 2-5 мм.

Диаметр частиц эрклеза 3 мм достигается при Н = (20-23) Р, P

= 60-70 и и /де " 6.

При угле с 25 не обеспечивается скорость отходящих газов, поддерживающих постоянный температурный режим по всей длине печи. При о ) 45 повышается скорость газов в этой зоне и за счет этого повышенное тепловое воздеиствие приводит к изменению вязкости стекЛомассы, превышающей ее оптимум.

На фиг. 1 изображена схема установки с продольным разрезом печи, на фиг.2 — печь плавления, поперечный разрез; на фиг.3 - схема размещения труб теплообменника в составном своде; на фиг.4 и 5 — оребрения труб.

Установка содержит печь 1 плавления с узлами подачи топлива 2 и воздуха 3, загрузочный карман 4,термический гранулятор 6, форсунку 7 для подачи воды с механизмом 8 регулировки наклона.

Печь 1 плавления содержит плавильный бассейн 9, составной свод 10 с теплообменником 11, канал 12 кондиционирования, питатель 13, загрузочный лоток 14. Нижняя часть 15 свода

10 в конце плавильного бассейна выполнена с уступом 16. Над штуцером

17 установлена дымовая труба 18.

Теплообменник 11 выполнен оребренным снаружи пластинами 19 (приваренный к поверхности трубки швеллер) и изнутри пластиной 20. В другом варианте с большей поверхностью

5 14 нагрева внутренние пластины 20 крепятся к центрирующей трубе 2!. для создания оптимальных условий охлаждения зрклеза в термическом грануляторе выполнены штуцера 22 для ввода и вывода охлаждающей воды.

Способ переплавки отходов на установке осуществляют следующим образом.

Отходы стекловолокна и стеклошариков загрузчиком 5 подают на загрузочный лоток 14 и через загрузочный карман 4 в плавильный бассейн 9,где образуют кучи 23.

Топливо, подаваемое форсункой, сжигается в потоке воздуха, нагретого в теплообменнике 11, образующийся факел пламени под углом 30-60 .направлен в кучу 23. За счет. направленного воздействия факела пламени происходит расплавление куч и движение стекломассы 24 к каналу кондиционирования 12. За счет теплообменника 11 происходит нагрев нижнего свода 15 и дополнительное тепло от кладки свода передается стекломассе.Стекломасса 24 из плавильного бассейна, где она перемещается со скоростью

0,7-1,0 м/ч, поступает в канал кондиционирования с вязкостью 10 -10 П.

Здесь скорость стекломассы растет до 27 м/ч.

Через питатель 13 стекломасса 24 вытекает в виде струи. Воздействуя на нее, струя 25 воды под давлением

1,5-3 кг/см2 дробит стекломассу на мелкие капли 26, которые, падая в воду охлаждаемого гранулятора 6, образуют эрклез заданного гранулометрического состава. При этом повышается однородность стекла получаемого о эрклеза.

Пример ы 1-3. В печь порциями по 80-100 кг подаются отходы стекловолокна и стеклошариков с расходом топлива 64-70 кг/ч. Температура воздуха на горение после теплообменника составляет 400 С. Скорость стеклоо массы в канале кондиционирования 16о

27 м/ч, температура варки 13ÎÎ.С. Поверхность теплообменника составляет

16 м . Выходящая из питателя струя стекломассы после разбиения ее на высоте Н = 0,6 м на капли в охлаждаемом проточном грануляторе превраща- .

60046 Ь ется в эрклез с размером частиц 25 мм.

Пример 4 (известный). Результаты испытаний сведены в таблицу.

Из приведенных в таблице данных следует, что предлагаемый способ и установка позволяют повысить качество гранул, увеличить однородность стекломассы и сузить гранулометрический состав эрклеэа, увеличить производительность печи на 10-30 и снизить расход топлива примерно на 20 .

Формула изобретения

1. Способ варки отходов стекловолокна и стеклошариков, включающий загрузку, плавление факелом, гомогенизацию и грануляцию вытекающей из отверстия питателя струи стекломассы, отличающийся тем, что, с целью повышения качества гранул, увеличения производительности и снижения расхода топлива, факел при плавлении направляют под углом

25 30-60 относительно горизонтали, подавая топливо и воздух под углом о

40-70 друг к другу, создают перепад температур между зеркалом стекломассы и сводом при плавлении 1503Q 200 С, а грануляцию производят струей воды под давлечием 1,5-3 кг/см2 при соотношении диаметров струй расплава и воды 1,4-2 и подаче их под

D углом 45-80 друг к другу на высоте, равной 15-30 диаметрам отверстия пи35 тателя.

2. Установка для варки отходов стекловолокна и стеклошариков, содержащая плавильный бассейн .со сво4 дом, узлы подачи топлива и воздуха, загрузчик и охлаждаемый гранулятор, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества гранул,. увеличения производительности и

45 снижения расхода топлива, она снабжена трубчатым оребренным теплообменником, свод выполнен составным иэ верхней и нижней частей, между которыми расположен теплообменник, нижняя часть свода в конце плавиль50 ного бассейна выполнена с выступом под углом 25-45 к горизонту, а грао нулятор выполнен с форсункой, причем форсунка, узлы подачи воздуха и топлива смонтированы с возможностью

55 изменения угла наклона.

1460046

4 1

80

70

700

700

900

700

400 от -20 дл 30 С 400

400

1200

1200

1200

1200

1300

1300

1300

1350

100

150

220

250

Угол соударения струй топлива и воздушного потоха oL град 15

70

60

30

10

1,5

1,5

0,6

0,6

0,6

О, 75.

О, 035

0,035

0,035

0,035

1,4

1,6

70

30

30

16

Скорость стекломассы в канале кондиционирования, м/ч !2

27

Параметры способа

Расход керосина, кг/ч

Расход воздуха на горение, нм /ч

Температура воздуха на горение после теплообо менника, С

Температура в зоне загрузки, С

T о

Температура варки, С

Перепад температуры между зеркалом стекломассы о и сводом, С

Угол вылета факела пламени Р, град

Вязкость стекломассы, П

Давление воды на форсунке, кг/см

Координата воздействия струи воды Н, м

Диаметр отверстия питателяу Dor ý м

Соотношение диаметров струй расплава и воды

Угол соударения струи стекломассы и воды(p град

Наклон свода в конце бассейна, град

Поверхность теплообменника, м

Показатели по примеру

1460046

5,5-10

2-4

2-5

2-5

Параметры способа

Производительность печи, т/сут

Гранулометрический состав леза с1 „в

Продолжение таблицы

Показатели по примеру

1460046

ФиаР

Составитель Т.Буклей

Редактор М.Бланар Техред N.Äèäûê Корректор И.Эрдейи

Заказ 407/22 Тираж 416 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4