Способ варки отходов стекловолокна и стеклошариков и установка для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК C03B5/04 

Выбор соотношений углов наклона струй топлива и воздуха (40-70) и 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 у словия- теплопередачи в загружаемом слое материала и нагрева стекломассы. Поскольку факел пламени воздействует на боковую част 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 ei 40° и /% 60° факел пламени попадает в нижнюю часть кучи или рядом с ней, что ухудшает (замедляет) процесс стекло- образования и уменьшает скорость транспортировки куч шихты и скорость движения стекломассы. При и 3 30° факел пламени бьет за. вершину кучи или по касательной, что ухуд шает процесс их расплавления и замед ляет скорость продвижения куч. Как показал эксперимент, оптимальные углы 96 52-56°, /3 44-47. Перепад

температур между нижним сводом печи 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. В результате не обеспечивается требуемая вязкость стекломассы и распределение температур по длине печи.

При перепаде температур вьш1е 200° С требуется повьш1енньш расход топлива.

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

При давлении меньше 1,5 кг/см получаются гранулы крупнее 5 мм, при давлении больше 3 кг/см - очен мелкие гранулы (меньше 1,О мм).

0

5 о

0

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 Ю 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/dg 2-1,4, а угол их взаимодействия 45-30°. За пределами указанных соотношений (Н, dp/dg, t|)) струя расплава не разбивается на капли размером 2-5 мм.

Диаметр частиц эрклеза 3 мм достигается при Н (20-23) DOT) Ч

60-70 и dp/dg 1,6.

При угле J- 25° не обеспечива- 5 ется скорость-отходящих газов, поддерживающих постоянный температурный режим по всей длине печи. При У 45 повьшается скорость газов в

этой зоне и за счет, этого повьш ен- ное тепловое воздействие приводит к изменению вязкости cтeк |oмaccы, превышающей ее оптимум.

На фиг.1 изображена схема установки с продольным разрезом печи; на фиг.2 - печь плавления, попереч- ньй разрезу на фиг.З - 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.

ч

Печь 1 плавления содержит плавиль- ньй 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 ореб- ренным снаружи пластинами 19 (при- варенньй к поверхности трубки швеллер) и изнутри пластиной 20. В другом варианте с большей поверхностью

нагрева внутренние пластины 20 крепятся к центрирующей трубе 21.

Для создания оптимальных условий охлаждения эрклеза в термическом грануляторе выполнены штуцера 22 для ввода и вывода охлаждающей воды.

Способ переплавки отходов на установке осуществляют следующим образом.

Отходы стекловолокна и стеклоша- риков 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-направ- ленного воздействия факела пламени происходит расплавление куч и движение стекломассы 24 к каналу кондиционирования 12. За счет теплообменника 11 происходит нагрев нижнего сво- да 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 конди ционирования 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/см дробит стекломассу на мелкие капли 26, которые, падая в воду охлаждаемого гранулятора 6, образуют эрклез заданного гранулометрического состава. При этом повышается однородность стекла получаемого эрклеза.

Примеры 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 стекломассы в канале кондиционирования 16- 27 м/ч, температура варки 1300.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-

0 5 g

ется в эрклез с размером частиц 2- 5 мм.

Пример

4 (известный). Результаты испытаний сведены в таблицу. Из приведенньш в таблице данных следует, что предлагаемый способ и установка позволяют повысить качество гранул, увеличить однородность стекломассы и сузить гранулометрический состав эрклеза, 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 30-60 относительно горизонтали, по- и

давая топливо 40-70° друг к другу.

5

0

5

0

воздух под углом

создают перетемператур между зеркалом стек- сводом при плавлении 1505

пад

ломассы и

200°С, а 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 отверстия питателя .

2. Установка для варки отходов стекловолокна и стеклошариков, содержащая плавильный бассейн со сводом, узлы подачи топлива и воздуха, загрузчик и охлаждаемьй гранулятор, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества гранул,, увеличения производительности и снижения расхода топлива, она снабжена трубчатым оребренным теплообменником, свод выполнен составным из верхней и нижней частей, между которыми расположен теплообменник, нижняя часть свода в конце плавильного бассейна выполнена с выступом под углом 25-45° к горизонту а гранулятор вьтолнен с форсункой, при- чем форсунка, узлы подачи воздуха и топлива смонтированы с возможностью изменения угла наклона.

Температура воздуха на

горение после теплооб-

менника, °Сот -20 дл 30 С 400 400 400

Температура в зоне за- грузки/С1200 1200 1200 1200

Те мпература варки, с 1350 1300 1300 1300

Перепад температуры между зеркалом стекломассы „сводом/С250 220 150 100

Угол соударения струй топлива и воздушного пото- ка oL , град15 40 7055

Угол вылета факела пламени/i, град25 60 3045

Вязкость стекломассы, П1010 .

Давление воды на форсунке, кг/см21,5 1,5 2J

Координата воздействия

струи воды Н, м0,75. 0,6 0,6 0,6

Диаметр отверртия пита- г. по с

теля, D,,, м0,035 0,035 0,035 0,035

Соотношение диаметров

струй расплава и воды21,6 1,

Угол соударения струи

стекломассы и воды tp ,

град

Наклон свода в концечп 30

бассейна-у, град30 30

Поверхность теплообмен-.

ника, ,

Скорость стекломассы в канале кондиционирования, /12 16

. М/Ч1ZIW

Производительность печи, т/сут6

Гранулометрический состав эрклеза d,, мм 5,5-10

10

2-5

2-4

2-5

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 теплообменни- ка 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

W//////////////////////////A

Фи2.2.

/ /J

//.

У////// ////////Г//

1:

///////////777//

Фиэ.З

20

Фиг.

W

21

Фиг.