Способ варки отходов стекловолокна и стеклошариков и установка для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК В 50 ОБРЕТЕНИЯ ИСА АВТОР У СВИ ЕТЕЛЬСТВУ 4272187/29-329.06.8723.02.89. Бюлосковский(21) (22) (46) (71) го м вод (72) ние производительности печи и снижение расходов топлива. Переплавку отходов, распределение куч и варкустекломассы осуществляют в факелеопламени под углом 30-60 к горизонтали нри перепаде температур междузеркалом стекломассы и сводом 150200 С. Грануляцию производят струей .воды под давлением 1,5-3 кг/смпри соотношении диаметров струй расплава и воды 1,4-2 и подаче их подоуглом 45-80 друг к другу на высоте,равной 15-30 диаметрам питателя,Устройство содержит печь плавления,загрузочный карман, загрузчик, термический гранулятор, форсунку, Печьплавления содержит составной сводЪИс теплообменником. Конструкция свода фрс оребренными трубками теплообменни-, файфка и узлы подачи топлива и гранулирования обеспечивают режимные параметры процесса переплавки. 2 с.п.ф-лы, 5 ил., 1 табл.9 ВВЙ У 7 ическокий эаими,Назаров СССР1979.ТЕКЛОВОАНОВКА ромьппов и и е тек вляетс величе ительно ли бразующего труй топлиод углом 4 роводят в ся к про материалов,ии переработоволокна,овышение ка ие производ ие расхода Цель изобретения - ства гранул, увелич льности печи и сниж перепаде те стекломассы 200 С, гран воды под да топлива. Согласнкучевую за пособу, включаю зку отходов, их ния, гомогениза ческую грануляци тверстия питател расплавление куч ени при его угл оотношении варку цию рас ю выя струистекломас щиеся под в печи плавлплава и термтекающей из да из от ведут отноаме текломассы, факеле пла ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР И институт хиашиностроения и Судогодстекловолокна КрасныйА.А.Данилов, Г.В.ГусеЮ.В.Кабанов, В.Г.Калыгин,Ви А.П.Зюзин(54) СПОСОБ ВАРКИ ОТХОДОВЛОКНА И СТЕКЛОШАРИКОВ И УСДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относитсяленности строительных матеможет быть использовано прботке отходов производстваволокна. Целью изобретенияповьппение качества гранул,Изобретение относиленности строительных в частности к техноло отходов стекла и стек ии горизонта 30-ба и,я за счет соударенияа и воздушного потокао-70 , варку стекломассыплавильном бассейне при мператур между зеркалом и нижним сводом печи 150- уляцию проводят струей влением 1,5-3 кг/см при диаметров струй расплава и воды 2-1,4 и соударяюоглом 45-80 на высоте выерстия питателя, равной рам отверстия питателя.510 20 30 35 40 45 50 55 Выбор соотношений углов наклона струй топлива и воздуха (40-70 ) иофакела 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 кс 40 и60 факел пламени попадает в нижнюю часть кучи или рядом с ней, что ухудшает (замедляет) процесс стекло- образования и уменьшает скорость транспортировки куч шихты и скоростьо движения стекломассы. При Ы. 70 ис 30 факел пламени бьет за. вершину кучи или по касательной, что ухудшает процесс их расплавления и замед- ляет скорость продвижения куч. Как показал эксперимент, оптимальные углы Ы. = 52-56 , 3 =44-47 . Перепад температур между нижним сводом печио и зеркалом стекломассы 150-200 С обеспечивает более полное использование теплоты сгорания топлива итаких видов передачи тепла, как теплопроводность, конвекция и излучение. При перепаде температур меньше150 С происходит перегрев нижнегосвода, что может привести к его более быстрому разрушению и перегревустекломассы. Б результате не обеспечивается требуемая вязкость стекломассы и распределение температурпо длине печи.При перепаде температур выше200 С требуется повышенный расходтоплива.Поставленная цель достигаетсятакже и благодаря вязкости расплавастекломассы в канале кондиционирования, равная 10 -10 П,5 9При давлении меньше 1,5 кг/смполучаются гранулы крупнее 5 мм,при давлении больше 3 кг/см - оченьмелкие 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 -5 10 Пз, при воздействии на струю стекломассы на высоте выхода из отверстия питателя равной 15-30 диаметрам отверстия питателя, и охлаж" дении образующихся капель в воде. При этом соотношение диаметров струй расплава и воды с 1/д =2-1,4, а угол их взаимодействия 45-30 . За пределами указанных соотношений (Н, Й/Й,) струя расплава не разбивается на капли размером 2-5 мм.Диаметр частиц эрклеза 3 мм достигается при Н = (20-23) Р, , уГ= 60-О и д ИВ=16При углес 25 не обеспечивается скорость отходящих газов, поддерживающих постоянный температурный режим по всей длине печи. Прио) 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 поверхностью5. 14нагрева внутренние пластины 20 кре"пятся к центрирующей трубе 2.для создания оптимальных условийохлаждения зрклеза в термическомгрануляторе выполнены штуцера 22для 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 загрузочныйкарман 4 в плавильный бассейн 9,гдеобразуют 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 пламенипроисходит 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 скоростью0,7-1,0 м/ч, поступает в канал кондиционирования с вязкостью 10 -10 П.Здесь скорость стекломассы растетдо 27 м/ч.Через питатель 13 стекломасса 24вытекает в виде струи. Воздействуяна нее, струя 25 воды под давлением1,5-3 кг/см 2 дробит стекломассу намелкие капли 26, которые, падая вводу охлаждаемого гранулятора 6, образуют эрклез заданного гранулометрического состава, При этом повышается однородность стекла получаемогооэрклеза.П р и м е р ы 1-3, В печь порциями по 80-100 кг подаются отходы стекловолокна и стеклошариков с расходомтоплива 64-70 кг/ч. Температура воздуха на горение после теплообменникасоставляет 400 С. Скорость стеклоомассы в канале кондиционирования 16 о27 м/ч, температура варки 1300,С, Поверхность теплообменника составляет16 м . Выходящая из питателя струястекломассы после разбиения ее навысоте Н = 0,6 м на капли в охлаждаемом проточном грануляторе превраща- . 60046 Ьется в эрклез с размером частиц 25 мм.П р и м е р 4 (известный). Результаты испытаний сведены в таблицу,Из приведенных в таблице данных следует, что предлагаемый способ и установка позволяют повысить качествогранул, увеличить однородность стекломассы и сузить гранулометрическийсостав эрклеэа, увеличить производительность печи на 10-30% и снизитьрасход топлива примерно на 20 ,Формула изобретения1. Способ варки отходов стекловолокна и стеклошариков, включающийзагрузку, плавление факелом, гомогенизацию и грануляцию вытекающей изотверстия питателя струи стекломассы, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения качества гранул, увеличения производительностии снижения расхода топлива, факелпри плавлении направляют под углом 25 30-60 относительно горизонтали, подавая топливо и воздух под угломо40-70 друг к другу, создают перепад температур между зеркалом стекломассы и сводом при плавлении 150200 С, а грануляцию производят струей воды под давлечием 1,5-3 кг/см 2при соотношении диаметров струй расплава и воды 1,4-2 и подаче их подуглом 45-80 друг к другу на высоте,равной 15-30 диаметрам отверстия питателя.2. Установка для варки отходовстекловолокна и стеклошариков, содержащая плавильный бассейн .со сво дом, узлы подачи топлива и воздуха,загрузчик и охлаждаемый гранулятор,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения качества гранул,.увеличения производительности и 45снижения расхода топлива, она снабжена трубчатым оребренным теплообменником, свод выполнен составнымиэ верхней и нижней частей, междукоторыми расположен теплообменник,нижняя часть свода в конце плавильного бассейна выполнена с выступомпод углом 25-45 к горизонту а граонулятор выполнен с форсункой, причем форсунка, узлы подачи воздуха итоплива смонтированы с возможностью 55изменения угла наклона.1460046 4 1 68 80 64 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 потока юС, град 15 70 40 60 45 30 10 10 101,5 0,6 0,6 0,6 0,035 0,035 0,035 0,035 1,4 1,6 80 70 45 30 30 30 16 16 16 Скорость стекломассы в канале кондиционирования,м/ч 2 16 27 16 Параметры способа Расход керосина, кг/ч Расход воздуха на горение, нм/ч Температура воздуха на горение после теплообоменника, С Температура в зоне загрузки Сто Температура варки, С Перепад температуры между зеркалом стекломассыои сводом, С Угол вылета факела пламени , град Вязкость стекломассы, П Давление воды на форсунке, кг/см Координата воздействияструи воды Н, м Диаметр отверстия питат ляг Пц. в Соотношение диаметров струй расплава и воды Угол соударения струи стекломассы и воды , град Наклон свода в концебассейна , град Поверхность теплообменника, м 1 Показатели по примеру210 146004 ь 1 О 5, 5-10 2-4 Параметры способа Производительность печи,т/сут Гранулометрический составэрклеза с 1 мм Продолжение таблицы Показатели по примеру. Ред ираж 4 Подписн ГКНТ СС ударственного комитета по и 1 13035, Москва, Жродктная, 4 Про Уж еское дприятие ЗакаВНИИПИ Саста Техре одственно-пони обретениям и открьтиям пРаушская наб д. 4/5.