用于生產(chǎn)巖棉的團(tuán)塊和生產(chǎn)所述團(tuán)塊的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及團(tuán)塊(briquette)或固體塊,其用于從巖棉廢料中回收材料,以及其可能的與來自其他行業(yè)或非其他行業(yè)的殘余物料的細(xì)粒和/或殘余物起源的替代燃料的混合,其為爐子、鍋爐等提供熱量,本發(fā)明提出用于礦物纖維制造業(yè)-更具體地為用于巖棉制造業(yè)-的團(tuán)塊。
現(xiàn)有技術(shù)
[0002]巖棉是礦物纖維,主要用在諸如熱絕緣的建筑部件中,或者作為防火組件。通過在超過1,600°C下在熔化爐中(一般在圓頂鼓風(fēng)爐中)熔化玄武巖原料獲得巖棉;熔融材料受到離心力的作用,產(chǎn)生將形成巖棉終產(chǎn)物的纖維。
[0003]目前巖棉廢料、剩余料或廢棄料以及來自其他行業(yè)的其他殘余的材料,被壓實(shí)形成回收團(tuán)塊,這些回收團(tuán)塊被導(dǎo)入圓頂鼓風(fēng)爐中以便轉(zhuǎn)化回巖棉。
[0004]已知粘合劑可用于生產(chǎn)具有適于工業(yè)處理的機(jī)械強(qiáng)度的團(tuán)塊。低含硫量的水泥目前用作制備團(tuán)塊的粘合劑。然而,使用這些用水泥壓塊的團(tuán)塊的硫排放率仍然很高,因?yàn)閹r棉具有對水泥產(chǎn)生不利作用的有機(jī)化合物,因此有必要增加水泥的比例,以制備具有適當(dāng)機(jī)械強(qiáng)度的團(tuán)塊。另一方面,除了由團(tuán)塊燃燒過程中二氧化硫的排放所產(chǎn)生的環(huán)境問題,還產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)問題,因?yàn)楂@得所需的機(jī)械強(qiáng)度要求更高百分比的水泥。
[0005]專利文獻(xiàn)W097/25286中公開了用于制備巖棉的團(tuán)塊的生產(chǎn)方法。在巖棉生產(chǎn)中,當(dāng)熔融材料被引入圓頂鼓風(fēng)爐并經(jīng)受離心力的作用的時候,產(chǎn)生了巖棉纖維,其中70%具有纖維狀的形式,30%具有對于工業(yè)用途無效的球形顆粒形式。專利文獻(xiàn)W097/25286提出回收巖棉的這些球形顆粒,形成可以再次用于制備新巖棉的團(tuán)塊。
[0006]巖棉的球形顆粒被回轉(zhuǎn)破碎機(jī)磨碎,直至產(chǎn)生具有小于30mm的均勾粒度的細(xì)粒狀材料。為了生產(chǎn)具有合適的機(jī)械一致性的團(tuán)塊,專利文獻(xiàn)W097/25286提出使用纖維狀粘合劑粘合球形細(xì)粒狀顆粒,具體地為纖維素纖維(再生紙),像球形顆粒一樣,纖維素纖維被研磨以產(chǎn)生具有大約2_的尺寸的顆粒。此外,為了制備更硬的團(tuán)塊,使其可以在工業(yè)環(huán)境中被正確地處理,專利文獻(xiàn)W097/25286要求添加硬化產(chǎn)物到巖棉球形顆粒和纖維素纖維的混合物中,例如硅酸鈉、硅酸鈣或硅酸鋁。
[0007]該解決方案允許產(chǎn)生團(tuán)塊,該團(tuán)塊在燃燒過程中減少了二氧化硫的排放量,然而,除了需要使用特殊的機(jī)械來銑削和研磨巖棉顆粒和纖維素纖維,它還要求使用纖維狀粘合劑,以便能夠產(chǎn)生具有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械一致性的團(tuán)塊并且以便能夠產(chǎn)生具有均勻尺寸的顆粒。
[0008]因此,有必要給出替代解決方案,其允許生產(chǎn)具有低二氧化硫排放的團(tuán)塊,并且避免了提供具有合適的機(jī)械強(qiáng)度以便進(jìn)行正確的工業(yè)處理的團(tuán)塊對使用纖維狀粘合劑的需要。
[0009]發(fā)明目的
[0010]本發(fā)明提出了目前礦物纖維制造業(yè)(具體是巖棉制造業(yè))使用的方法的替代方法,它提供了顯著改善的環(huán)境水平和更高的能源利用率,得到在其整個使用周期中具有較少全局影響的團(tuán)塊。
[0011]本發(fā)明提出了用于生產(chǎn)巖棉的團(tuán)塊,該團(tuán)塊由原料、該原料的粘合劑以及加速團(tuán)塊原料(briquetted raw material)的固化(硬化)過程的活化劑組成。用于制備團(tuán)塊的原料包括巖棉廢料,然而非纖維狀無機(jī)粘合劑(例如硅酸鈉)用于粘接原料,而不是像在傳統(tǒng)解決方案中那樣使用水泥,從而避免傳統(tǒng)解決方案的水泥粘合劑產(chǎn)生的硫排放問題。
[0012]具體地,本發(fā)明提出了使用巖棉生產(chǎn)中具有纖維形態(tài)的碎料、剩余料或廢棄料,結(jié)果在使用纖維狀形式的原材料時,不必像傳統(tǒng)的解決方案那樣使用纖維狀的粘合劑來制備具有正確工業(yè)處理所必需的機(jī)械一致性的團(tuán)塊。因此,本發(fā)明提出使用單一類型的非纖維狀的粘合劑(例如硅酸鹽)來粘合巖棉纖維原料。
[0013]用作生產(chǎn)團(tuán)塊的原料的纖維具有I μπι-30μπι的直徑,具有纖維長度和纖維直徑的比為至少3:1。作為原料的纖維的密度是0.18-0.99g/cm3。
[0014]除了巖棉廢料之外,已設(shè)想原料可以包括殘余材料細(xì)粒和/或殘余物來源的燃料的可能性。殘余材料的細(xì)粒來自于其他行業(yè)或者本行業(yè),例如焦炭粉、鋼廠和鑄造爐渣、鑄造砂或其它原料廢棄料,其粒徑分布不適合作為直接進(jìn)爐料。焙干的生物質(zhì)、常規(guī)的生物質(zhì)、污水污泥、SRF或任何其他殘余物,其供給熱值,符合管理機(jī)關(guān)的環(huán)境和工藝參數(shù)要求,并且生產(chǎn)過程用作殘余物來源的燃料。
[0015]因此,制備團(tuán)塊所用的原料具有的組成(以重量計):50%至100%的巖棉廢料、0%和50%之間的殘余材料細(xì)粒以及0%和50%之間的殘余物來源的燃料?;谒迷系目傊亓?,硅酸鈉粘合劑的重量比例為3% -20%。
[0016]甚至更優(yōu)選地,基于所用原料的總重量,以重量計的硅酸鈉粘合劑的比例為6%至16%。通過使用此份量的粘結(jié)劑與巖棉纖維,產(chǎn)生具有1.2-2.8g/cm3的密度的團(tuán)塊,該密度足以運(yùn)行在工業(yè)水平處理團(tuán)塊,而不會使其破裂。
[0017]基于所用原料的總重量,已設(shè)想使用0%至4重量%的百分比的酯作為活化劑以加速團(tuán)塊的固化過程的可能性。還已設(shè)想使用二氧化碳?xì)怏w(CO2)作為活化劑以代替酯。
[0018]二氧化碳(CO2)可以是人造的,其直接從含有該氣體的氣瓶施加,或者它可以是存在于存儲團(tuán)塊的氣氛中的環(huán)境二氧化碳(CO2)。
[0019]據(jù)此,對于通過制備團(tuán)塊每年回收10,000ΜΤ的巖棉廢料的情況下,使用本發(fā)明的硅酸鈉粘合劑和方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)解決方案的用作粘合劑的水泥,相當(dāng)于減少排放35,300kg二氧化硫(SO2)(對團(tuán)塊進(jìn)行計算,團(tuán)塊含有按重量百分比計15%的水泥,在使用的水泥中SO3為 2% )。
[0020]當(dāng)焙干的生物質(zhì)的殘余物來源的燃料替換殘余物來源的細(xì)粒,特別是作為焦炭粉的替代物作為原料并且基于所用原料的總重量,其重量比為50%時,硫排放量的減少更為顯著。在這些條件下并根據(jù)前面提到的生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)來自化石燃料的131,550kg 二氧化硫(SO2)和 23,400,OOOkg 二氧化碳(CO2)的削減。
[0021]根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的團(tuán)塊滿足以下需要:
[0022].足以進(jìn)行工業(yè)處理的機(jī)械強(qiáng)度。
[0023].允許確保當(dāng)前和未來的需求的高生產(chǎn)效率。
[0024].用硅酸鈉代替目前用作粘合劑的水泥,這有利于消除使用水泥所提供的硫。
[0025].在此類細(xì)粒用作原料的情況下,在初始步驟中利用焦炭粉,優(yōu)化現(xiàn)有能源的效率。
[0026].用焙干的生物質(zhì)代替焦炭,這有利于消除由焦炭的使用而供應(yīng)的硫,并減少化石燃料排放的二氧化碳。
[0027]如此,制備了在礦物纖維制造業(yè)(更具體地在巖棉制造業(yè))中使用的團(tuán)塊,其提供了顯著改善的環(huán)境水平和能源的更高利用率。
【附圖說明】
[0028]圖1示出制備根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的團(tuán)塊的示意圖。
[0029]圖2示出比較巖棉廢料和團(tuán)塊的元素組成的圖,該團(tuán)塊已經(jīng)采用根據(jù)本發(fā)明的硅酸鈉粘合劑進(jìn)行制團(tuán)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0030]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)生團(tuán)塊的方法的非限制性的實(shí)施方案。在用于制備巖棉的裝置(I)中,生成重新用于制備新巖棉的巖棉廢料、焦炭粉和其他原材料。巖棉廢料和焦炭粉被分別存儲在巖棉筒倉(2)和焦炭粉筒倉(3)內(nèi)。
[0031]存儲在焙干的生物質(zhì)筒倉(5)的焙干的生物質(zhì)或者殘余物來源的另外燃料通過外部物流(4)運(yùn)送。每個