制造矿物纤维的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种制造矿物纤维的方法，包括：提供循环燃烧室（１），该循环燃烧室包括顶部（２）、底部（３）和基部（４）；将主燃料、颗粒矿物材料和主燃烧气体喷射到循环燃烧室的顶部，并燃烧主燃料，从而熔融颗粒矿物材料以形成矿物熔体，以及产生废气；从废气中分离矿物熔体，其中，废气经过循环燃烧室的出口（８），并在循环燃烧室的基部收集矿物熔体；将二次燃烧气体和包括液体或气体燃料的二次燃料喷射到循环燃烧室的底部，以在底部形成加热熔体的火焰；以及使收集的熔体流通过基部的出口（１５）流动到离心纤维化装置，并形成纤维。本发明专利技术还提供一种在本发明专利技术的方法中使用的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及矿物熔体的制造， 下燃烧可燃材料，从而形成熔体。 维。通过在存在有无机颗粒材料的情况 然后使该熔体纤维化以形成矿物纤
技术介绍
传统地，制造用于矿渣纤维、石头纤维或岩石纤维的熔体的常规 方法是使用竖炉，其中，通过炉内可燃材料的燃烧，无机颗粒材料的 自支持材料堆被加热。该材料堆逐渐熔融，并从顶部进行补充，熔体 沿材料堆向下流动，并从炉底排出。用于此目的的常见炉是冲天炉。材料堆必须是自支持的，并且通常由于材料堆中含碳材料燃烧所 产生的燃烧气体能透过该材料堆。因此，材料堆中的所有物质必须相 对较粗(以便使材料堆有渗透性)，并具有高的物理强度，并且在燃烧 或熔融很好地进展之前不会塌陷。实践中这是指，含碳材料是焦炭，颗粒材料是粗大的粉碎岩石、粉碎石头或粉碎矿渣，或者是由^:小颗 粒材料形成的块。因此，如果可用的材料只能是细分的形式，那么必将导致将其成 块的开支和不方便增加。成块化通常使用含疏材料作为粘合剂，例如 含有石骨的普通硅酸盐水泥(Portland cement),这意味着排出物倾 向于具有高的含硫量，这是必须进行处理的。沖天炉或其它料堆炉系统还具有这样的缺陷，即炉内的条件总 是倾向于充分地还原，使得一些铁被还原成金属铁。因此，这就导致 必须从熔体中分离出金属铁，减少了矿棉产量，导致废铁的形成，而 且在容纳铁和矿渣的区域中还往往存在发生腐蚀的危险。另一个缺陷是该方法的热效率不高。尽管有这些缺陷，使用冲天炉或其它料堆炉的方法一直在全世界 广泛采用，来制造岩石纤维、石头纤维或矿渣纤维。在申请人的早期专利申请公开WO03/002469中^^开了一种替代 的和完全不同的用于生产矿物熔体的系统，其避免或减少了冲天炉系 统的缺陷。该系统包括在预热的燃烧空气中悬浮粉末状的煤或其它燃 料，并在循环燃烧室中在存在有悬浮颗粒矿物材料的情况下燃烧悬浮 燃料，循环燃烧室是这样一种燃烧室，其中，悬浮的颗粒材料和空气 在旋风循环系统或类似于旋风循环系统的系统中循环。这通常^L称为 旋风炉。在预热空气中悬浮的煤和颗粒矿物材料通过燃烧室顶部或在燃烧 室顶部附近被引入。在燃烧室中，颗粒煤发生燃烧，颗粒材料被转变 成熔体。熔体和还未熔融的颗粒材料被循环气体甩到燃烧室壁上并沿 燃烧室向下流动。在WO03/002469中，燃烧室优选地向下通到一个大的沉降槽，该 沉降槽具有相当大的容积。可以布置一气体燃烧器或其它装置，用于向沉降槽提供额外的能量，以便提高废气的温度。燃烧器朝向沉降槽 的顶部定位。没有熔体的废气通过燃烧室顶部的管道从沉降槽或燃烧 室向上排出。在WO03/002469中为了提高旋风炉的能量效率，^使用以温度范围 在1400~ 170(TC离开循环室的废气来预热颗粒材料，从而利用而不是 浪费该热能。这一步骤可以在还原氮氧化物(NOx)的条件下进行，从 而减小了废气的环境影响。然后废气经过另一个热交换器，废气通过 该热交换器与燃烧空气间接换热。与沖天炉或其它料堆炉相比，旋风炉具有明显的优点。对于燃料 而言，旋风炉避免了将细颗粒制块的需要，并且可以使用各种燃料， 包括例如塑料。使用熔炼旋风炉消除了将矿石还原成铁的风险，并且 释放出合乎环境要求的废气。熔融能力的灵活性比冲天炉好得多，这 意味着生产能够容易和快速地例如从总能力的40%切换到100%，从 而大大减少了响应需求变化所花的时间。此外，旋风炉中的熔融比沖天炉更快，其数量级为分钟，而不是小时。因此，使用熔炼旋风炉系统在经济上和环境方面是理想的，在WO03/002469中公开的系统可以很好地工作。然而，还存在对该方法 改进的余地。在制造矿物纤维的方法中，例如在WO03/002469中，熔体的温度 和相关的粘性极其重要，因为它对制造的矿物纤维的质量有直接的影 响。纯度也很重要。在WO03/002469的系统中，没有用于控制离开沉 降槽的熔体温度的装置，因此温度会变化，这意味着在没有进一步处 理的情况下熔体的品质将变化。此外，尽管在WO03/002469中采取了若干步骤来回收在制造熔体 时使用的大量能量，但是不可避免的是由于沉降槽的大容积和所用的 大量燃烧空气而导致大量能量损失。期望的是进一步提高系统的能量 效率。WO03/002469提出了在图2中示出的第二实施例，其中，沉降槽 被处于燃烧室基部的相对小的收集区代替。由于能量发生损失的装置 容积减小，这种系统增大了能量效率。然而，本专利技术人发现，在该系 统中熔体品质降低，并且还会发生变化。US4，365，984也涉及使用熔炼旋风炉来生产矿棉，并且包括将含有 无机不可燃成分和有机可燃成分的颗粒废料供给到燃烧空气中。如在 WO03/002469中一样，该系统包括大的收集区。在US 4，365，984中， 据说熔体的温度对纤维化是重要的。该公开教导了可通过将附加的返 回料(矿棉废品)随燃料一起添加到炉中来调节熔体的温度。熔炼旋风炉可用于对不是随后被用来制造纤维的矿物材料进行熔 炼或处理。例如，US 4,544,394涉及一种在涡4t反应器中熔炼玻璃的 方法，US 6,047,566涉及一种熔炼回收的硅酸盐材料的方法。熔体的 温度和因此熔体的粘性在这些方法中不是关键因素。熔炼旋风炉在其它领域也是已知的，特别是在火法冶金处理领域 (例如在US 4，566，卯3和US 5,282,883中)。在这些方法中，最终产品 是熔融的金属，并且存在的任何熔融矿物材料是废料。因此，矿物熔体的品质在这些方法中不是重要的。在US 2005/0039654中，使用旋风室来燃烧燃料以产生能量来用 于其它目的。不将矿物材料添加到系统，因为目的不是制造熔体；但 可被使用的燃料可以是所谓的"造渣煤"，其包含有一些当煤燃烧时不 可燃但熔融而形成矿渣的矿物材料。该公开涉及在旋风燃烧器的筒中的各个位置选择性地使用富氧， 以维持矿渣处于熔融形式，从而使NOx排放物最少和使筒中细煤颗 粒的逸出最少。空气(指的是氧气浓度按体积计为约21%的第一氧化 剂或主氧化剂)随燃料被引入到燃烧器中。浓度比第一氧化剂流更高 的第二氧化剂流可被引入到邻近煤的区域，或者被引入到筒中。该第 二氧化剂与一部分(但不是全部)第一氧化剂混合，以产生混合的氧 化剂区域，所述区域据说包含按体积计小于大约31%的氧(因此总氧 化剂即燃烧气体的氧含量远小于31%)。在该公开中没有暗示进一步增大氧含量或向系统添加燃料，而不 是向燃烧器添加煤。
技术实现思路
本专利技术涉及以能量有效的方式制造高质量的矿物纤维的方法。 根据第一方面，本专利技术提供一种制造矿物纤维的方法，包括提供循环燃烧室，该循环燃烧室包括顶部、底部和基部，将主燃料、颗粒矿物材料和主燃烧气体喷射到循环燃烧室的顶部， 燃烧主燃料，从而熔融颗粒矿物材料以形成矿物熔体，以及产生废气，从废气中分离矿物熔体，其中，废气经过循环燃烧室的出口，并 在循环燃烧室的基部收集矿物熔体，将二次燃料和二次燃烧气体喷射到循环燃烧室的底部，以在底部 形成加热熔体的火焰，以及使收集的熔体流通过基部的出口流动到离心纤维化装置，并形成 纤维。根据第二方面，本专利技术提供一种在根据本专利技术第 一方面的制作矿物纤维的方法中使用的装置，包括循环燃烧室，该循环燃烧室包括大体上圆柱状的顶部、底部和基 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造矿物纤维的方法，包括　提供循环燃烧室，该循环燃烧室包括顶部、底部和基部，　将主燃料、颗粒矿物材料和主燃烧气体喷射到循环燃烧室的顶部，并且燃烧主燃料，从而熔融颗粒矿物材料以形成矿物熔体，以及产生废气，　从废气中分离矿 物熔体，其中，废气经过循环燃烧室的出口，并且在循环燃烧室的基部收集矿物熔体，　将二次燃料和二次燃烧气体喷射到循环燃烧室的底部，以在底部形成加热熔体的火焰，并且　使收集的熔体流通过基部的出口流动到离心纤维化装置，并形成纤维。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：LE汉森，L伯尔伦，LK汉森，PFB汉森，LM延森，
申请(专利权)人：罗克伍尔国际公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]