用于制造矿物熔体的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于制造矿物熔体的装置和方法，所述方法包括下列步骤：提供循环燃烧室（１）；将燃料、预热的矿物材料和燃烧气体注入到循环燃烧室（１）中；在循环燃烧室（１）中燃烧燃料，由此使矿物材料熔化而形成矿物熔体、并产生废气；将废气与矿物熔体分离，收集矿物熔体（９），并将废气（１０）递送到热交换系统中，所述方法的特征在于，所述矿物材料包含第一矿物材料和第二矿物材料，其中，所述第一矿物材料具有比所述第二矿物材料更高的烧结温度，并且第一矿物材料和第二矿物材料被分开提供到热交换系统中，其中，所述第一矿物材料通过与废气接触而被预热，随后，第二矿物材料通过与废气和预热的第一矿物材料接触而被预热。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制造矿物熔体的方法，该方法通过在颗粒状无机材料的存在下燃烧可 燃性材料从而形成熔体。本专利技术尤其用于回收利用废矿物材料。然后，可以使熔体纤维化 以形成矿物纤维或用于其他工业过程中。
技术介绍
传统上，生产矿渣、石头或岩石的纤维所用的熔体的常规制备方式是借助 于竖式炉，其中，通过可燃性材料在炉内的燃烧而将颗粒状无机材料的自支承料堆 (self-supporting stack)加热。该料堆逐渐熔化并从顶部补料，熔体沿料堆向下流动并从 炉底流出。用于此用途的标准炉为冲天炉。所述料堆必需是自支承性的，并且燃烧气体可透过该料堆，该燃烧气体通常由料 堆中的碳质材料燃烧而产生。因此，必要的是，料堆中的每种成分均是相对粗糙的(使得料 堆具有可透性)并具有高的物理强度，而且其在充分燃烧或熔化之前不能坍塌。实际上，这 意味着，碳质材料为焦炭，并且颗粒材料为粗粉碎的岩石、石头或矿渣。如果使用诸如废的矿物棉等矿物材料的微细颗粒，则必然产生将其形成团块的费 用和不便之处。团块通常使用含硫材料作为粘结剂(如含有石膏的波特兰水泥)，因此这意 味着排放的废物往往具有高的硫含量，必须要进行处理。冲天炉或其他料堆炉(stack furnace)系统还具有这样的缺点炉中的条件总是 倾向于充分还原，使得一部分铁被还原成精炼铁。这必然需要将精炼铁与熔体分离，从而降 低了棉的产量，导致废铁的产生，并且在容纳铁和矿渣的炉段内还往往存在发生腐蚀的风险。另一缺点是，该方法不具有高的热效率。尽管存在这些缺点，但在世界范围内已经广泛地采用利用冲天炉或其他料堆炉的 方法来制造岩石、石头或矿渣的纤维。我们在先的专利申请公开WO 03/002469公开了一种用于制造矿物熔体的可供替 换的并且完全不同的系统，该系统避免或减少了冲天炉系统的缺点。该系统包括使粉煤或 其他燃料悬浮在预热的燃烧空气中，并在循环燃烧室(即，其中悬浮的颗粒材料和其中的 空气在为或接近于旋风循环系统的系统中循环的燃烧室)内存在悬浮的颗粒状矿物材料 的情况下燃烧悬浮的燃料。这通常称为旋风炉。通过燃烧室的顶部或靠近顶部处引入悬浮在预热空气中的煤、以及颗粒状矿物材 料。在燃烧室内，颗粒状的煤发生燃烧，并且颗粒状材料转化成熔体。熔体和还没有熔化的 颗粒状材料被循环气体抛到该室的壁上并在该室中向下流动。在位于该室底部的沉降箱中 收集熔体。为了增加WO 03/002469中旋风炉的能量效率，使用在1400°C至1700°C的温度范 围内离开循环室的废气来预热颗粒状材料。W003/002469教导了将废气淬冷到1000°C至 1500°C，然后与矿物材料混合以将其预热到700°C至1050°C的温度。专利文献EP-A-1889876和WO 2008/019780也公开了旋风系统。旋风炉与冲天炉或其他料堆炉相比具有显著的优点。就燃料而言，旋风炉避免了 将微细颗粒形成团块的需要，并且可以使用包括(例如)塑料在内的范围广泛的燃料。使 用熔化旋风炉消除了将矿石还原成铁的风险并且释放的是环境可接受的废气。熔体生产能 力的灵活性比用冲天炉好得多，这意味着产量可以从(例如)总能力的40%容易且快速地 转换成总能力的100%，从而大幅度减少了响应需求改变所花费的时间。此外，在旋风炉中 的熔化比在冲天炉的情况下快得多，并且处于数分钟的量级，而不是数小时的量级。因此，使用熔化旋风炉系统在经济上和环境上是有利的，并且专利文献WO 03/002469中公开的系统效果良好。然而，其在生产过程中仍有提高的空间。在专利文献WO 03/002469中，矿物材料优选包含未规定比例的废的粘合矿物棉。 能够再利用废料通常是有益的。然而，专利技术人已经发现，当在专利文献WO 03/002469的系 统中使用粘合矿物棉时，矿物材料倾向于失去其自由流动的颗粒特性并且变粘。当使用大 量废矿物棉(例如占矿物材料总量的5%或更多)时尤其是如此。矿物材料失去自由流动特性会阻碍矿物材料和气体在热交换系统中的有效流动， 甚至可以导致系统阻塞。这也会降低循环燃烧室中的燃烧效率，因为熔化大的矿物材料结 块比熔化更微细的颗粒需要更多的能量。本专利技术的目的是提供一种制造矿物棉的方法，该方法能够用于回收利用废矿物材 料，同时保持矿物材料的流动特性并实现高水平的能量效率。专利文献US 5，006，141描述了在玻璃制备炉中利用燃烧热将玻璃制备材料熔化 来制造玻璃的方法。其使用的炉子不是循环燃烧室炉。使用两种原料制造熔体，其中一种 原料为批次供料(batchfeedstock)，另一种原料为碎玻璃。将碎玻璃在批次供料之前预 热。该专利文献没有教导，批次供料比碎玻璃具有更低的烧结温度。碎玻璃被预热到约 650°C (1200° F)，并且批次供料被预热到约250°C (约490° F)的温度。
技术实现思路
根据第一方面，本专利技术提供一种制造矿物熔体的方法，该方法包括下列步骤提供循环燃烧室；将燃料、预热的矿物材料和燃烧气体注入循环燃烧室中；在循环燃烧室中燃烧燃料，由此使矿物材料熔化而形成矿物熔体，并产生废气；将废气与矿物熔体分离，收集矿物熔体，并将废气递送到热交换系统中；其中，矿物材料包含第一矿物材料和第二矿物材料，其中，第一矿物材料具有比第 二矿物材料更高的烧结温度；所述方法的特征在于第一矿物材料和第二矿物材料被分开提供到热交换系统中，第一矿物材料通过与废气接触而被预热，随后第二矿物材料通过与废气和预热的第一矿物材料接触而被预热。根据第二方面，本专利技术提供一种适合于实施根据本专利技术第一方面的方法的装置， 其包括循环燃烧室，其具有燃料入口、混合矿物材料入口和燃烧气体入口，用于收集矿物熔体的机构，以及热交换系统，其包括第一旋风预热器，从循环燃烧室到第一旋风预热器的第一管道，其用于输送废气，第一矿物材料管道，其用于将第一矿物材料输送到第一管道中，第二矿物材料入口，其在比第一矿物材料管道的出口更远离循环燃烧室的位置处 将第二矿物材料注入到第一管道中，以及从第一旋风预热器到循环燃烧室中的混合矿物材料入口的混合矿物材料管道。根据第三方面，本专利技术涉及制造矿物熔体的方法，该方法包括下列步骤提供循环燃烧室；将燃料、预热的矿物材料和燃烧气体注入到循环燃烧室中；在循环燃烧室中燃烧燃料，由此使矿物材料熔化而形成矿物熔体，并产生废气；将废气与矿物熔体分离，收集矿物熔体，并将废气递送到热交换系统中；其中，矿物材料包含为原始矿物材料的第一矿物材料、以及为粘合矿物棉的第二 矿物材料；该方法的特征在于第一矿物材料和第二矿物材料被分开提供到热交换系统中，第一矿物材料通过与废气接触而被预热，随后第二矿物材料通过与废气和预热的第一矿物材料接触而被预热。在本专利技术中，必要的是，矿物材料包含两种矿物材料第一矿物材料和第二矿物材 料。在第一方面中，必要的是，第一矿物材料具有比第二矿物材料更高的烧结温度。通常， 第一矿物材料为“原始”的或未经加工的材料，第二矿物材料为经加工的材料。根据本专利技术 的第三方面，必要的是，第一矿物材料为原始矿物材料，并且第二矿物材料为粘合矿物棉。诸如矿物纤维等经加工的矿物材料通常具有非结晶结构，并包含诸如有机或无机 粘结剂等添加剂。这两种特性一般均会导致其具有比通常为结晶形式的原始矿物材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造矿物熔体的方法，所述方法包括下列步骤：提供循环燃烧室（１）；将燃料（１）、预热的矿物材料（２）和燃烧气体（３）注入到所述循环燃烧室（１）中；在所述循环燃烧室（１）中燃烧所述燃料，由此使所述矿物材料熔化而形成矿物熔体，并产生废气；将所述废气与所述矿物熔体分离，收集所述矿物熔体（９），并将所述废气（１０）递送到热交换系统中；其中，所述矿物材料包含第一矿物材料和第二矿物材料，其中，所述第一矿物材料具有比所述第二矿物材料更高的烧结温度；所述方法的特征在于：所述第一矿物材料和所述第二矿物材料被分开提供到所述热交换系统中，所述第一矿物材料通过与所述废气接触而被预热，随后所述第二矿物材料通过与所述废气和预热的所述第一矿物材料接触而被预热。

【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：彼得法尔卡斯宾德鲁普汉森，拉尔斯埃尔默科尔德汉森，拉尔斯波隆德，拉尔斯克雷斯滕汉森，
申请(专利权)人：罗克伍尔国际公司，
类型：发明
国别省市：DK[]