一种硅酸盐纤维废纱回收利用的方法和设备与流程

本发明涉及硅酸盐纤维废纱回收利用技术领域，特别是一种硅酸盐纤维废纱回收利用的方法和设备。

背景技术：

硅酸盐纤维是一种无机非金属的纤维，在社会生产中有很大的应用。硅酸盐废纱是在硅酸盐纤维生产过程中由于调试、生产品种改变等原因而产生的不合格产品，其产生的量约占总产量的5％。同时硅酸盐废纱由于工艺需要在表面都覆盖有一层浸润剂，浸润剂是一种高分子树脂类的产品，部分浸润剂还含有苯类物质对环境十分有害，不能当普通废弃物做处理。然而直接将废纱回炉熔化，浸润剂又会影响大窑内的气氛和硅酸盐纤维的成分，会影响产品的性能和成品率。有部分大型硅酸盐集团由于废纱量极大，建有使用废纱为原料的粗纱生产线，但是只能生产低品质的粗纱，总体效能不高。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种硅酸盐纤维废纱回收利用的方法和设备。

为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种硅酸盐纤维废纱回收利用的方法，包括以下步骤：

步骤1，废纱收集，将硅酸盐纤维拉丝生产工段产生的废纱和硅酸盐复合材料制品生产过程中产生的废纱收集；

步骤2，废纱切段，将收集的废纱切成小段；

步骤3，称量加料，将废纱小段运输到车间料仓，通过废纱加料装置称量并加入废纱熔窑；

步骤4，废纱熔融，通过废纱熔窑将废纱加热，废纱表面的浸润剂烧尽，产生的烟气通过废纱熔窑烟道导向到硅酸盐大窑的主烟道，通过硅酸盐大窑的废气处理系统处理后排放，废纱熔窑内的废纱硅酸盐材质熔化至液态；

步骤5，废纱熔融液放流，熔化的废纱熔融液通过一个流量闸板控制，经由废纱熔窑和硅酸盐大窑之间的熔融液通道流入硅酸盐大窑中，进入硅酸盐大窑的废纱熔融液与硅酸盐大窑内粉料混合和反应。

采用本发明技术方案，废纱熔窑将废纱表面对环境有害的浸润剂燃烧除去，烟气经由通过原硅酸盐大窑的废气处理系统集中处理，在废纱熔窑内同时对留下的硅酸盐成分熔化成熔融液，直接流到原硅酸盐大窑中进入硅酸盐纤维生产的流程，同时具有浸润剂处理和废硅酸盐预熔化的功能。本工艺具有结构紧凑，热效率高、能源浪费少的优势。在不影响原有的硅酸盐纤维生产工艺条件下，可以无害化处理硅酸盐纤维生产过程中产生的废弃物，将废弃物转化成硅酸盐纤维产品。

进一步地，在步骤1中，还包括：

步骤11，废纱清洗，将收集的废纱清洗；

步骤12，废纱烘干，将清洗的废纱通过干燥设备干燥。

采用上述优选的方案，能将废纱表面灰尘等污染物洗净，并将水分干燥。

进一步地，在步骤4中，废纱熔窑通过燃烧器加热，燃烧器的安装位置安装在熔融液液位线以下的底面或者侧面，进行浸没式燃烧。

采用上述优选的方案，采用浸没式燃烧，能促进废纱熔窑内熔融液翻滚，使废纱融液混合，将废纱中硅酸盐材质熔化，也大大提升了节能效果。

进一步地，废纱熔窑通过燃烧器将废纱加热至1200-1500℃。

采用上述优选的方案，此加热过程同时具有去除硅酸盐纤维表面浸润剂和熔化并混合硅酸盐融液的作用。

进一步地，废纱熔窑熔化面积为0.5-4m²，燃烧器中燃料供给速率为25-1000nm³/h，助燃气体与燃料的比例比理论值高10％-20％。

采用上述优选的方案，高出理论值得助燃气体用于浸润剂的燃烧，每小时熔化废纱的能力在100kg至3000kg，熔化面积小，处理效率局。

一种硅酸盐纤维废纱回收利用的设备，包括：

废纱收集装置，其用于将硅酸盐纤维拉丝生产工段产生的废纱和硅酸盐复合材料制品生产过程中产生的废纱收集；

运输装置，其用于输送废纱；

废纱短切装置，其用于将收集的废纱切成小段；

废纱料仓，其用于临时储存废纱小段；

废纱加料装置，其用于对废纱称量并加入废纱熔窑；

废纱熔窑，其用于将废纱加热，废纱表面的浸润剂烧尽，将废纱硅酸盐材质熔化至液态，还包括用于检测所述废纱熔窑内熔融液温度的温度检测器以及用于检测炉压的压力检测器；

燃烧器，其安装在所述废纱熔窑上；

废纱熔窑烟道，其连接在废纱熔窑顶部和硅酸盐大窑的主烟道之间；

熔融液通道，其连接在废纱熔窑出料口和硅酸盐大窑之间，所述熔融液通道上设有流量闸板；

熔窑控制器，其与所述废纱加料装置、燃烧器、废纱熔窑的温度检测器、废纱熔窑的压力检测器、熔融液通道的流量闸板信号连接。

进一步地，在所述废纱收集装置和所述废纱短切装置之间还设有清洗设备和干燥设备。

进一步地，在所述废纱短切装置和废纱料仓之间的运输装置上还设有强力磁铁和金属探测设备，所述强力磁铁设于金属探测设备的前段，还包括含金属废纱料剔除装置，在所述金属探测设备检测到废纱中含有金属时，所述含金属废纱料剔除装置将该部分废纱从运输装置上剔除。

采用上述优选的方案，通过两道金属剔除工序，确保废纱中没有金属杂质，确保后续硅酸盐熔融液的纯度。

进一步地，所述废纱熔窑包括窑体；所述燃烧器安装在熔融液液位线以下的窑体底面或者侧面；所述窑体的左侧上方设有加料口，所述废纱加料装置与所述加料口连接；所述窑体的右侧上方设有烟窗，所述废纱熔窑烟道与所述烟窗连接，所述烟窗上设有用于控制排烟量的阀门；所述窑体的靠底面右侧面设有出料口，所述熔融液通道与所述出料口连接。

采用上述优选的方案，使用废纱熔窑工艺对硅酸盐废纱进行第一级预处理，产生的熔化物通入原有的硅酸盐大窑进行第二级的熔化混合，使制品熔液达到合格的要求。

进一步地，所述熔融液通道包括连接流道、上部盖板、流量闸板和引流砖体，所述引流砖体设置在硅酸盐大窑的池壁上，所述引流砖体的出口部伸入到硅酸盐大窑内，所述连接流道设置在所述废纱熔窑的出料口和引流砖体之间，所述上部盖板设置在连接流道的上方，所述上部盖板上设有燃气加热器，所述流量闸板设置在所述废纱熔窑的出料口处。

采用上述优选的方案，通过上部盖板的燃气加热器控制和调节进入硅酸盐大窑的溶液温度；引流砖体的出口部伸入到硅酸盐大窑内，防止废纱熔液直接流到硅酸盐大窑内壁上；废纱熔化产生的熔融液加入位置在硅酸盐大窑前部特别是原加料附近，这样可以促进粉料的熔化和反应，快速与新原料生成的硅酸盐混合，在硅酸盐大窑前部流入也可以加长废纱熔融液在硅酸盐大窑内停留的时间，有足够的时间和空间充分均化和澄清。废纱熔窑布置在硅酸盐大窑加料口附近也方便布置废纱熔窑烟道通向硅酸盐大窑烟囱的位置，浸没式废纱熔窑产生的废气可以通过硅酸盐大窑的废气处理系统统一处理，不用建新的废气处理设备，有利于减少设备投资。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种实施方式的工艺流程图；

图2是本发明另一种实施方式的工艺流程图；

图3是本发明一种实施方式的结构示意图；

图4是本发明废纱熔窑的结构示意图；

图5是本发明熔融液通道的结构示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件的名称：

10-废纱收集装置；11-清洗设备；12-干燥设备；13-废纱短切装置；14-废纱料仓；15-废纱加料装置；16-废纱熔窑；161-窑体；162-加料口；163-烟窗；164-出料口；17-燃烧器；18-废纱熔窑烟道；19-熔融液通道；191-连接流道；192-上部盖板；193-流量闸板；194-引流砖体；20-熔窑控制器；30-硅酸盐大窑；301-烟囱；40-硅酸盐纤维拉丝生产工段；50-硅酸盐复合材料制品生产工段。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种硅酸盐纤维废纱回收利用的方法，包括以下步骤：

步骤1，废纱收集，将硅酸盐纤维拉丝生产工段产生的废纱和硅酸盐复合材料制品生产过程中产生的废纱收集；

步骤2，废纱切段，将收集的废纱切成小段；

步骤3，称量加料，将废纱小段运输到车间料仓，通过废纱加料装置称量并加入废纱熔窑；

步骤4，废纱熔融，通过废纱熔窑将废纱加热，废纱表面的浸润剂烧尽，产生的烟气通过废纱熔窑烟道导向到硅酸盐大窑的主烟道，通过硅酸盐大窑的废气处理系统处理后排放，废纱熔窑内的废纱硅酸盐材质熔化至液态；

步骤5，废纱熔融液放流，熔化的废纱熔融液通过一个流量闸板控制，经由废纱熔窑和硅酸盐大窑之间的熔融液通道流入硅酸盐大窑中，进入硅酸盐大窑的废纱熔融液与硅酸盐大窑内粉料混合和反应。

采用上述技术方案的有益效果是：将废纱表面对环境有害的浸润剂燃烧除去，烟气经由通过原硅酸盐大窑的废气处理系统集中处理，在废纱熔窑内同时对留下的硅酸盐成分熔化成熔融液直接流到原硅酸盐大窑中进入硅酸盐纤维生产的流程，同时具有浸润剂处理和废硅酸盐预熔化的功能。本工艺具有结构紧凑，热效率高、能源浪费少的优势。在不影响原有的硅酸盐纤维生产工艺条件下，可以无害化处理硅酸盐纤维生产过程中产生的废弃物，将废弃物转化成硅酸盐纤维产品。

如图2所示，在本发明的另一些实施方式中，在步骤1中，还包括：

步骤11，废纱清洗，将收集的废纱清洗；

步骤12，废纱烘干，将清洗的废纱通过干燥设备干燥。

采用上述技术方案的有益效果是：能将废纱表面灰尘等污染物洗净，并将水分干燥。

在本发明的另一些实施方式中，在步骤4中，废纱熔窑通过燃烧器加热，燃烧器的安装位置安装在熔融液液位线以下的底面或者侧面，进行浸没式燃烧。采用上述技术方案的有益效果是：采用浸没式燃烧，能促进废纱熔窑内熔融液翻滚，使废纱融液混合，将废纱中硅酸盐材质熔化，也大大提升了节能效果。

在本发明的另一些实施方式中，废纱熔窑使用气体燃料包括但不限天然气，液化气，氢气，使用氧气或者空气为助燃气体。原硅酸盐大窑使用气态燃料包括天然气，lpg，氢气等，助燃气体使用空气或者氧气，以氧气为优。

在本发明的另一些实施方式中，废纱熔窑通过燃烧器将废纱加热至1200-1500℃。采用上述技术方案的有益效果是：此加热过程同时具有去除硅酸盐纤维表面浸润剂和熔化并混合硅酸盐融液的作用。

在本发明的另一些实施方式中，废纱熔窑熔化面积为0.5-4m²，燃烧器中燃料供给速率为25-1000nm³/h，助燃气体与燃料的比例比理论值高10％-20％。采用上述技术方案的有益效果是：高出理论值得助燃气体用于浸润剂的燃烧，每小时熔化废纱的能力在100kg至3000kg，熔化面积小，处理效率高。

如图3所示，一种硅酸盐纤维废纱回收利用的设备，包括：

废纱收集装置10，其用于将硅酸盐纤维拉丝生产工段40产生的废纱和硅酸盐复合材料制品生产工段50产生的废纱收集；

运输装置，其用于输送废纱；

废纱短切装置13，其用于将收集的废纱切成小段；

废纱料仓14，其用于临时储存废纱小段；

废纱加料装置15，其用于对废纱称量并加入废纱熔窑；

废纱熔窑16，其用于将废纱加热，废纱表面的浸润剂烧尽，将废纱硅酸盐材质熔化至液态，还包括用于检测所述废纱熔窑内熔融液温度的温度检测器以及用于检测炉压的压力检测器；

燃烧器17，其安装在所述废纱熔窑上；

废纱熔窑烟道18，其连接在废纱熔窑顶部和硅酸盐大窑的主烟道之间；

熔融液通道19，其连接在废纱熔窑出料口和硅酸盐大窑之间，所述熔融液通道上设有流量闸板；

熔窑控制器20，其与废纱加料装置15、燃烧器17、废纱熔窑16的温度检测器、废纱熔窑的压力检测器、熔融液通道19的流量闸板信号连接。

如图3所示，在本发明的另一些实施方式中，在废纱收集装置10和废纱短切装置13之间还设有清洗设备11和干燥设备12。

在本发明的另一些实施方式中，在废纱短切装置13和废纱料仓14之间的运输装置上还设有强力磁铁和金属探测设备，所述强力磁铁设于金属探测设备的前段，还包括含金属废纱料剔除装置，在所述金属探测设备检测到废纱中含有金属时，所述含金属废纱料剔除装置将该部分废纱从运输装置上剔除。采用上述技术方案的有益效果是：通过两道金属剔除工序，确保废纱中没有金属杂质，确保后续硅酸盐熔融液的纯度。

如图3、4所示，在本发明的另一些实施方式中，废纱熔窑16包括窑体161；燃烧器17安装在熔融液液位线以下的窑体底面或者侧面；窑体的左侧上方设有加料口162，废纱加料装置15与加料口162连接；窑体的右侧上方设有烟窗163，废纱熔窑烟道18与烟窗163连接，烟窗163上设有用于控制排烟量的阀门；窑体161的靠底面右侧面设有出料口164，熔融液通道19与出料口164连接。采用上述技术方案的有益效果是：使用废纱熔窑工艺对硅酸盐废纱进行第一级预处理，废纱熔窑产生的熔化物通入原有的硅酸盐大窑进行第二级的熔化混合，使制品熔液达到合格的要求。

如图5所示，在本发明的另一些实施方式中，熔融液通道19包括连接流道191、上部盖板192、流量闸板193和引流砖体194，引流砖体194设置在硅酸盐大窑30的池壁上，引流砖体194的出口部伸入到硅酸盐大窑30内，连接流道191设置在废纱熔窑16的出料口164和引流砖体194之间，上部盖板192设置在连接流道191的上方，上部盖板192上设有燃气加热器，流量闸板193设置在废纱熔窑的出料口164处。采用上述技术方案的有益效果是：通过上部盖板的燃气加热器控制和调节进入硅酸盐大窑的溶液温度；引流砖体的出口部伸入到硅酸盐大窑内，防止废纱熔液直接流到硅酸盐大窑内壁上；废纱熔化产生的熔融液加入位置在硅酸盐大窑前部特别是原加料附近，这样可以促进粉料的熔化和反应，快速与新原料生成的硅酸盐混合，在硅酸盐大窑前部流入也可以加长废纱熔融液在硅酸盐大窑内停留的时间，有足够的时间和空间充分均化和澄清。废纱熔窑布置在硅酸盐大窑加料口附近也方便布置废纱熔窑烟道18通向硅酸盐大窑烟囱301的位置，浸没式废纱熔窑产生的废气可以通过硅酸盐大窑的废气处理系统统一处理，不用建新的废气处理设备，有利于减少设备投资。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。