用于玻璃、玻纤废料的再生设备及再生方法与流程

本发明涉及固体废弃物再利用技术领域，尤其涉及一种用于玻璃、玻纤废料的再生设备及再生方法。

背景技术：

无论是平板玻璃、瓶罐玻璃，还是玻璃、玻纤，在生产过程中均会产生一定量的废料，有些废料与原产品成分相同，有些废料与原产品成分不同，比如玻纤，在生产过程中需要涂敷浸润剂，这是一种起增强和保护作用的有机组合物，所以玻纤废料不能够直接掩埋在泥土中，否则会改变土壤的性质，而直接丢弃则会对环境造成极大的危害。

若能将这些废料部分掺杂到合格的生产原料中，重新回炉再生成产品，则能够在一定程度上解决上述问题。但是从目前的技术来看，直接添加废料，生产工序不符合原有的粉料输送自动加料工艺，设备也不完全适用，因此，在投料前需先将废料磨成粉，再按照一定比例添加到原配合料中。由于废料中含有一定量的杂质难以去除，添加到原配合料中会导致产品的成品率有所下降，产品质量也在一定程度上收到影响。而为保证产品质量和成品率，废弃原料的添加量只能控制在较低的比例，导致废品消耗率大大降低，甚至可能低于废品的产出率，进而环保风险仍然存在。

如何处理这些固体废料，一直是困扰玻璃、玻璃制品及玻纤生产商的巨大难题，尤其是玻纤的生产，由于含有较高的有机物，废料若直接投入到窑炉中，会改变窑炉的氧化还原氛围，导致生产环境和生产过程变得非常不稳定，生产工艺和产品质量难以控制。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种解决以上问题中的任何一个的再生设备及再生方法。具体地，本发明提供能够对玻璃、玻纤废料进行有效回收利用的再生设备及再生方法。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种用于玻璃、玻纤废料的再生设备，所述再生设备包括投料机和窑炉，所述投料机与所述窑炉的投料口相连通；所述窑炉的一端设置有流道，所述流道的入口高于所述窑炉的内部底面设置，用于获取所述窑炉内的上层的高温玻璃液；所述流道的出口低于所述流道的入口设置，所述流道的倾斜角度小于30°。

其中，所述再生设备还包括与所述流道的出口相连通的水淬器，用于将玻璃液冷淬成玻璃渣。

其中，所述再生设备还包括与所述水淬器的出口连通的冷却池、以及与所述冷却池相连通的隧道烘箱。

其中，所述再生设备还包括破碎装置，所述破碎装置的出口与所述投料机相连通。

其中，所述流道的出口上方设置有窑炉烟道，利用窑炉内产生的高温废气对所述流道内的玻璃液进行加热和保温。

其中，所述窑炉的顶部设置有至少一台燃烧器。

其中，所述流道的出口处设置有放料孔，所述放料孔的出口处设置有放料漏板。

其中，所述放料孔的孔径为20～200mm。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种用于玻璃、玻纤废料的再生方法，所述再生方法通过如上所述的再生设备实现。

其中，所述再生方法包括以下步骤：

利用所述投料机将破碎后的玻璃和/或玻纤废料输送至所述窑炉中，熔融成玻璃液，所述玻璃液的上层部分经所述流道流出后，进行水淬，形成玻璃渣。

与现有技术相比，本发明能够有效解决玻璃或者玻纤生产产生的固态废弃物带来的环保难题，特别适合含硼量低的玻璃类产品，可将废弃玻璃或玻纤再生为可重复利用的玻璃渣。这种玻璃渣在磨粉后，可用于生产各种绝缘体和工艺品，也可以直接使用，加入到建筑涂料中生产装饰外墙。本发明的再生设备和再生方法具有低热耗、高效率等特点，可大大提升玻璃或玻纤废料的处理效率和再利用率，经济效益高。

参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本发明的其他特性特征和优点将变得清晰。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。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，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示例性地示出了本发明的再生设备的结构示意图；

图2示例性地示出了窑炉的内部侧向结构示意图；

图3示例性地示出了窑炉的俯视示意图；

图4示例性地示出了本发明的再生方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

发明人为解决废弃玻璃、玻纤污染环境的难题，设计了一套用于玻璃、玻纤废料的再生设备，可将玻璃、玻纤废料熔化成玻璃液，然后再进行水淬，生成可直接用于生产的玻璃渣。相比传统窑炉和设备，本发明的能耗低，对原料纯净度要求较低，含有杂质的玻璃、玻纤废料均可投入熔化，有效解决环保问题，且经济效益良好；而且本发明的再生设备和再生方法具有较高的机械化和自动化程度，可降低人工投料的劳动强度和安全隐患。

下面结合附图，对根据本发明所提供的用于玻璃、玻纤废料的再生设备及再生方法进行详细描述。

图1示出了本发明的用于玻璃、玻纤废料的再生设备的一种具体实施例的结构示意图，参照图1所示，该再生设备包括投料机1和窑炉2。投料机1与窑炉2的投料口相连通，投料机1用于将破碎后的玻璃、玻纤废料定量或定速率地向窑炉2内进行输送，窑炉2用于将玻璃、玻纤废料熔融成玻璃液，该玻璃液经水淬可以成为玻璃渣，便于投入生产中进行再利用。

在一个可选的实施例中，在窑炉2上可以设置多个投料口，每个投料口处设置一台投料机1。例如，在窑炉2的一端的端面及该端的侧壁上均设置至少一个投料口。

图2示出了该窑炉2的一种具体实施例的内部侧向结构示意图，图3为该窑炉2的俯视示意图，综合图2和图3所示，窑炉2的一端设置有流道21，用于输出熔融后的玻璃液。流道21与投料机1分别位于窑炉2的不同端，例如，在窑炉2的第一端的端面或侧面设置投料机1，则流道21位于与该第一端相对的窑炉2的第二端，且玻璃液沿流道21的流向为朝向窑炉2的第二端流动。示例性地，窑炉2内按照物料状态可以分为投料区和熔制区，投料机1与投料区侧壁上的投料口相连通，投料区的物料主要为玻璃和/或玻纤废料以及一部分熔融态的玻璃液；熔制区的物料均为熔融态的玻璃液，因此，投料区与流道21分别位于熔制区的不同侧。

在本方案中，窑炉2的顶部设置有至少一台燃烧器23，用于熔化投入窑炉2内的玻璃、玻纤废料，以形成玻璃液。而由于燃烧器23位于窑炉2的顶部，因此，在窑炉2内的玻璃液的表层温度高于底层温度。

在一个可选的实施例中，流道21的入口高于窑炉2的内部底面设置，用于获取窑炉2内的上层的高温玻璃液，使得只有位于上层的高温玻璃液流动，而窑炉2底部的玻璃液基本不流动，有利于减缓对窑炉底部耐材的侵蚀，提高窑炉寿命，降低热耗。通常情况下，窑炉2内的玻璃液深度小于或等于80cm，流道21的入口边缘与窑炉2的内部底面之间的高度差可以设置为20～60cm，从而保证只有表层的玻璃液处于流动状态，实时流入流道21中，而低于流道21入口高度的玻璃液则处于基本静止状态，从而有效减缓对于窑炉2底部的侵蚀，同时，还可以沉淀原玻璃、玻纤废料中的杂质。

进一步的，流道21的出口低于流道21的入口设置，以保证表层玻璃液的流动顺畅性，同时，可以加深流道21出口处的玻璃液深度，增大玻璃液的压力，提升玻璃液流出的顺畅性和流出效率。

在一个可选的实施例中，流道21的倾斜角度γ小于30°设置，例如，流道21的倾斜角度γ可以选择设置为7°、8°、13°等。

在一个可选的实施例中，流道21的出口处设置有放料孔24，玻璃液经放料孔24排出后进行水淬，生成圆润的玻璃渣，实现对玻璃、玻纤废料的资源化再生利用，减少对环境的危害。合适的放料孔24的孔径，有利于玻璃液的顺畅流出，并保证生成的玻璃渣的大小，方便后续干燥、运输等。示例性地，放料孔24的孔径通常为20～200mm，例如，可以是56mm、80mm、124mm等。其中，放料孔24的形状可以为圆形、椭圆形或多边形。在本方案中，放料孔24的形状不作特定限制，任何有利于玻璃液流出并形成合适尺寸玻璃渣的放料孔形状，均适用于本方案，亦应理解为在本发明的保护范围之内。

进一步的，在放料孔24的出口处设置有放料漏板25，用以调节玻璃液的排出孔径、速率等。示例性地，放料漏板25可以紧贴放料孔24的出口设置。在一个可选的实施例中，放料漏板25上可以设置与调控器和dcs系统电连接或信号连接的温度调控模块，用以调节放料漏板的温度，实现玻璃液排放的恒温控制和调节。

在本发明的再生设备的窑炉2中，流道21的出口上方设置有窑炉烟道22，利用窑炉2内产生的高温废气对流道21内的玻璃液进行加热和保温。将窑炉烟道22设置在流道21的出口上方，可以保证在窑炉2内，在玻璃液向流道21流动的过程中，高温废气与玻璃液的流动方向一致，可以利用高温废气的余热实时对流动的玻璃液进行加热和保温，以进一步保证玻璃液的高温熔融态和流动顺畅性；同时，窑炉烟道22内持续有高温废气排出，从而可以利用进入窑炉烟道22内高温废气的余热实时对位于窑炉烟道22下方的流道21出口处进行加热和保温，保证流道21出口处的玻璃液的温度和流动顺畅性，有效避免玻璃液在远离燃烧器23的流道21出口处凝结固化而造成堵塞。通过窑炉烟道22的这种设置方式，充分利用高温废气的余热，无需另外在流道21对应的空间内设置燃烧枪等加热部件，大大降低设备复杂程度和维护成本，同时大大降低热耗、节约能源。

返回参照图1所示，本发明的再生设备还包括与流道21的出口相连通的水淬器3，用于将玻璃液冷淬成玻璃渣。在本实施例中，水淬器3位于放料孔24的下方，经放料孔24和放料漏板25排出的玻璃液直接进入水淬器3中，冷淬成玻璃渣，从而实现玻璃和/或玻纤废料的再生回收和资源化利用。

在一个可选的实施例中，本发明的再生设备还包括与水淬器3的出口连通的冷却池4、以及与冷却池4相连通的隧道烘箱5。经水淬器3水淬形成的玻璃渣温度偏高，无法直接打包输送，甚至有再粘合等风险，不便于后续直接使用，因此，需要进行冷却。如图1所示，水淬器3水淬后的玻璃渣可以通过冷却输送管道31输送至冷却池4内进行充分冷却。冷却后的玻璃渣再经冷却输送带41输送至烘干输送带51上，随着烘干输送带51的运行进入隧道烘箱5内进行烘干。经隧道烘箱5烘干后的玻璃渣即为可以直接使用的玻璃物料，可以再经传送带52输送至打包装置7上进行打包、待用或待售。

在另一个可选的实施例中，该再生设备还包括破碎装置6，用于将玻璃、玻纤废料破碎成符合要求的粒度，以便于输送和投料，同时提升在窑炉2内的熔化效率。其中，破碎装置6的出口与投料机1相连通，破碎装置6破碎后的玻璃和/或玻纤废料可以直接通过投料机1向窑炉2内输送。

示例性地，由于窑炉2的位置高于水淬器3设置，而且破碎前的玻璃、玻纤废料较难运输，为方便对玻璃、玻纤废料的破碎，提升运输效率，可以将破碎装置6设置在低于窑炉2入口处的地面上，再利用斗料提升机11将破碎装置6破碎后的玻璃、玻纤废料输送至投料机1。

在一个可选的实施例中，破碎装置6可以为粉碎机。

使用本发明的再生设备，窑炉2内的温度需维持在1500～1600℃，因此，玻璃、玻纤废料中含有的有机物杂质能够直接被完全燃烧，产生的废气沿窑炉烟道22被输送到废气处理系统中进行净化处理后排放，有效解决目前行业内的废料直接填埋处理而导致的有机物泄漏污染环境的问题。而废料中含有的非金属无机物基本能够在窑炉内被熔化，进而形成玻璃液的组成部分，在经过水淬后形成固态玻璃渣的组成部分，不影响玻璃渣的再次使用，也不会对环境造成污染。

除了非金属杂质外，废料中的其余杂质为金属或合金杂质，主要成分是铁或合金铁。其中，合金铁的熔点低，基本能够熔化在玻璃液中，随着水淬构成玻璃渣的组成部分，不影响玻璃渣的再次使用；而无法完全熔化的大块合金铁则会沉在窑炉2的底部，不影响表层玻璃液的流动和水淬。位于窑炉2底部的玻璃液温度只有1100℃左右，未熔化的合金铁含量很低，不会对玻璃液质量造成影响，通过定期清理，可以将窑炉底部的未熔化合金铁取出，通过出售至冶炼厂进行冶炼回收，进一步提升废料回收利用率。

而对于会影响玻璃渣产品质量和使用的单质铁，主要在水淬器3和冷却输送管道31中产生。在一个可选的实施例中，可以在水淬器3和冷却输送管道31中设置陶瓷材质的内衬，避免高温玻璃液直接与水淬器3、冷却水声管道31的内壁接触而产生铁杂质，从而避免玻璃渣中含有铁杂质。在另一个可选的实施例中，还可以在打包装置7上设置电力磁吸棒，从而除去玻璃渣中的铁粉。

通过以上技术手段，能够有效保障含有杂质的玻璃、玻纤废料不再丢弃或掩埋，废料中的有机物、无机非金属杂质、金属/合金杂质均能够得到较好的处理和回收利用，大大提升废料的回收利用率，制得的玻璃渣可用于生产各种绝缘体和工艺品，也可加入到建筑涂料中生产装饰外墙，能够产生较大的经济效益和社会效益。

相适应于前所述再生设备，本发明还提供了一种用于玻璃、玻纤废料的再生方法，该再生方法通过如以上内容所述的再生设备实现。

图4示出了本发明的再生方法的一种具体实施例的实施流程图，参照图4所示，该再生方法包括：破碎→熔融→水淬。具体地，该再生方法通过上述再生设备实现时，包括以下步骤：

利用投料机1将破碎后的玻璃和/或玻纤废料输送至窑炉2中，熔融成玻璃液，玻璃液的上层部分经流道21流出后，进行水淬，形成玻璃渣。

在一个可选的实施例中，该再生方法包括：

通过破碎装置6将玻璃和/或玻纤废料进行破碎；

通过投料机1将破碎后的玻璃和/或玻纤废料输送至窑炉2中，熔融成玻璃液；

玻璃液经流道21和放料孔24排出至水淬器3中，形成玻璃渣；

将玻璃渣输送至冷却池4内进行冷却；

再将冷却后的玻璃渣输送至隧道烘箱5中进行烘干，形成再生物料，然后输出至打包装置7，进行打包、待用。

在玻璃、玻纤废料进行破碎之前，需要进行初步处理，例如，人工对废料中掺杂的其它材质的杂物进行去除。然后对初步处理后的废料进行粉碎或撕碎等破碎处理，再将破碎后的玻璃、玻纤废料投入窑炉2中熔化成玻璃液，再对表层玻璃液进行排放、水淬、冷却，形成圆润的玻璃渣，然后烘干至水分含量符合要求，再进行包装，即可进行出售或待用。

以本公司一套处理能力为30吨/天的再生设备为例，玻纤废丝通过周转箱运至设备所在场地，经人工初步挑拣出大的铁块等杂质后，经玻纤废丝放置于输送机上，输送至破碎装置6中进行破碎处理，成为长度小于50cm的纤维段，再利用斗料提升机11和投料机1输送至窑炉2内熔化成玻璃液；表层的高温玻璃液经流道21出口处的放料孔24和放料漏板25排出至水淬器3中，经极冷粉粹成颗粒状的玻璃渣，再经冷却输送管道31输送至冷却池4中冷却后，经隧道烘箱5烘干至含水量达到预设范围，再输送至打包装置7上进行包装，形成预定重量的包装体，从而完成从玻纤废丝到玻璃渣物料的再生过程。该再生设备投产后，每年的玻纤废丝处理量可达11000吨，每年可减少550万元的玻纤废丝处理量，生产的玻璃渣出售至下游生产商，每年可增加800万元的营业收入，其经济效益和社会效益极佳。

上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。