DK159015B - Fremgangsmaade og anlaeg til chargevis fremstilling af calciumsilikat-isolering - Google Patents

Description

i

DK 159015B

5 Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde og et anlæg til chargevis fremstilling af calciumsilikat-isolering.

Formet calciumsilikat-isolering er almindeligt anvendt, især til temperaturer over 427°G. Flere forskellige fremgangsmåder 10 til fremstilling af calciumsilikat-isolering, er kendte. Fremgangsmåder til fremstilling af calciumsilikat-isolering er for eksempel beskrevet i US patentskrifterne nr. 3.988.419, nr. 2.699.097, nr. 2.904.444 og nr. 3.001.882.

15 Ifølge det sidstnævnte patentskrift er calciumsilikat-isole-ringen typisk sammensat af krystaller af syntetisk tobermorit og/eller xonotlit fremstillet ved hærdning af vandige kalksi-liciumdioxidopslæmninger, hvori molforholdet mellem kalk og siliciumdioxid er mellem ca. 0,65:1 og 1:1 og forholdet mellem 20 vand og faststof mellem ca. 0,75:1 og ca. 9,0:1. Ved fremstilling af isolering med lav densitet (det vil sige en densitet fra ca. 0,10 til 0,30 g/cm3) er der som forstærkende materiale typisk sat asbestfibre til opslæmningen. Visse af de kendte teknikker til fremstilling af formede materialer af calciumsi-25 likat er beskrevet i US patentskrift nr. 3.679.446. Det angives heri, at det er vanskeligt at opnå calciumsilikat-isole-ringsprodukter med ensartede egenskaber og tilfredsstillende mekanisk styrke med mindre hærdningsreaktionen gennemføres o-ver lang tid. Det angives endvidere, at det typisk fremstille-30 de calciumsilikat ikke i tilfredsstillende grad kan modstå høje temperaturer, med det resultat, at et calciumsilikatpro-dukt, som hovedsagelig er sammensat af tobermoritkrystaller, er tilbøjeligt til at vise et markant tab af mekanisk styrke ved ca. 650°C og at sønderdeles eller nedbrydes ved over 35 700°C, og at et produkt, som hovedsagelig er sammensat af xo- notlitkrystaller, er tilbøjeligt til at vise et markant tab af mekanisk styrke ved en højere temperatur end 1.000°C. Der be-

2 DK 159015 B

skrives en fremgangsmåde til dannelse af calciumsilikatkry-staller, hvorved i det mindste en given vægtprocent af calci-umsilikatkrystallerne har dannet adskillelige små agglomerater med en diameter på 10-150 μπι, idet de er tredimensionalt sam-5 menknyttede med hinanden, og idet agglomeraterne er disperge-ret i vand i det væsentlige på globulær form. Der beskrives også anvendelse af forstærkende fibre, hovedsagelig dannet af en fibermasse.

10 I US patentskrift nr. 3.736.163 beskrives dannelse af calcium-silikat-isoleringsmaterialer med densiteter i størrelsesorde- 3 nen 0,2-0,3 g/cm , hvori de forstærkende asbestfibre er erstattet med forstærkende fibre indeholdende ca. 3-15 vægt-% af calciumsilikatmaterialet og bestående af noduleret mineraluld 15 og cellulosefibre, idet mindst ca, 25% af fibrene er noduleret mineraluld.

Fra US patentskrift nr. 3.525.596 kendes der et apparat til fjernelse af materiale fra en autoklav betegnet som et høj-20 tryksreaktionskammer uden væsentlig reduktion af trykket. Trykket reguleres under anvendelse af midler til styring af trykket i det kammer, der modtager det fjernede materiale i-gennem en ledning. Styringsmidlerne regulerer rumfanget af modtagekammeret. Det er udstyret med et frit stempel. I denne 25 patentbeskrivelse er det alene angivet, at dette apparat er til anvendelse ved kontinuerlig fjernelse af materiale fra et høj tryksreaktionskammer.

I den ovennævnte patentbeskrivelse forekommer der ingen direk-30 te eller indirekte angivelser af, ved hvilke typer af fremgangsmåder dette kendte apparat kan eller skal anvendes, og der er intet, der på en eller anden måde knytter dette kendte apparat til fremstilling af reaktionsprodukter ved omsætning af reaktionsdeltagere på nærmere angiven måde og under nærmere 35 angivne forhold.

Fra US patentskrift nr. 3.033.648 kendes en kontinuerlig frem-

DK 159015 B

3 gangsmåde til fremstilling af calciumsilikat, ved hvilken reaktionsprodukterne kan blive afkølet i en varmeveksler og trykket over reaktionsprodukterne kan blive aflastet i et efter varmeudvekslingen følgende trin igennem en ventil. I denne 5 patentbeskrivelse er ingen direkte eller indirekte angivelser vedrørende den måde, på hvilken denne trykaflastning bliver udført, eller oplysninger vedrørende trykaflastningsmådens indflydelse på de fysiske egenskaber af de ved denne kendte kontinuerlige fremgangsmåde opnåede calciumsilikatkrystaller.

10

Ved fremstilling af calciumsilikatprodukter ifølge den kendte teknik blandes reaktionsbestanddelene (typisk calciumoxid (CaO) eller hydratiseret calciumoxid (Ca(OH)2)) med et silci-umholdigt materiale, såsom sand, i vand til dannelse af en op-15 slæmning. Denne blanding opvarmes i en autoklav til dannelse af flere forskellige krystallinske former for calciumsilikat alt efter temperaturen, trykket, reaktionstiden og vandkoncentrationen, der anvendes. Fibermaterialer, såsom asbest, som ikke påvirkes uheldigt af reaktionsbetingelserne, kan inkorpo-20 reres i blandingen inden omsætningen. Reaktionsproduktet fra denne omsætning er generelt en vandig opslæmning af hydratise-rede calciumsilikatkrystaller blandet med de ønskede trådede komponenter. Denne opslæmning udstøbes derefter i forme og tørres, sædvanligvis ved opvarmning, til dannelse af emner med 25 den ønskede form.

Som omtalt i US patentskrift nr. 3.816.149 er denne behandling til dannelse af de krystallinske materialer i opslæmningen tidskrævende, ligesom der kræves stort og kostbart udstyr til 30 behandlingen. Det er i den kendte teknik således tilstræbt at forbedre de fremgangsmådebetingelser, hvorunder krystallisationen finder sted, og at afkorte den tid, der kræves til dannelse af et færdigt hydrat. Ved at anvende mindre tid til behandling af opslæmningen ved krystallisationen og til at vende 35 tilbage til omgivelsesbetingelserne opnås en mere effektiv og økonomisk udnyttelse af udstyret og et forøget udbytte af færdigt produkt.

DK 159015B

4 I den kendte teknik afkøles opslæmningen i autoklaven efter endt krystallisation. Trykket i autoklaven reduceres derefter, mens opslæmningen afkøles til stuetemperatur. Det er i den 5 kendte teknik erkendt, at reduktion af damptrykket i autoklaven er både langsom (på grund af den lange tid til overførsel af varme fra opslæmningen gennem autoklavens vægge til omgivelserne) og ineffektiv (på grund af tab af den således overførte varme). Til fremskyndelse af processen gennemføres en 10 udluftning af damp under højt tryk til den omgivende atmosfære. Da krystallisationen af komponenterne i opslæmningen ved atmosfærisk tryk forløber ved en temperatur et godt stykke o-ver vands kogepunkt, får udslip af damp til atmosfæren den vandige opslæmning til at koge voldsomt. Dette får mange af de 15 nydannede krystaller til at knække og hindrer således den ønskede omhyggelige forudgående krystallisation. Dampudslippet betyder endvidere spild af energi.

Ifølge US patentskriftet nr. 3.816.149 har man forsøgt at løse 20 disse problemer ved hydrotermisk omsætning af en højkoncentreret vandig opslæmning af en en calciumoxidkilde og et silici-umholdigt materiale under tilstedeværelse af mættet damp under forhøjet tryk i en trykbeholder til dannelse af krystallinsk calciumsilikat. Efter dannelse af det krystallinske calciumsi-25 likathydrat standsedes damptilledningen, og der sattes vand med lav temperatur gradvis til reaktionsblandingen i trykbeholderen, indtil der var sat tilstrækkeligt vand til den krystallinske opslæmning til opnåelse af den ønskede koncentration til efterfølgende formningsprocesser. Det tilførte vand 30 kondenserede dampen i tryktanken, idet det samtidigt reducerede dens tryk og afkølede den krystalholdige opslæmning. Den gradvise afkøling og trykaflastning angives at hindre sprængningen af krystalstrukturen effektivt. Der skete også en væsentlig reduktion af den tid, der krævedes for at hæve reak-35 tionsblandingens temperatur fra stuetemperatur til den til gennemførelse af krystallisationsreaktionen nødvendige temperatur ved reduktion af mængden af det tilstedeværende vand,

DK 159015 B

5 som skulle opvarmes, 1 sammenligning med den da kendte teknik.

Den ved den kendte teknik fremstillede calciumsilikat-isole-ring lader meget tilbage at ønske, ikke alene med hensyn til 5 styrke og med hensyn til dimensionsstabilitet, men også med hensyn til isoleringsevne ved høj temperatur, forudsigelige e-genskaber og forarbejdelighed. Ved denne fremgangsmåde til fremstilling af materialet sker der desuden stadigvæk et betydeligt tab af energi ved opvarmning og afkøling af reaktions-10 opslæmningen i autoklaven. Denne fremgangsmåde forøger også omkostningerne ved fremstilling af isolering ved at optage udstyret i lang tid for hver portion af calciumsilikat, der dannes. Endelig sker der ved overførslen af calciumsilikatreak-tionsproduktet fra autoklaven til en lagertank for det næste 15 trin i processen et brud eller en anden ændring af den krystallinske struktur af reaktionsproduktet.

Det er formålet for den foreliggende opfindelse at løse de fra de kendte fremgangsmåder til fremstilling af et reaktionspro-20 dukt som calciumsilikat i en autoklav kendte problemer, og dette formål opnås ved en fremgangsmåde, som ifølge opfindelsen er særegen ved trinene: At man blander reaktionsdele bestående af calciumhydroxid og silisiumdioxid til at give et molforhold mellem calciumoxid og siliciumdioxid på ca. 1:1 og 25 vand i en autoklav, at man opvarmer reaktionsbestanddelene til en valgt temperatur og et valgt tryk i et valgt tidsrum tilstrækkeligt til at betinge dannelsen af et reaktionsprodukt i det væsentlige bestående af xonotlitkrystaller, at man overfører reaktionsprodukterne i autoklaven fra denne gennem en 30 fremløbsledning til en blandetank ved udløbet af den valgte tid, idet trykket i blandetanken holdes en forud fastsat værdi lavere end trykket i autoklaven under overførslen af reaktionsprodukterne fra denne til blandetanken, at man samtidigt fjerner en del af varmen fra reaktionsprodukterne, mens de 35 passerer fremløbsledningen, at man tilsætter et valgt fibermateriale til reaktionsprodukterne og blander fibermaterialet i det væsentlige ensartet med reaktionsprodukterne til dannelse 6

DK 159015 B

af en opslæmning, at man fjerner en valgt mængde vand fra opslæmningen, og at man former opslæmningen til en selektivt formet isolering.

5 I en udførelsesform for den foreliggende opfindelse overføres indholdet fra autoklaven til den anden beholder gennem en varmeveksler, hvorved en del af varmen i dette indhold overføres til et andet materiale, så nettoenergimængden, der anvendes til dannelse af reaktionsprodukterne, formindskes. Dette andet 10 materiale er i en udførelsesform vand, som er en reaktionsbestanddel, der skal anvendes i den næste materialeportion, som skal anbringes i autoklaven.

Materialets strømningshastighed fra autoklaven gennem frem-15 løbsledningen vælges således, at reaktionsprodukterne ikke ændres som følge af strømningsprocessen. Denne tilstand foreligger, når strømningen er i det mindste delvis laminar, og Reynolds' tal for reaktionsprodukterne gennem fremløbsledningen således fortrinsvis er mindre end den værdi, hvor strøm-20 ningen ændres fra at være laminar til at være turbulent. Der er imidlertid opnået tilfredsstillende resultater, når strømningen er noget turbulent, mens fuldstændig turbulent strømning har vist sig at være skadelig for kvaliteten af det færdige formede produkt.

25

Overførslen af varme fra reaktionsprodukterne til det andet materiale under overførslen af reaktionsproduktet fra autoklaven til lagerbeholderen sker med en sådan hastighed, at reaktionsprodukterne stabiliseres i den ønskede form. Når reak-30 tionsprodukterne indeholder calciumsilikat dannet af en støkiometrisk blanding af ealciumoxid (CaO eller Ca(0H>2) og si-liciumdioxid (Si02) indeholder reaktionsprodukterne krystaller af xonotlit, tobermorit og andre mindre veldefinerede hydrati-serede former af calciumsilikat. Det ved fremgangsmåden opnåe-35 de foretrukne reaktionsprodukt er er imidlertid xonotlit. Var-meoverførslen fra xonotlitten til for eksempel vand stabiliserer xonotlitkrystallerne og hjælper til at hindre brud eller

DK 159015 B

7 sprængning af disse krystaller som resultat af forskydningerne og turbulensen i strømningsprocessen.

I beholderen sættes fibermaterialer, såsom mineraluld og træ-5 masse, til reaktionsprodukterne til forstærkning af det færdige produkt. Typisk tilsættes mineralulden først og derefter træmassen. Både mineralulden og træmassen blandes i det væsentlige ensartet med reaktionsprodukterne.

10 Reaktionsprodukterne fra beholderen blandet med fibermaterialet strømmer derefter fra beholderen til en afvandingsindretning, typisk en roterende tromle sat under vakuum. Fra den roterende tromle sendes de afvandede produkter derefter til en form, som yderligere sættes under vakuum, og de presses til 15 fjernelse af yderligere fugtighed og til formning af reaktionsproduktet til en ønsket form, såsom en rektangulær plade eller et buet element. De formede produkter tørres derefter, fortrinsvis ved hjælp af infrarød stråling, til fjernelse af yderligere fugtighed. Det færdige produkt har en densitet på 3 3 20 ca. 200 kg/m til ca. 400 kg/m og har vist sig særligt egnet til anvendelse ved høj temperatur, det vil sige ved temperaturer på over 816°C. Det formede produkt udviser forbedret styrke i sammenligning med produkter ifølge den kendte teknik og kan om ønsket forarbejdes, hvilket forøger produktets anvende-25 lighed. Slutproduktet formes imidlertid fortrinsvis i den ønskede størrelse for at undgå svagheder i strukturen, som kunne forårsages af forarbejdningen, og for at undgå spild. Produktet udviser også forbedret dimensionsstabilitet.

30 Opfindelsen angår også et anlæg til brug ved udøvelse af den ovenfor anførte fremgangsmåde, hvilket anlæg er af den art, der omfatter en autoklav for anvendelse ved dannelse af et reaktionsprodukt, en blandetank til at modtage reaktionsprodukter, som er dannet i autoklaven, og en fremløbsledning, som 35 forbinder autoklaven med blandetanken, hvilket anlæg ifølge opfindelsen er særegent ved, at anlægget har organer indrettet til på kontrolleret måde at fastholde et lavere tryk i blande-

DK 159015B

8 tanken end i autoklaven under overførslen af reaktionsprodukterne fra autoklaven gennem fremløbsledningen til blandetanken og organer til at fjerne en del af varmen fra reaktionsprodukterne under disses passage gennem fremløbsledningen.

5

Opfindelsen skal forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, der skematisk viser en opstilling af de mange apparater, der anvendes til gennemførelse af fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse.

10

Den foreliggende opfindelse beskrives i relation til reaktionen mellem calciumoxid eller calciumhydroxid og siliciumdioxid til dannelse af calciumsilikat. Imidlertid kan visse principper ifølge den foreliggende opfindelse også anvendes i forbin-15 delse med andre fremstillingsfremgangsmåder, der omfatter reaktioner, som kræver apparater af samme art som de i den foreliggende beskrivelse beskrevne, især hvor det er ønskeligt at sikre, at reaktionsprodukterne ikke fraktureres eller ændres som følge af overførslen af produkterne fra autoklaven til en 20 anden beholder. Endvidere kan visse principper ifølge den foreliggende opfindelse også anvendes i andre reaktionsprocesser, hvor det er ønskeligt at reducere den i processen forbrugte nettoenergi.

25 På tegningen vises skematisk det til illustration af fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse anvendte anlæg. Autoklaven 10, der er af i teknikken velkendt type, omfatter en med en luge 10b forsynet tryktank, som er i stand til at modstå absolutte tryk på over 15 til 25 bar. Til dannelse af 30 calciumsilikat anbringes calciumhydroxid (Ca(0H)2) og syntetisk pulveriseret siliciumdioxid (Si02) i autoklaven og blandes med vand til dannelse af en blanding med et tørstofindhold på 7% eller derunder i autoklaven. Intet andet sættes til autoklaven. Der anvendes fortrinsvis calciumhydroxid på pulver-35 form i stedet for calciumoxid (brændt kalk), idet pulveriseret calciumhydroxid er fritflydende og let håndterbart under afvejning og anden behandling. Derimod er calciumoxid farligt og

DK 159015 B

9 vanskeligt at håndtere.

Efter anbringelse i autoklaven 10 opvarmes denne til mellem 176°C og 240°C og fortrinsvis til 197,4eC ved et absolut tryk 5 på 15 bar. (I den foreliggende beskrivelse er alle tryk absolutte tryk, med mindre andet er angivet eller fremgår tydeligt af sammenhængen.) Ved dette tryk og denne temperatur er dampen i autoklaven mættet. Ifølge opfindelsen tilsættes calciumoxi-det (eller calciumhydroxidet) og siliciumdioxidet fortrinsvis 10 i det støkiometriske forhold, så forholdet er et mol calciumoxid for hvert mol siliciumdioxid. Om ønsket kan calciumoxid/-siliciumdioxidforholdet varieres fra 0,65 til 1,0 til 1,2 til 1,0.

15 Inden tilsætningen af calciumhydroxidet og siliciumdioxidet til autoklaven 10, men efter tilsætningen af vandet, startes en omrører 10c, og omrøringen fortsættes under hele reaktionen til grundig blanding af reaktionsprodukterne og til sikring af i det væsentlige ensartede resultater.

20

Resultatet af reaktionen i autoklaven er dannelsen fortrinsvis af xonotlitkrystaller. Ved den valgte temperatur og det valgte tryk (197,4°C og 15 bar) skal reaktionen typisk fortsætte i o-ver 55 minutter og fortrinsvis i 1 time og 15 minutter, men 25 ikke over 1 time og 45 minutter. Fortsættelse af reaktionen i over 55 minutter (hvilket er den omtrentlige tid, der kræves til opnåelse af xonotlitkrystaller under de valgte betingelser) forøger xonotlitkrystallernes størrelse. Da krystallerne imidlertid allerede efter 1 time og 15 minutter er egnede til 30 anvendelse som isolering er fortsættelse af reaktionen- i over 1 time og 15 minutter blot spild af energi. Denne 1 time og 15 minutter måles således fra det tidspunkt, hvor reaktanterne er i autoklaven 10, og et manometer 10a viser et absolut tryk på 15 bar som følge af direkte damptilledning til autoklaven 10.

Trykket i autoklaven 10 holdes inden for 15 bar ± 1% ved anvendelse af en konventionel regulator af i handlen tilgængelig 35

10 DK 159015B

type. Da dampen i autoklaven 10 er mættet, holdes temperaturen på 197,4°C, når der holdes et tryk på 15 bar. Måling af tryk foretrækkes fremfor måling af temperatur, fordi en tryktransducer reagerer hurtigt på trykændringer, mens en temperatur-5 transducer, såsom et termoelement, dels er langsom og dels kun registrerer temperaturen af materiale i umiddelbar nærhed af transduceren.

Det er kendt, at reaktionshastigheden forøges, når størrelsen 10 af siliciumpartiklerne aftager. Ifølge den foreliggende opfindelse er de specifikke overflader af råmaterialerne, calcium- 2 hydroxid og siliciumdioxid fortrinsvis 18-22 m pr. g, mens partikelstørrelsesfordelingen af både calciumhydoxid og siliciumdioxid er en sådan, at 90% af partiklerne er mindre end 1 15 pm i diameter. De angivne specifikke overfladearealer er baseret på den velkendte nitrogenabsorptionsfremgangsmåde. Lavere specifik overflade af reaktionsprodukterne forøger reaktionstiden, mens højere specifik overflade reducerer reaktionstiden, men forøger omkostningerne for råmaterialerne (det er me-20 re kostbart at arbejde med geler end at arbejde med faste bestanddele med lille partikelstørrelse). Indholdet af fast materiale i autoklaven er fortrinsvis i området fra 1-7% af vandindholdet i autoklaven (6% er foretrukket). Forøgelse af faststofindholdet af reaktionsprodukterne vil forøge både re-25 aktionstiden og reaktanternes viskositet, hvilket forøger tiden for tømning af autoklaven væsentligt.

Når råmaterialet ifølge den foreliggende opfindelse indeholder 72,4% calciumoxid i calciumhydroxid med en renhedsgrad på 95% 30 og siliciumdioxidet med en renhedsgrad på 94%, kan vægtmængderne af calciumhydroxid og siliciumdioxid beregnes som funktion af den nødvendige vandmængde (betegnet med "X”) i autoklaven ved hjælp af de følgende ligninger, hvori n er summen af calciumhydroxidets og siliciumdioxidets vægt udtrykt i pro-35 cent af den totale vægt X af vandet i autoklaven 10 (det vil sige 0<n^7%):

DK 159015 B

11 1,2·ηΧ/220 = vægt af Ca(OH)2 i kg (1) nX/220 = vægt af Si02 i kg (2) X = vægt af vand i kg (3) 5 Til støkiometrisk reaktion skal reaktanternes vægt vælges i o-verensstemmelse med de ovenstående ligninger. Urenheder i vandet, såsom jern, chlorider, carbondioxid, kalium og natrium skal holdes på et minimum. Disse urenheder skal fortrinsvis ikke overstige 1,6 ppm calcium, 0,06 ppm jern, 0,15 ppm magne-10 sium, 0,37 ppm kalium og ingen påviselige mængder af chlorid, natrium og carbondioxid på ppm-basis.

Efter endt reaktion overføres reaktionsprodukterne fra autoklaven 10 til en lager- og blandetank 12. Reaktionsprodukterne 15 sendes gennem en løfteventil 17 og fremløbsledninger 11c, lid og 12c under denne overførsel såvel som gennem en varmeveksler 11. Til styring heraf er der foruden løfteventilen 17 også en ventil Ile indskudt i fremføringsledningen lid. Varmeveksleren 11 indeholder et materiale, typisk vand, som sættes til den 20 næste charge af reaktanter, der anbringes i autoklaven 10.

Indholdet i autoklaven 10 overføres under tryk fra autoklaven 10 til blandetanken 12. Det relative tryk i disse to beholdere styres af et trykstyrekredsløb 13. Ifølge den foreliggende op-25 findelse holdes trykket i blandetanken 12 under trykket i autoklaven 10 på styret måde (for eksempel på ved en konstant værdi), så reaktionsprodukterne strømmer fra autoklaven 10 til blandetanken 12 med en sådan hastighed, at krystallerne i reaktionsproduktet ikke knækkes eller nedbrydes.

30 I det nævnte trykstyrekredsløb 13 indgår både en trykaflast-ventil 101, der er indskudt i en ledning mellem blandetanken 12 og trykstyrekredsløbet 1, og en tryktransducer 12a i blandetanken 12.

I en udførelsesform, hvor fremløbsledningerne 11c, lid og 12c fra autoklaven 10 til blandetanken 12 gennem varmeveksleren 11 35

DK 159015 B

12 var ca. 10 m lang og havde en indvendig diameter på ca. 30 mm, var trykforskellen mellem autoklaven 10 og blandetanken 12 ca.

1,5 bar som maksimum og fortrinsvis 0,4 bar. Varmeveksleren 11 fjernede tilstrækkelig varme fra reaktionsprodukterne til, at 5 temperaturen af reaktionsprodukterne i blandetanken 12 var ca. 87°C.

En motor 12e er forbundet med blandetanken 12 til omrøring ved hjælp af en omrører 12f af reaktionsprodukterne i blandetanken 10 12 for at sikre, at reaktionsprodukterne i denne blandetank forbliver homogene, og for at tillade blanding af trådet materiale med disse produkter. Strømningen af reaktionsprodukterne fra autoklaven 10 til blandetanken 12 støttes i en udførelsesform af tyngdekraftens indflydelse, hvilket opnås ved at pla-15 cere autoklaven 10 over blandetanken 12 i afstanden h. Denne placering er imidlertid ikke væsentlig.

Under overførslen af reaktionsprodukter fra autoklaven 10 til blandetanken 12 falder trykket i autoklaven 10. Omrøreren 10c 20 fortsætter sin rotation (men med lavere hastighed) for at forhindre hvirveldannelse i autoklaven 10 under overførslen. Styrekredsløbet 13 virker på en sådan måde, at det sikres, at trykket i blandetanken 12 ligeledes falder i tilstrækkelig grad til at opretholde den ønskede trykforskel mellem autokla-25 ven 10 og blandetanken 12. Efter endt overførsel af reaktionsprodukterne fra autoklaven 10 til blandetanken 12 er autoklaven 10 og blandetanken 12 omtrent ved atmosfærisk tryk. Hvis dette ikke er tilfældet, lader man luft slippe ud af blandetanken 12 for at bringe trykket i blandetanken 12 til atmosfæ-30 risk tryk, og autoklaven 10 er til dette formål forsynet med en ventil lOd.

Fibermateriale, som fortrinsvis omfatter en blanding af mineraluldsfibre af udvalgt længde og i det væsentlige er ensartet 35 dispergeret i vand, tilsættes derefter gennem en luge 12b i blandetanken 12. Omrøreren 12f roterer langsomt til grundig blanding af denne mineraluld med reaktionsprodukterne i bian-

DK 159015B

13 detanken 12. Efter gennemførelse af denne blanding, hvad der i én udførelsesform varer ca. 5 minutter, sættes træpulpfibre derefter til reaktionsprodukterne i blandetanken 12 gennem lugen 12b. Disse cellulosefibre dispergeres først i det væsent-5 lige ensartet i vand og sættes derefter til blandetanken 12. Omrøreren I2f blander igen materialerne i blandetanken 12 grundigt for at sikre en i det væsentlige ensartet dispersion af det trådede materiale i reaktionsprodukterne. Efter endt blanding åbnes en ventil 12d, og opslæmningen i blandetanken 10 12 passerer under indflydelse af tyngdekraften gennem et rør 12g til et kar, hvorfra den optages på overfladen af en roterende tromle 14. Tromlen 14 indeholder en roterende vakuumfiltreringsenhed, som indeholder en sitromle, der roterer, mens en kage af det omsatte produkt dannes på dens overflade. Fug-15 tighed fjernes fra opslæmningen ved hjælp af en vakuumsugning i tromlens centrum, og det faste materiale danner en kage på tromlens overflade. Denne kage afskrabes fra tromlen og overføres til en filterpresse 15.

20 I filterpressen 15, der er af en i teknikken velkendt type, presses kagen fra tromlen 14 til en ønsket form, såsom en plade eller et buet element. Kagen anbringes på et porøst materiale i en kasse 15b i filterpressen. En trykplade 15a føres derefter ned på kagens top i kassen 15b. Det af pladen 15a 25 frembragte tryk sammen med et vakuumudtag på bunden af kagen tvinger vand ud af filterpressens bund. Dette vand passerer gennem et rør 15c til en første varmtvandslagertank 20. Ved åbning af ventiler lOe og 22 og igangsætning af en pumpe 25 anvendes dette vand til delvis fyldning af autoklaven 10 ved 30 starten af den næste produktionscyklus.

Autoklaven 10 kan efterfyldes med varmt vand fra en anden varmtvandsl ager tank 21, når ventilen 22 lukkes, og en anden ventil 26 åbnes..

Det rene varme vand fra varmeveksleren 11 kan gennem en ledning 11b med en ventil 18 ledes til og opbevares i den anden 35

DK 159015 B

14 varmtvandslagertank 21, hvorfra det senere kan overføres til en koger 16 via en med en ventil 16b forsynet ledning og/eller til autoklaven 10. Med henblik fra overførslen fra den anden varmtvandslagertank 21 til autoklaven 10 er der tilvejebragt 5 en ledning 16e med en ventil 16f fra kogeren 16 til autoklaven 10. Der anvendes to varmtvands lagertanke 20 og 21, fordi vandet fra filterpressen 15 har en pH-værdi på ca. 11-12 og således ikke skal anvendes i kogeren 16. Ifølge én udførselsform recirkuleres vandet i varmeveksleren 11 gennem den anden la-10 gertank 21 ved hjælp af en centrifugalpumpe 24 via et rør 23, en ventil 19 og en ledning 11a. Hvis de totale jern-, natrium-, chlor-, kalium- og magnesiumkoncentrationer i vandet i den første lagertank 20 er over de minimale specifikationer for disse urenheder, bortkastes vandet.

15

Den oven for beskrevne fremgangsmåde sparer både energi og vand, hvilket giver fremgangsmåden et væsentligt fortrin over for de kendte fremgangsmåder. Anvendelse af varmt vand fra varmeveksleren 11 i kogeren 16 (som leverer damp til autokla-20 ven 10) sparer yderligere energi og vand.

Eksempel

Fremgangsmåden, der fulgtes til start af reaktionen i autokla-25 ven 10 i et forsøgsanlæg konstrueret til gennemførelse af opfindelsen, var som følger‘ ' ' ' 30 liter vand fra varmeveksleren 11 førtes ind i autoklaven 10. Omrøreren 10c startedes derefter til omrøring af vandet 30 med en bestemt hastighed på 90 omdr./min. 10 liter vand med 1,091 g calciumhydroxid med en renhed på over 95% sattes derefter til autoklaven 10 og omrørtes med omrøreren 10c. Der tilsattes derefter 10 liter vand med 909 g siliciumdioxid (Si02) i pulverform med en renhed på over 94% dispergeret der-35 i. Under fyldningen af autoklaven 10 var ventilen lOd åben til udslip af luft fra autoklaven.

DK 159015B

15

Vandet, der sattes til autoklaven 10, var demineraliseret for at muliggøre den nøjagtigst mulige reproduktion af resultaterne fra hver produktion. Imidlertid er demineralisering af van-5 det ikke nødvendig i en normal produktion forudsat, at vandets sammensætning er kendt og derved kan reguleres om nødvendigt, og endvidere forudsat, at mængderne af jern, chlor, kalium, natrium og carbondioxid holdes inden for de ovenfor angivne grænser for disse mineralbestanddele. Urenhederne i calciumhy-10 droxidet og siliciumoxidet skal fortrinsvis være af den i den følgende tabel A angivne størrelsesorden.

DK 159015 B

16

Tabel A, del 1

Niveau for urenheder i Ca(oH)2 5 CaO 72,80% min.

Bundet H20 24,73% min.

Fri fugtighed 0,18% maks.

Siliciumdioxid og uopløselige bestanddele 0,37% maks.

Organisk stof 0,02% maks.

10 Ferrioxid, Fe203 0,06% maks.

Aluminiumoxid 0,03% maks.

Magnesiumoxid 0,15% maks.

Natriumoxid, Na20 0,03% maks.

Kaliumoxid, K20 0,01% maks.

15 Chlorid 0,07% maks.

Sulfat 0,54% maks.

Carbondioxid, C02 0,69% maks.

Glødetab 25,62% maks.

Calciumhydroxid, Ca(0H)2 95,00% min.

20 Densitet 0,663 g/cm3

Sigte (masker: Masker pr. løbende tomme)

Tilbageholdt på sigte med 100 masker 0,31 med 200 masker 0,73 25

DK 159015 B

17

Tabel A, del 2

Niveau for urenheder i Si02 5 Si02 94% min.

SiC 0,02-0,7% maks.

Fe203 0,05-0,15% maks.

Ti02 0,01-0,02% maks.

A1203 0,1-0,3% maks.

10 MgO 0,2-0,8% maks.

CaO 0,1-0,5% maks.

Na20 0,3-0 , 5% maks.

K20 0,2-0,6% maks.

M 0,003-0,1% maks.

15 Zn 0,005-0,01% maks.

Ni 0,001-0,002% maks.

S 0,1-^0,3% maks.

P 0,03-0,06% maks.

Glødetab ved antændelse (1.000°C) 0,8-1,5% maks.

20 Densitet 2,20-2,25 g/cm3

Specifikt overfladeareal 18,0-22,0 m2/g

Partikelstørrelse, procentvis 90% er mindre end 1 pm 25 Da autoklaven var fyldt, lukkedes ventiler lOd og lOe, og autoklaven 10 opvarmedes til 197,4°C ved ét absolut tryk på 15 bar i 1 time og 15 minutter. Skønt varmen tilførtes ved anvendelse af elektriske varmeelementer, er den foretrukne fremgangsmåde at lede damp ind i autoklaven 10. Under opvarmnings-30 processen fortsatte omrøreren 10c med en hastighed på 90 omdr./min. Den optimale omdrejningshastighed for omrøreren 10c afhænger af størrelsen af autoklaven 10. Forsøgsautoklaven havde en diameter på 40 cm, og dens cylinderhøjde var 40 cm. Den udvendige diameter af omrøreren 10c var 30 cm. Ved 90 35 omdr./min. gav autoklaven 10 et ikke-viskøst reaktionsprodukt.

Et lavere omdrejningstal viste sig at give et mere viskøst reaktionsprodukt på den samme reaktionstid, mens et højere om-

DK 159015 B

18 drejningstal viste større tilbøjelighed til beskadigelse af de under reaktionen dannede krystaller. Naturligvis skal den optimale omdrejningshastighed for omrøreren 10c bestemmes eksperimentelt for en autoklav 10 med en anden størrelse end stør-5 reisen af den i forsøgsanlægget anvendte autoklav.

Under reaktionen forøgedes lufttrykket i blandetanken 12 til et tryk lig med eller over trykket i autoklaven 10 ved åbning af en ventil 16d for at tillade komprimeret luft fra en kilde 10 (ikke vist) at komme ind i blandetanken 12. Ventilen 16d lukkedes derefter, og trykstyrekredsløbet 13 tilsluttedes. Omrøreren 12f i blandetanken 12 tilsluttedes ligeledes. Reaktionen fortsatte i 1 time og 15 minutter. På dette tidspunkt var o-verførslen af reaktionsprodukterne fra autoklaven 10 til blan-15 detanken 12 påbegyndt ved først at åbne ventilen Ile, hvilket lod komprimeret luft strømme fra blandetanken 12 gennem ledningen 12c, ventilen Ile, ledningen lid og ledningen 11c til løfteventilen 17. Løfteventilen 17 åbnedes derefter til påbegyndelse af overførslen af reaktionsproduktet fra autoklaven 20 10 til blandetanken 12. Som det er forklaret ovenfor, bringes trykket i blandetanken 12 automatisk til det korrekte niveau under trykket i autoklaven 10 af styrekredsløbet 13. Da trykket i autoklaven 10 begyndte at falde hurtigt, nedsattes hastigheden af omrøreren 10c til ca. 50 omdr./min. for at redu-25 cere tilbøjeligheden til hvirveldannelse io autoklaven.c 10„. .

Hvirveldannelse ville tillade dampen og lufttrykket i autoklaven 10 at undslippe gennem løfteventilen 17 før alt reaktionsprodukt i autoklaven var blevet overført til blandetanken 12.

30

Efter endt overførsel var trykket i blandetanken 12 atmosfærisk, og trykket i autoklaven 10 blev automatisk atmosfærisk. Løfteventilen 17 lukkedes derefter, og yderligere 5 liter vand sattes til autoklaven 10 og omrørtes med omrøreren 10c i 2 mi-35 nutter til indvendig rensning af autoklaven. Skyllevandet o-verførtes derefter til blandetanken 12 ved åbning af løfteventilen 17, hvorved dette vand sammen med eventuelt resterende

DK 159015 B

19 reaktionsprodukt kunne strømme ind i blandetanken 12.

Varmeveksleren 11 var forinden blevet fyldt med ca. 120 liter vand ved at åbne ventilen 19 og lukke ventilen 18. Efter endt 5 vandpåfyldning lukkedes ventilen 19. Strømningshastigheden for reaktionsprodukterne gennem varmeveksleren valgtes således, at reaktionsprodukterne i blandetanken 12 havde en gennemsnitstemperatur på mellem 85 og 90°C og fortrinsvis på ca. 87°C. Tilsvarende faldt temperaturen af reaktionsprodukterne i gen-10 nemsnit ca. 110°C ved at passerer gennem varmeveksleren 11. Varmeveksleren 11 var konstrueret under anvendelse af velkendt teknik til opnåelse af dette temperaturfald på 110eC for den valgte trykforskel mellem autoklaven 10 og blandetanken 12.

15 Reaktionsproduktet (calciumsilikat) i blandetanken 12 omrørtes derefter langsomt til sikring af ensartet temperatur.

Mineraluld og cellulosefibre sattes derefter til reaktionsprodukterne i blandetanken 12 i nævnte rækkefølge. Disse materia-20 ler sattes ikke til autoklaven 10, da den høje temperatur og det høje tryk i autoklaven 10 kombineret med den høje pH-værdi på ca. 11 af reaktionsprodukterne i autoklaven ville ødelægge cellulosefibrene. Selv om mineraluld ikke ville blive ødelagt, ville tilsætning af mineraluld til autoklaven betyde energi- 2.5 spild. Mineraluldfibrene tilsattes først som en vandig opslæmning med en temperatur på mellem 80 og 90°C, fortrinsvis ca. 87°C.

Mineralulden var forinden blevet blandet i en blender i ca. 10 30 minutter for at nedbryde fiberlængden af mineralulden og for at dispergere mineralulden ensartet i vand. Eventuelle små klumper eller noduler i mineralulden sedimenterede på bunden af blenderen og sattes ikke til reaktionsproduktet i blandetanken 12. Fraværet af noduler i mineraluldsfibrene resultere-35 de fordelagtigt i en i det væsentlige ensartet struktur. Mineralulden opnås med fordel fra en trehjulspinder med lavt skudindhold.

DK 159015 B

20

Efter anbringelse af mineraluld i blandetanken 12 omrørtes der i blandetanken 12 ved hjælp af omrøreren 12f i 10 minutter, hvorefter der til reaktionsprodukterne sattes træpulp, som var 5 ensartet dispergeret i varmt vand ved en temperatur på mellem 80 og 90eC, fortrinsvis på ca. 87°C, ved blanding i en blandemaskine i ca. 10 minutter. (Hvis træpulpen tilsættes før mineralulden, fortykker træpulpen reaktionsprodukterne i blandetanken 12 og vanskeliggør ordentlig blanding af mineralulden.

10 Når mineralulden tilsættes først, forøger den imidlertid ikke opslæmningens viskositet.) Blandingen omrørtes med omrøreren 12f i blandetanken 12 i ca. 20 minutter ved 60 omdr./min. Vægten af mineralulden udgjorde typisk 2,5% af vægten af calcium-hydroxidet og siliciumdioxidet i autoklaven, og cellulosefi-15 brenes vægt udgjorde også typisk 2,5% af den oprindelige vægt af calciumhydroxidet og siliciumdioxidet. Mineralulden og cellulosefibrene gav mekanisk styrke til reaktionsprodukterne, når de formedes til plader eller formede produkter.

20 Træpulpen afledtes fortrinsvis af ubleget kraftpapir på sulfitbasis, som lyntørredes. (Et sådant papir er kommercielt tilgængeligt). Længden af træfibrene er ikke kritisk. Under denne blanding af mineralulden og cellulosefibrene i blandetanken 12 var der atmosfærisk tryk i denne.

25

Reaktionsprodukterne i blandetanken 12 fjernedes fra denne ved at åbne ventilen 12d og hælde disse produkter gennem røret 12g ned i det nævnte kar, hvorfra de opsamledes af overfladen af filtreringstromlen 14. Filtreringstromlen 14 omfatter for-30 trinsvis en almindeligt kendt vakuumtromle indeholdende en metalskærm. Tromlens centrum forbandtes til et vakuum til frembringelse af et tryk på ca. 0,22 bar, og fugtigheden i den på tromlens yderflade dannede kage sugedes ind i tromlens centrum og udtømtes. Kagen afskrabedes af tromlen og førtes derefter 35 til filterpressen 15, hvor yderligere fugtighed fjernedes fra reaktionsprodukterne under vakuum, mens reaktionsprodukterne formedes til den ønskedes form. Reaktionsprodukteme (beståen-

DK 159015 B

21 de af calciumsilikat og nærmere bestemt xonotlit), der strømmer fra blandetanken 12, havde et typisk faststofindhold på 6%. Kagen på overfladen af tromlen 14 havde et fugtighedsind-hold, der styredes af vakuumet, tromlehastigheden og kagetem-5 peraturen. Fugtighedsindholdet i den af tromlen afskrabede kage var ca. 90 vægtprocent ved skraberen. Temperaturen af kagen, der fjernedes fra tromlen var ca. 40°C til ca. 50°C. Ved at forøge (formindske) vakuumet i tromlen og nedsættes (forøge) tromlens hastighed, kan fugtighedsindholdet i kagen for-10 mindskes (forøges) som ønsket.

Kagen i filterpressen underkastedes derefter et vakuum på bunden af filterpressen til fjernelse af yderligere fugtighed. Vakuumet på bunden af filterpressen var typisk 559 mm Hg. 0-15 versiden af kagen i filterpressen tørredes, og trykpladen 15a førtes derefter ned på toppen af denne kage. I det øjeblik, hvor trykpladen 15a berørte toppen af kagen, tilførtes der ikke yderligere tryk i ca. 15 sekunder. Dette tillod vakuumet at bortlede vandet fra kagen, mens toppen af kagen forsegledes 20 delvis med trykpladen. Trykpladen udsattes derefter for et hydraulisk tryk i nogle få sekunder, hvilket bragte trykket på kagen fra 0 til 2 bar i løbet af ca. 15 sekunder. Trykket på 2 bar opretholdtes derefter i 30 sekunder. Trykket forøgedes derefter trinvis til ca. 5 bar i løbet af 1 minut. Kagen i 25 filterpressen underkastedes en yderligere trinvis forøgelse af trykket til 14 bar i løbet af 3 minutter, hvorefter trykket reduceredes til 0, idet trykpladen forblev på den resulterende plade. Kassen, der omgav pladen, bevægedes derefter op, i samme øjeblik trykket nåede 0, og trykpladen frigjortes derefter 30 fra den pressede plade. Pladen fjernedes derefter fra filterpressen, og den ovenstående trinfølge påbegyndtes igen.

I en foretrukket, alternativ udførelsesform føres opslæmningen direkte fra blandetanken 12 til en filterpresse 15 forsynet 35 med udsugning både i top og bund, idet sugningen i toppen er lidt kraftigere end sugningen i bunden (det vil sige, at tyngdekraften tages i betragtning) til sikring af en ensartet par-

DK 159015 B

22 tikelstørrelsesfordeling i de nydannede xonotlitagglomerater i slutproduktet. Dette forhindrer uønsket krumning af slutproduktet som følge af, at større xonotlitpartikler sedimenterer på bunden af filterpressen i opslæmningen inden fjernelse af 5 vandet og presning af opslæmningen. Varigheden af denne totale cyklus reduceres væsentligt ved at udelade den roterende tromle og føre opslæmningen direkte fra blandetanken 12 til filterpressen 15. Filterpressen styres elektronisk ved anvendelse af velkendte programmeringsteknikker til presning af opslæm-10 ningen til en plade ved trinvis forøgelse af trykket efter en forprogrammeret arbejdsgang. Indledningsvis pålægges et tryk på ca. 2 bar i ca. 30 sekunder (varigheden kan om ønsket varieres), og der pålægges derefter et tryk på 5 bar i 1,5 minut. Dette følger af et tryk på 14 bar i yderligere 2 minutter.

15

Ifølge denne udførelsesform af opfindelsen fjernes det af filterpressen dannede produkt fra filterpressen 15 ved at lægge et tryk på trykpladen 15a i filterpressen, så der dannes et svagt positivt tryk på oversiden af det i filterpressen danne-20 de produkt lige under trykpladen. Som følge af dette positive tryk fjernedes produktet forsigtigt fra kontakt med trykpladens tilstødende overflade. Den ledning, hvorigennem trykket tilføres, er ikke vist på tegningen, men er den samme ledning, som anvendes til at sætte produktets overflade under vakuum 25 til fjernelse af vand.

Der kan være tilvejebragt en eller flere tromler med tilhørende filterpresser m.m., hvilket på tegningen er symboliseret ved stiplede linier og henvisningsbetegnelsen 14a.

30

Til sikring af et produkt med ensartet kvalitet fra autoklaven 10 er ventilen 17 en løfteventil (af velkendt konstruktion), som er anbragt på bunden af autoklaven 10, så overfladen af løfteventilen flugter med bundens indvendige overflade i auto-35 klaven 10. Dette sikrer, at alle reaktionsdeltagerne i autoklaven 10 blandes ensartet og deltager i det væsentlige ens i reaktionen. Til fjernelse af reaktionsproduktet fra autoklaven

DK 159015 B

23 10 drives løfteventilen opad ind i autoklaven 10, hvilket lader reaktionsproduktet i autoklaven 10 strømme ud af autoklaven 10 gennem løfteventilen 17. Løfteventilen 17 lader med fordel reaktionsproduktet strømme regelmæssigt og fuldstændigt 5 fra autoklaven 10.

For at sikre ensartet kvalitet af reaktionsproduktet opbevares råmaterialet (calciumhydroxid og siliciumdioxid) i lufttæt forseglede tromler for at forhindre, at det optager urenheder 10 fra luften. Det er især skadeligt for calciumhydroxidet at optage carbondioxid, fordi carbondioxid forstyrrer krystalstrukturen af slutproduktet, calciumsilikat.

Det er velkendt, at xonotlit omdannes til wollastonit ved 15 865°C. Denne omdannelse resulterer i, at reaktionsproduktet omdannes fra Ca6Si6017(0H)2 til CaSi03 og H20 (vand). Vandet afgives fra strukturen. Fjernelse af det bundne vand i xonot-litkrystallerne under omdannelsesprocessen har meget lille indflydelse på porøsiteten, men resulterer i dimensionsstabi-20 litet, når produktet senere opvarmes til en temperatur på over 865°C. Opvarmningen af den ifølge den foreliggende opfindelse dannede isolering til 865°C oxiderer cellulosefibrene i isoleringen. (Disse fibre oxideres faktisk ved mellem 300°C og 400°C.) Resultatet er en forøgelse af porøsiteten af calcium-25 silikatisoleringsproduktet fra 84% til 89%, idet isoleringens permeabilitet for gas forbliver ca. 0,01%. Denne lave permeabilitet og høje porøsitet giver dette dets enestående egenskaber som et yderst effektivt højtemperaturisoleringsmateriale.

Når vægtfylden af et isoleringsmateriale forøges, forøges dets 30 varmeledning normalt også. Forsøg med materiale fremstillet i-følge den omhandlede fremgangsmåde har imidlertid vist, at når dets vægtfylde forøges, forøges dets varmeledningsevne langt mindre end det ellers ville forventes baseret på erfaringer med de hidtil kendte materialer. Vægtfylden afhænger af op-35 slæmningens mængde og pressetrykket.

På i og for sig kendt måde er autoklaven 10 og blandetanken 12

DK 159015B

24 fremstillet af rustfrit stål til reduktion af den til vedlige-holdelse og rensning af dette udstyr nødvendige tid.

Sammenligningsdata for "Newtherm 950", et kendt calciumsili-5 kat-isoleringsmateriale fremstillet af Turner og Newalls, GB, og for det ved den omhandlede fremgangsmåde fremstillede produkt (kaldet Wictherm 1000) er angivet nedenfor.

25 DK 159015 B

Bøjningsstyrke i bar

20°C 400°C 600°C 800°C 900°C 1000°C

Newtherm 950 5,5 6,1 6,8 7,2 - 7,4 5 Wictherm 1000 20,1 22,5 29,4 22,5 - 16,7

Trykstyrke i bar Newtherm _ *** *** *** *** 10 950 1,5

Wictherm 1000 9,7 10,9 2,9 2,6 - 2,0

Svind i % * 15 Newtherm 950 ** - 0,44 1,15 - - 8,25

Wictherm 1000 * - 0,87 1,07 1,77 1,82 3,05 hit 20 Kørnerstyrke i bar Newtherm 950 34,3 -----

Wictherm 1000 210 _____ 25 *

Malingerne opnåedes med prøver ved de angivne temperaturer.

Målingerne opnåedes med prøver, som var opvarmet til de 30 angivne temperaturer og derefter afkølet til stuetemperatur.

Ikke målelig, værdier mindre end 0,7 bar.

DK 159015B

26

For Wictherm 1000 bestemtes også porøsiteten og 2*.-værdierne (p^ er varmeoverføringskoefficienten) med de følgende resultater:

Temperatur i 0 C Porøsitet af Wictherm 5 20 84,0% 1000 89,4% 10 X-værdi for Wictherm

Temperatur i ° C i_W/ (m2«° C) 20 0,07 300 0,11 15 600 0,17 900 0,22 1.000 0,24 20 ^.-værdierne bestemtes under anvendelse af varmetrådsfremgangs-måden. Andre%-værdier for Wictherm opnåedes under anvendelse af varm/kold-overflade-fremgangsmåden og er udtrykt i gennemsnitstemperaturer. Også svind i både længde, bredde og tykkelse bestemtes, hvilket gav de følgende resultater: 25

DK 159015 B

27 t i ° C (genn. s.) *_Kcal/m/h/°C) 200 0,0555 400 0,0758 5 600 0,1055 800 0,1344 t i °C_Svind i % 10 gennemvarmet 2/22 længde ved 1.000°C 2,19 bredde i 12 timer ** 4,88 tykkelse v 15 Forsøget udførtes ifølge BS 1092, del 1 A, 1966 ** Ifølge BS 2972, 1975 *** •kiek BS betyder "British Standard".

20

Selvom opfindelsen er beskrevet som arbejdende med en i det ° væsentlige konstant trykforskel mellem trykket i blandetanken 12 og autoklaven 10, må man forstå, at denne trykdifference om 25 ønsket kan varieres i henhold til et forholdsbestemt mønster som funktion af tiden.

Overføringsprocessen repræsenterer en balance mellem modstridende interesser. For at minimalisere en uønsket fortsættelse 30 af reaktionen mellem bestanddelene i autoklaven 10 bør indholdet i autoklaven 10 overføres til blandetanken 12 i et kendt, men kort tidsrum. Typisk er en tid på 10-12 min. fundet praktisk både med hensyn til at minimalisere den fortsatte reaktion mellem disse bestanddele og for at forøge anlæggets ef-35 fektivitet ved at minimalisere cyklustiden. Naturligvis kan man indarbejde længere overførselstider om ønskeligt. På den anden side vil en for hurtig overførsel af indholdet fra auto-

DK 159015 B

28 klaven 10 til blandetanken 12 resultere i nedbrydning og opdeling af calciurasilikatkrystallerne. Følgeligt er det fundet, at man kan afveje disse to modstridende interesser til at give en overførselstid, som både nedsætter den nødvendige totale 5 tid for at behandle en charge caiciumsilikat fra begyndelsen af reaktionen til overførslen af reaktionsproduktet fra autoklaven 10 til blandetanken 12, og samtidigt forhindre forringelse af reaktionsproduktet. I henhold til opfindelsen kan man således optimere fremgangsmåden for at opnå en effektiv udnyt-10 telse af anlægget og samtidigt opnås et reaktionsprodukt, som har de forudsagte ønskelige egenskaber.

Det ovenfor beskrevne anlæg tillader overførsel af indholdet fra autoklaven 10 til blandetanken 12 under en i det væsentli-15 ge konstant trykdifferens, selvom trykket i autoklaven 10 falder, og derved sikre at strømmen af reaktionsprodukterne fra autoklaven 10 gennem varmeveksleren 11 sker ved en i det væsentlige kontrolleret og konstant strømningshastighed på en sådan måde, at reaktionsprodukterne ikke nedbrydes eller dege-20 nerer på en måde, som er ødelæggende for egenskaberne ved det endelige reaktionsprodukt. Længden af tømmeorganerne, som omfatter løfteventilen 17, ledningerne 11c og lid, ventilen Ile og røret 12c, samt trykdifferencen er sådan, at strømningshastigheden for reaktionsprodukterne under udtømningen vælges 25 til at undgå ødelæggelse af produktet. Anvendelsen af en varmeveksler til at fjerne varme fra reaktionsprodukterne hjælper til med at stabilisere produkterne på en hurtig måde under deres overførsel fra autoklaven 10 til blandetanken 12, så det færdige produkt fremstillet på basis af reaktionsprodukterne 30 opviser en ensartethed i egenskaberne, som ikke hidtil har kunnet opnås. I henhold til en udførelsesform opnås dette ved at sikre, at Reynolds' tal for strømningsprodukterne i det væsentlige er laminær, det vil sige lavere end turbulente strømningsbetingelser, som danner uønskede nedbrydningskræfter i 35 reaktionsprodukterne. Reynolds' tal for strømningsprodukterne er mindre end 4000 og fortrinsvis større end 200. Således har Reynolds' tal i området 200-600 været anvendt med tilfreds-

DK 159015 B

29 stillende resultat.

Endvidere bør det forstås, at vandet fra varmeveksleren 11 om ønsket kan anvendes til andre formål end som reaktionsbestand-5 del for den næste charge af calciumsilikat, der skal fremstilles i autoklaven 10. Dette vand kan for eksempel anvendes som varmekilde i andre reaktionsprocesser.

Et træk ved den foreliggende opfindelse er, at densiteten af 10 det endelige silikat-isoleringsprodukt kan varieres ved at ændre trykket, som påføres en given mængde calciumsilikat i filterpressen 15. Den endelige densitet bestemmes af filterpres-sekraften og mængden af calciumsilikat i opslæmningen indført i filterpressen 15.

.1.5

Det endelige slutprodukt vil efter tørring typisk indeholde 3-5 vægtprocent vand. Det er ikke økonomisk at tørre calciumsi-likat-isoleringen yderligere, da den så kun vil absorbere vand fra atmosfæren.

Claims (18)

1. Fremgangsmåde til chargevis fremstilling af calciumsilikat-isolering, kendetegnet ved trinene: At man blan- 5 der reaktionsdele bestående af calciumhydroxid og siliciumdi-oxid til at give et molforhold mellem calciumoxid og silicium-dioxid på ca. 1:1 og vand i en autoklav, at man opvarmer reaktionsbestanddelene til en valgt temperatur og et valgt tryk i et valgt tidsrum tilstrækkeligt til at betinge dannelsen af et 10 reaktionsprodukt i det væsentlige bestående af xonotlitkry-staller, at man overfører reaktionsprodukterne i autoklaven fra denne gennem en fremløbsledning til en blandetank ved udløbet af den valgte tid, idet trykket i blandetanken holdes en forud fastsat værdi lavere end trykket i autoklaven under o-15 verførslen af reaktionsprodukterne fra denne til blandetanken, at man samtidigt fjerner en del af varmen fra reaktionsprodukterne, mens de passerer fremløbsledningen, at man tilsætter et valgt fibermateriale til reaktionsprodukterne og blander fibermaterialet i det væsentlige ensartet med reaktionsproduk-20 terne til dannelse af en opslæmning, at man fjerner en valgt mængde vand fra opslæmningen, og at man former opslæmningen til en selektivt formet isolering.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, 25 at man ved overførslen af reaktionsprodukterne fra autoklaven til blandetanken overfører en del af varmen i reaktionsprodukterne til et andet materiale, for at gøre den overførte varme tilgængelig for videre anvendelse.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at man anvender vand som det nævnte andet materiale til modtagelse af den fra reaktionsprodukterne overførte varme, hvilket opvarmede vand er egnet som reaktionsdel i autoklaven.

4. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1-3, kende tegnet ved, at man overfører reaktionsprodukterne til blandetanken med en sådan hastighed gennem fremløbsledningen,

31 DK 159015 B at de ikke ændres væsentligt gennem strømningsprocessen.

5. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1-4, kendetegnet ved, at man gennemfører overførslen af varme fra 5 reaktionsprodukterne med en sådan hastighed, at reaktionsprodukterne stabiliseres i en valgt form, inden de ankommer til blandetanken.

6. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående krav, k e n -10 detegnet ved, at man overfører reaktionsprodukterne fra autoklaven gennem fremløbsledningen til blandetanken med et Reynolds' tal på under 4.000.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 6, kendetegnet ved, 15 at man gennemfører overførslen af reaktionsprodukterne fra autoklaven til blandetanken ved laminar strømning gennem fremløbsledningen.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 7, kendetegnet ved, 20 at man lader den laminare strømning have et Reynolds’ tal på ca. 200.

9. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at trykforskellen mellem autoklaven og 25 blandetanken holdes mindre end ca. 1,5 bar under overførslen af reaktionsprodukterne.

10. Fremgangsmåde ifølge krav 9, kendetegnet ved, at trykforskellen mellem autoklaven og blandetanken holdes ved 30 ca. 0,4 bar.

11. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at man ved trinet med tilsætning af fibermateriale først.tilsætter ikke-nodulerede mineraluids- 35 fibre ensartet dispergeret i vand og derefter cellulosefibre også ensartet dispergeret i vand. DK 159015B

12. Fremgangsmåde ifølge krav 11, kendetegnet ved, at vægten af de ikke-nodulerede mineraluldsfibre og cellulosefibrene hver udgør ca. 2,5 vægtprocent af vægten af cal-ciumhydroxidet og siliciumdioxidet anvendt ved dannelse af 5 calciumsilikatet.

13. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at trinet med fjernelse af en valgt mængde vand fra opslæmningen til dannelse af en selek- 10 tivt formet isolering omfatter: at man anbringer opslæmningen i en form, fjerner yderligere vand fra opslæmningen og underkaster opslæmningen i formen et tryk i et valgt tidsrum til dannelse af et formet produkt, og at man tørrer det formede produkt til fjernelse af i alt væsentligt det resterende vand 15 til dannelse af en calciumsilikat-isolering.

14. Fremgangsmåde ifølge krav 13, kendetegnet ved, at det formede produkt tørres ved bestråling med infrarødt lys. 20

15. Anlæg til brug ved udøvelse af den i krav 1 omhandlede fremgangsmåde til chargevis fremstilling af calciumsilikat-isolering, hvilket anlæg omfatter en autoklav (10) for anvendelse ved dannelse af et reaktionsprodukt, en blandetank (12) 25 til at modtage reaktionsprodukter, som er dannet i autoklaven (10), og en fremløbsledning (11c, lid, 12c), som forbinder autoklaven (10) med blandetanken (12), kendetegnet ved, at anlægget har organer (13) indrettet til på kontrolleret måde at fastholde et lavere tryk i blandetanken (12) end i 30 autoklaven (10) under overførslen af reaktionsprodukterne fra autoklaven gennem fremløbsledningen (11c, lid, 12c) til blandetanken (12) og organer (11) til at fjerne en del af varmen fra reaktionsprodukterne under disses passage gennem fremløbsledningen. 35

16. Anlæg ifølge krav 15, kendetegnet ved, at organerne (13) til fastholdelse af tryk omfatter: Organer (12a) DK 159015 B udformet til at bestemme trykket i blandetanken (12) og give et første udgangssignal repræsentativt for trykket i blandetanken, organer (10a) indrettet til at bestemme trykket i autoklaven (10) og give et andet udgangssignal repræsentativt 5 for trykket i autoklaven, organer (101), som på basis at det første og det andet udgangssignal er indrettet til at holde trykket i blandetanken (12) på et i det væsentlige konstant niveau under trykket i autoklaven (10).

17. Anlæg ifølge krav 15, kendetegnet ved, at an lægget yderligere omfatter organer (11) i direkte tilslutning til en del af fremløbsledningen (11c, lid, 12c) for at kunne overføre en del af varmen fra reaktionsprodukterne til et lagringsmedium, såsom vand, i en lagertank (21). 15

• · 18. Anlæg ifølge krav 15, kendetegnet ved, at an lægget omfatter en trykaflastningsventil (101) og organer (10a, 12a, 13, 101) til at kunne fastholde trykket i blandetanken (12) på et forud fastsat niveau under trykket i auto-20 klaven (10).