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Verfahren zur Herstellung von Granulaten
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Granulaten und eine Vorrichtung hiezu.
Es ist bekannt, Rohpellets aus Flugasche durch Vermischen derselben mit einem Bindemittel oder einemschmelzmittelherzustellen, das Gemisch zu pelletisieren und dann die derart hergestellten rohen
Pellets einem Brennverfahren in einem Drehofen zu unterziehen, so dass harte, chemisch inerte Pellets gebildet werden. Bei einem solchen Verfahren wird der Ofen am Abgabeende befeuert und aus diesem
Grund werden die Pellets einer ständig wachsenden Temperaturstufe bei ihrem Weg durch den Ofen aus- gesetzt. Die höchste Temperaturstufe ist die Temperatur, bei welcher die Pellets brennen und diese Temperaturstufe befindet sich am Abgabeende des Ofens. Bei dieser Wärmebehandlung zeigt sich, dass die Pellets im Ofen einem grossen Abrieb unterworfen werden, bevor sie aus dem Ofen austreten, so dass dadurch ein erheblicher Staubanfall hervorgerufen wird.
Die gleiche Wirkung tritt bei rohen Pellets ein, die aus feinverteiltem Material bestehen, wie z. B. Sand.
So ist ein Verfahren bekannt, bei welchem aus keramischen Rohstoffen, die Zusatzmittel, wie beispielsweise oberflächenaktive Stoffe oder Flussmittel, enthalten, Pellets hergestellt und letztere unmittelbar, somit zu Beginn der Wärmebehandlung, Temperaturen bis zu 15000C ausgesetzt werden.
Gemäss der Erfindung wird nun bei einem Verfahren zur Herstellung von Granulaten, bei welchem Rohpellets von feinverteiltem Ausgangsmaterial einer Brennbehandlung unterworfen werden, um die Pellets hart und chemisch inert zu machen, wobei aber ein Sintern verhindert wird und wobei die Wärmebehandlung so geführt wird, dass die Rohpellets, die neben den Grundstoffen, Wasser und einen Binderund/oderSchmelzhilfsmittelenthalten, der Brenntemperatur im wesentlichen zu Beginn der Wärmebehandlung ausgesetzt werden, vorgeschlagen, dass als Grundstoffe, Flugasche, feinkörniger Sand oder andere ähnliche feinkörnige Materialien und als Bindemittel Calciumligninsulfonat verwendet werden und dass die Wärmebehandlung in einem Drehrohrofen durchgeführt wird, wobei die Rohpellets in den Ofen an dem Ende zugeführt werden, in dem der Ofen befeuert wird.
Füllmittel, wie Bentonit, können ebenso zugesetzt werden, um die mechanische Festigkeit und die Körperfestigkeit der rohen Pellets zu steigern.
Die Wärmebehandlung sollte vorzugsweise in einer reduzierenden Atmosphäre durchgeführt werden.
Die angewendete Temperatur hängt im wesentlichen von der chemischen und physikalischen Eigenart der rohen Pellets ab und sollte nicht wesentlich niedriger als 8000C sein. Vorzugsweise wird vorgeschlagen, eine hohe Temperatur zu benutzen, da dann die Verweildauer der rohen Pellets im Ofen reduziert werden kann (z. B. die Zeitspanne, die die Pellets benötigen, um die Wärmebehandlung durchzuführen), und es wurde gefunden, dass eine Temperatur von etwa 12000C günstig ist. Als die obere Temperaturgrenze ist die Temperatur anzusehen, bei welcher die Pellets beginnen, aneinander zu haften.
Die Verweildauer der Pellets hängt von der Eigenart der Rohpellets ab, aber für Rohpellets jeder Ausbildungsart kann die Verweildauer in Abhängigkeit von der gewählten Temperatur variiert werden, z. B. je höher die Temperatur ist, umso geringer ist die Verweildauer und umgekehrt. In der Praxis be-
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trägt die Verweildauer etwa 8 bis 23 min.
Es konnte festgestellt werden, dass bei der Erfindung eine niedrigere Temperatur als die maximal hiefür eingesetzte Temperatur für jede gegebene Verweildauer benutzt werden kann, um harte, chemisch inerte Pellets zu erzielen. Durch die Erfindung werden daher nicht nur Staubbildungen vermieden, sondern es ergibt sich auch eine Brennstoffersparnis.
Das Verfahren gemäss der Erfindung kann in einem Ofen durchgeführt werden und da kein steigender Temperaturgradient benötigt wird, wenn die Pellets durch den Ofen vorwandern, kann der Ofen an dem Ende befeuert werden, an welchem die Pellets in den Ofen eingegeben werden. Diese Befeuerungsart kann als gleichlaufende Befeuerung bezeichnet werden im Unterschied zu den bisher benutzten, im Gegenstrom arbeitenden Feuerverfahren, bei welchen der Ofen von dem dem Aufgabeende gegenüberliegenden Ende befeuert wird. Beim gleichlaufenden Feuerverfahren treten die gehärteten Pellets und die ausströmenden Wärmegase an dem gleichen Ende des Ofens aus. Vorzugsweise sollte der Ofen, bei dem ein gleichlaufendes Brennverfahren benutzt wird, ein Verhältnis von Länge zum Durchmesser haben, das im wesentlichen gleich Fünf ist.
Weitere Vorteile und Merkmale des erfindungsgemässen Verfahrens und der erfindungsgemässen Vorrichtung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung hervor, die schematisch einen Drehrohrofen zeigt, der zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeignet ist.
Der Ofen umfasst einen Drehzylinder --1--, der mit einer feuerfesten Auskleidung --2-- versehen ist und Öffnungen-3 und 4-an jedem Ende besitzt. Der Zylinder ist um 30 an seinem Ende -3-.
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das min-10-, der sich vertikal von der oberen Wand des Ofens weg erstreckt.
Beim Betrieb des Ofens werden die rohen Pellets durch die Rutsche in den Ofen geführt und wandern durch den Ofen nach unten auf Grund der Drehbewegung und der Neigung des Ofens, bis sie am Ab-
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nung-9-eintritt, so dass ein Strom kalter Luft die Pellets umspült, die aus der Öffnung des Ofens austreten.
Der Ofen kann zusammen mit Vorrichtungen zur Herstellung der Rohpellets benutzt werden. Aus diesem Grund ist, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, oberhalb des Ofens ein Bunker-11-- four das zu pelletisierende Material angeordnet, welches von dem Bunker über einen Trichter --12-- zu
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von wo sie in die Rutsche -5-- fallen.
Der in der Zeichnung dargestellte Ofen kann eine Nominallänge von 6, 09 m besitzen und einen inneren Durchmesser von 98 cm, so dass ein Volumen von 4 bis 4, 5 m erstellt wird, von welchem 10% durch die Rohpellets eingenommen werden. Der Ofen kann so 0, 3 t Rohpellets mit einem Schüttgewicht von 0, 801 g7cm3 aufnehmen. Die Verweilzeit der Rohpellets wird durch die Umdrehungsgeschwindigkeit des Ofens entsprechend der nachfolgenden Formel gesteuert :
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In dieser Formel bedeuten : k = konstant e = Schüttwinkel der rohen Pellets in Grad
V = Neigungswinkel des Ofens in Grad
S = Umlaufgeschwindigkeit in Umdrehungen pro Minute
L = Ofenlänge in cm
D = Innerer Ofendurchmesser in cm.
Die oben genannte Formel wurde durch die United States Bureau of Mines geschaffen und in Taggarts Handbook of Mineral and Dressing veröffentlicht.
Die Konstante-k-wird empirisch bestimmt und für einen mit parallelen Seiten ausgerüsteten
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Verweildauer bei den angegebenen Umdrehungsgeschwindigkeiten bedingen :
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<tb>
<tb> Umdr/min <SEP> Verweilzeit
<tb> 3 <SEP> 7 <SEP> min <SEP>
<tb> 2 <SEP> 10 <SEP> min <SEP>
<tb> 1 <SEP> 20 <SEP> min <SEP>
<tb>
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<tb>
<tb> 801 <SEP> g/crri <SEP> eineTemperaturOfendaten <SEP> Behandlungsbedingungen <SEP>
<tb> der <SEP> Rohpellets
<tb> Ofenlänge <SEP> 6, <SEP> 09 <SEP> m <SEP> Verweilzeit <SEP> im <SEP> Ofen <SEP> 20 <SEP> min <SEP>
<tb> Innerer <SEP> Durchmesser <SEP> 0, <SEP> 98 <SEP> m <SEP> Calciniertemperatur <SEP> im <SEP>
<tb> Ofen <SEP> 1200 C
<tb> Neigung <SEP> 30 <SEP> (durch <SEP> optisches <SEP> Pyrometer
<tb> gemessen)
<tb> Umlaufgeschwin-Atmosphäre <SEP> :
<SEP> reduzierend <SEP> (CO) <SEP>
<tb> digkeit <SEP> 1 <SEP> Umdr/min
<tb> Schüttdichte
<tb> der <SEP> Rohpellets <SEP> 0. <SEP> 961 <SEP> g/cm3 <SEP>
<tb> Schüttdichte <SEP> der <SEP> 0, <SEP> 67 <SEP> bis
<tb> behandelten <SEP> Pellets <SEP> 0, <SEP> 72 <SEP> g/cm <SEP>
<tb>
Der gesamte Gewichtsverlust der Rohpellets bei der Wärmebehandlung betrug etwa 201o einschliesslich Feuchtigkeit und der Pelletabfall betrug 7%. Dieser Abfall wurde durch Zerstörungen und Bruchstücke von Pellets gebildet, jedoch nicht durch Staub.
Es sollte hier festgestellt werden, dass die erwähnte Temperatur in dieser Beschreibung Temperaturen sind, die durch optische Pyrometer bestimmt werden und dass natürlich Messungen auf anderem Weg auch zu etwas andern Resultaten führen können.