CH394926A - Verfahren und Vorrichtung zum Brennen von Gips - Google Patents

Description

  Verfahren und     Vorrichtung        zum    Brennen von Gips    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bren  nen von Gips und eine Vorrichtung zur Durchfüh  rung des Verfahrens.  



  Das kontinuierliche Brennen von Gips wird im  allgemeinen so durchgeführt, dass man in Stücke von  etwa 6 mm Grösse zerbrochenen Gipsstein konti  nuierlich in einen Drehofen speist, der     innen    oder  von aussen     mit    einer Flamme oder heissen Verbren  nungsgasen geheizt wird. Es wurde auch schon vor  geschlagen, heisse Verbrennungsgase durch ein aus  gepulvertem Gips bestehendes Fliessbett zu leiten, so  dass der gebrannte Gips kontinuierlich gewonnen  wird.  



  Es ist auch ein Verfahren beschrieben, bei wel  chem man Gips mit Hilfe eines Schneckenförderers  auf den Boden eines geschlossenen Kochers pumpt  und am Kopf kontinuierlich austrägt, wobei die Heiz  gase den Kocher von aussen heizen und auch durch       Rohre    in den oberen Teil des im Kocher befindlichen  Gipses streichen und vom Kocher aus durch das Aus  tragsrohr für den     gebrannten    Gips geführt werden.  Bei einem solchen Verfahren müssen Pumpen ver  wendet werden, um den gepulverten Rohgips gegen  das Gewicht der im Kocher befindlichen Gipsmasse zu  drücken. Die Verwendung von Pumpen hat aber den  Nachteil, dass diese leicht verstopft werden.  



  Das     erfindungsgemässe    Verfahren zum Brennen  von Gips, bei welchem     pulverförmiger    Rohgips kon  tinuierlich einem Kocher zugeführt und gebrannter  Gips kontinuierlich aus diesem abgeführt wird, ist  dadurch gekennzeichnet, dass das Material im Kocher  so erhitzt wird, dass genügend Wasserdampf ent  wickelt wird, um aus der Masse eine     Wirbelschicht    zu  bilden, wobei die Zufuhr von pulverförmigem Roh  gips am oberen Ende des Kochers eine     Abfuhr    von  gebranntem Material der Wirbelschicht durch eine    mit dem unteren Teil des Kochers verbundene Steig  leitung bewirkt.  



  Beim Einführen von rohem Gips auf die Ober  fläche der im Kocher     befindlichen    Masse tritt die ent  sprechende Menge     gebrannten    Gipses am Unterteil  des Kochers aus. Von dieser Stelle lässt man den ge  brannten Gips durch eine aufwärts gerichtete Leitung  aufsteigen und ihn am oberen Ende austreten,     zweck-          mässig    auf einen     überlauf.        Man    kann ihn aber auch  mechanisch     fortleiten,    z. B. durch einen Schnecken  förderer.  



  Wenn man der Masse so viel Wärme zuführt, wie  zum     Calcinieren    nötig, ist der in die     Ausführleitung     tretende Gips genügend gebrannt und die Temperatur  der Masse bleibt praktisch konstant. Die Masse ge  brannten Gipses im Kocher gleicht die Schwankungen  in der Heizung und der Zufuhr des Rohgipses aus, da  sie einen Wärmespeicher und ein Verteilungsvolumen  für den Rohgips bildet, so dass das vollkommene  Brennen gewährleistet ist. Die grosse Masse des auf       Calciniertemperatur        befindlichen    Gipses     liefert    auch  eine grosse Kontaktfläche zum Aufwärmen des     Roh-          gipses,    so dass das eigentliche Brennen rasch vor sich  geht.  



  Beim     Calcinieren    des gepulverten Rohgipses zum       Hemihydrat        werden        etwa        15        Gew.-%        des        Roh-          materials    in Form von Dampf ausgetrieben und die  Gipsmasse erscheint hierdurch wie eine siedende  Flüssigkeit, welche in diesem Zustand auch wie eine  Flüssigkeit     fliesst.     



  Ist das     Calcinieren    bis zum     Hemihydrat    beendet,  hört das Sieden beinahe auf, und bei weiterer Zu  führung von Wärme steigt die Temperatur der Masse.  Weiteres Erhitzen     bewirkt    bei höherer Temperatur ein  zweites Aufkochen des     Hemihydrates,    welche Tem  peratur von der Luftfeuchtigkeit und den Verunreini-           gungen    des Gipses abhängt, und dieser Vorgang       dauert    an, wobei der Temperaturanstieg zeitweilig  aufhört.

   Noch weiteres Erhitzen bewirkt einen schar  fen Temperaturanstieg, der anzeigt, dass die     restlichen     5     %        Kristallwasser        praktisch        entfernt        sind.        Die        Masse     besteht nun beinahe gänzlich aus löslichem     Anhydrit     oder     Plaster     zweiten Brandes      (Anhydrit        11I).     



  Bei der zweckmässigen Durchführung des erfin  dungsgemässen     Verfahrens    wird der Kocher erhitzt,  bis sich das  Kochen  setzt, wobei ein     Hemihydrat-          Plaster    erzeugt     wird.    Bei den üblichen Verfahren wird  in dieser Phase die Masse entleert, indem man in der  Seitenwand des Kochers nahe dessen Boden eine     öff-          nung    aufmacht. Die Masse     befindet    sich, obwohl sie  nicht mehr stark kocht, in fliessendem Zustand und       fliesst    leicht aus dem Kocher.

   Beim     erfindungsgemäs-          sen    Verfahren dagegen     wird    der Kocher beim Be  endigen des     Calcinierens    bis zum     Hemihydrat    nicht       entleert,    sondern man bringt     kontinuierlich    weitere  Mengen     gepulverten    Rohgipses auf den Kopf der  Masse, und die Einleitung dieses Rohmaterials be  wirkt ein heftiges Aufkochen,

   da durch seine Berüh  rung mit dem     Hemihydrat    in der auf einer höheren  als Kochtemperatur     befindlichen    Masse eine plötz  liche Dampfentwicklung     einsetzt.    Infolge der innigen  Berührung zwischen dem  überhitzten      Hemihydrat     und dem Rohgips geht das     Calcinieren    sehr rasch vor  sich, und wenn man die Temperatur genügend hoch  über der normalen  Kochtemperatur  des Gipses  hält,     fliesst    durch das     aufwärts    gerichtete Standrohr  ein vollwertiges gebranntes Produkt nach aufwärts.  



  Versuche haben gezeigt, dass es in einem üblichen  Kocher von 3 m     Durchmesser    und 3 m Tiefe     zweck-          mässig    ist, die Temperatur der darin befindlichen  Masse zwischen 138 und 17l  C zu halten. Bei tie  feren Temperaturen enthält das     Produkt    noch zu viel  Rohgips und bei einer über<B>171'</B> C     liegenden    Tem  peratur wird die Masse weniger leicht fliessend, so  dass man eine höhere Materialschicht im Kocher be  nötigt, um das kontinuierliche Fliessen im Steigrohr  aufrechtzuerhalten.  



  Mit Hilfe des     erfindungsgemässen        Verfahrens          kann    man nach Wunsch     Hemihydrat-Plaster,    auch   erster Brand  genannt, oder     Anhydrit        III,    auch als       löslicher        Anhydrit    oder  zweiter Brand  bekannt,  herstellen.  



  Ein Kocher üblicher Bauart, aber zur Ausführung  des erfindungsgemässen Verfahrens ausgestaltet, lie  fert eine viel höhere Menge von     Plaster,    ohne dass  die Brennkammer oder andere Teile des Kochers  schädlich beeinflusst würden, und für eine gegebene  hergestellte Menge gebrannten Gipses benötigt man  beim erfindungsgemässen Verfahren viel weniger  Brennstoff.  



  Der Verlauf des Brennvorganges     kann    bei An  wendung des erfindungsgemässen Verfahrens leicht  automatisch     reguliert    werden. Wenn die erwünschte  Temperatur der Masse festgelegt ist, kann man durch  die Variierung der Menge des     eingeführten    Rohgipses  diese Temperatur einstellen und konstant halten, vor-    ausgesetzt, dass die zugeführte Wärmemenge in üb  licher Weise konstant gehalten wird. Man kann auch  die zugeführte Wärmemenge variieren und die Gips  menge konstant halten, um die erwünschte Tempe  ratur     aufrechtzuerhalten.    Durch solche Regulierun  gen kann man die     Calcinierung    unter gleichförmigen  Bedingungen durchführen und ein gleichmässiges  Produkt erhalten.  



  Bei einer anderen Durchführungsart des Ver  fahrens leitet man am Boden des Kochers in die  Masse     calcinierten    Gipses heisse Gase ein und     führt     auf diese Weise die für die     Calcination    und     Fluidi-          sierung    der Masse nötige Wärme ein. Vorzugsweise  verwendet man Rauchgase von gasförmigen Brenn  stoffen, aber man kann auch die Verbrennungspro  dukte eines beliebigen reinen Brennstoffes verwenden.  Die Gase werden unter einem höheren Druck ein  geleitet als dem Druck der     fluidisierten    Masse an der       Einleitungsstelle    der Gase.  



  Bei dieser Ausführungsform tragen die eingelei  teten heissen Gase zu der     Fluidisierwirkung    des er  zeugten Dampfes bei, während die Masse aus dem       Hemihydrat-Stadium    in das Stadium des löslichen       Anhydrites    übergeht. Bei dieser Ausführungsform  kann man mit der Temperatur bis auf 105  C her  untergehen, da der     Partialdruck    des Wasserdampfes  im Kocher kleiner ist.  



  Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen  Verfahrens werden anhand der Zeichnung ausführ  licher erläutert.  



       Fig.    1 ist ein vertikaler Schnitt durch einen üb  lichen Ehrsam-Kocher, der für die Zwecke des     erfin-          dungsgemässen    Verfahrens ergänzt ist.  



       Fig.    2 ist ein vertikaler Schnitt durch einen Teil  eines anderen ähnlichen Kochers, der in einer anderen  Weise für den gleichen Zweck ergänzt ist.  



  Der zylindrische Gipskocher 10 in     Fig.    1     umfasst     die Seitenwände 11, einen konvexen Boden 12, eine  zentrisch angeordnete, motorisch angetriebene     Rühr-          welle    13 mit darauf befestigten     Rührarmen    14, 15  und 16. Der Kocher 10 hängt in einer Brennkammer  17 auf zwei Querträgern 18, die sich oberhalb der  Brennkammer befinden, und Feuerzüge oder Kanäle  19 gehen quer durch den Kocher 10, welche eine  bessere     Wärmeübertragung    von der Brennkammer  auf den     Kocherinhalt    gewährleisten.  



  Der Kocher ist an seinem oberen Ende 20 ge  schlossen und mit einer variablen Speisevorrichtung  21 versehen, die mit einem - nicht gezeichneten   Rohstoffbehälter verbunden ist. Durch den Deckel  führt der Abzug 22, der den Dampf durch einen  - nicht gezeichneten -     Staubabscheider    ins Freie  leitet.  



  Nahe dem     Kocherboden    ist eine Öffnung 23 an  geordnet, die mit einem aufwärts und     seitwärts    füh  renden Standrohr 24 verbunden ist. Dieses Rohr hat  einen Durchmesser von etwa 15 cm und sein oberes  Ende 25 liegt höher als das obere Ende 20 des Ko  chers.      Aus dem Rohr 24     zweigt    seitwärts und abwärts  gerichtet eine Leitung 26 ab, die zum Entfernen des  durch das Rohr 24 aufwärts strömenden gebrannten  Gipses in die Kühlbucht 27 dient. Die Leitung 26  steht mit dem Rohr 24 an einer Stelle 28 in Verbin  dung, welche tiefer liegt als das obere Ende 20 des  Kochers 10. Es ist zweckmässig, die Stelle 28 etwa  45 cm unterhalb des oberen Endes des     Kochers    an  zuordnen.  



  Bei der Durchführung des     Verfahrens    füllt man  den geheizten Kocher durch das Einleitungsrohr 21  etwa bis zu der mit 29 bezeichneten Höhe mit Roh  gips. Wenn der     Kocherinhalt    die erwünschte Tem  peratur erreicht hat und     calciniert    ist, leitet man kon  tinuierlich weiter Rohgips durch das Rohr 21 ein. Der       calcinierte    Gips ist     fluidisiert    und benimmt sich wie  eine Flüssigkeit.

   Wenn man also die     Zufuhr    von Roh  gips in den Kocher fortsetzt,     fliesst    das     calcinierte     Produkt durch das Standrohr 24 in die Leitung 26  über und gelangt in einem solchen     Ausmass    in die  Kühlbucht 27, das der     zugeführten        Rohgipsmenge     entspricht.  



  Durch Regulierung der zugeführten Rohgips  menge kann erreicht werden, dass durch das Rohr 24  nur     calciniertes    Produkt aufsteigt, und das Verfahren  verläuft kontinuierlich. Das zeitraubende Ausleeren  und     Wiederauffüllen    des     Kochers    fallen demgemäss  fort.  



  Bei der Ausführungsform nach     Fig.2    ist ein  Brenner 30 für Gas oder einen anderen     Brennstoff    in  Nähe vom Boden des Kochers 10 angeordnet. Ein  Verteilungsrohr 31     dringt    vom Brenner 30 durch die  Seitenwand 11 des Kochers und     überspannt    den       Kocherboden.    Dieses Rohr ist mit Perforationen 32  versehen, so dass die Verbrennungsgase in den Innen  raum des Kochers gelangen und die Gipsmasse durch  dringen, welche durch diese Gase nicht nur     calciniert,     sondern auch teilweise     fluidisiert    wird.

   Wie oben er  wähnt, werden die Brenngase durch das Rohr 31  unter höherem Druck eingeleitet als dem Druck, der  von der Gipsmasse in Höhe des Rohres     herrührt.     



  Bei einer beispielsweisen Durchführung des Ver  fahrens     calciniert    man gemahlenen Rohgips, von wel  chem 90 0/0 durch ein Sieb von 0,15 mm     Maschen-          weite        gehen        (100        Mesh)        und        der        etwa        86        %        Calcium-          sulfat    enthält, der Rest Ton, kontinuierlich bei l49  C  in einer Stundenmenge von 10,5 Tonnen.

   Der erhal  tene     Plaster    hat die Zusammensetzung:  
EMI0003.0039     
  
    Hemihydrat <SEP> <B>77,2,1/0</B>
<tb>  Löslicher <SEP> Anhydrit <SEP> 3,3 <SEP> 0/0
<tb>  Dihydrat <SEP> 3,6%       oder mehrere Rührarme entbehren, so dass man an  Antriebskraft sparen kann. Es ist aber erwünscht,  den Bodenschaber 14 beizubehalten, während der  oberste     Rührarm    16 ohne nachteiligen Einfluss auf  die Qualität des Produkts entfallen     kann.     



  Der Betrieb des Kochers und insbesondere     die     Bewegung des Produktes im aufsteigenden Rohr wer  den sehr günstig     beeinflusst,        wenn    man die Tempe  ratur des Standrohres 24 höher hält als die Gleich  gewichtstemperatur des     Hemihydrates    (welche höher  liegt als die des Gipses) und hierdurch für eine fort  gesetzte Dampfentwicklung in diesem Rohr sorgt. Ist  das Rohr im Innern der Brennkammer angeordnet,  erreicht man dies automatisch. Wenn das Rohr in  keinem Kontakt mit den heissen Brenngasen steht  oder gar von diesen isoliert ist, wird es zweckmässig  gesondert geheizt, z.

   B. mit     Hilfe    eines elektrischen  Heizkörpers am unteren Teil des     Rohres.    Man kann  auch Luft durch das Rohr 24 blasen, um das Fliessen  der Masse zu fördern.  



  Die Vorrichtung kann     verschiedenartig    ausgeführt  sein. So     kann    sich das Rohr 24 zumindest mit seinem  unteren Teil im Inneren des Kochers befinden, wobei  an seinem oberen Teil ein praktisch horizontal liegen  des     Austragsrohr    angeordnet ist, welches durch die  Wand des Kochers     dringt.    Bei dieser Ausführung be  findet sich keine     Öffnung    in dem dem     Kocherboden     benachbarten Teil der     Kocherwand    11.  



  Bei einer anderen Ausführungsart der     Vorrich-          tung    ist das Rohr 24 im Inneren des Kochers lotrecht  stehend angeordnet und mündet an seinem oberen  Ende in eine Erweiterung, aus welcher eine     mit    einem       Schneckenförderer    ausgerüstete Leitung seitwärts aus  dem Kocher herausragt, und zwar in einer Höhe, die  dem Niveau der Masse im Kocher entspricht. Im Be  trieb bewirkt die Zuführung von weiterem Rohgips  auf die Oberfläche der Masse im Kocher das Hinauf  schieben einer entsprechenden Menge     calcinierten     Produkts durch das Rohr 24, so dass das Produkt in  die seitliche Leitung übertritt und von der     Schnecke     weiterbefördert wird.

   Der Schneckenförderer dient  nur zum Entfernen des Produktes, bildet aber keinen  Abschluss des Rohres 24 und hat gar keinen     Einfluss     auf die Menge des durch das Rohr 24 aufwärts strö  menden Produktes.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum Brennen von Gips, bei welchem pulverförmiger Rohgips kontinuierlich einem Kocher zugeführt und gebrannter Gips kontinuierlich aus die sem abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Material im Kocher so erhitzt wird, dass genügend Wasserdampf entwickelt wird, um aus der Masse eine Wirbelschicht zu bilden, wobei die Zufuhr von pul verförmigem Rohgips am oberen Ende des Kochers eine Abfuhr von gebranntem Material der Wirbel schicht durch eine mit dem unteren Teil des Kochers verbundene Steigleitung bewirkt.

   II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, welche einen vertikalen, an Wenn man das gleiche Material bei 165 C cal- ciniert, hat das Produkt die Zusammensetzung:

   EMI0003.0073 Hemihydrat <SEP> <B>67,01/0</B> <tb> Löslicher <SEP> Anhydrit <SEP> 13,1 <SEP> 0/0 <tb> Dihydrat <SEP> 3,5% Wenn man einen üblichen Kocher dem erfin- dungsgemässen Verfahren anpasst, kann man ein seinem oberen Ende mit einer öffnung zur Zufuhr des Rohgipses versehenen Kocher und Mittel zum Er hitzen des Gipses im Kocher aufweist, dadurch ge- kennzeichnet, dass eine Steigleitung (24) vorgesehen ist, die mit einer öffnung (23) im unteren Teil des Kochers (10) in Verbindung steht und sich nach oben bis mindestens zum normalen Materialniveau im Ko cher (10)

   erstreckt. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass dem unteren Teil des Kochers heisse Gase zugeführt werden, welche das Brennen des Gipses bewirken, und den entwickelten Wasser dampf bei der Bildung der Wirbelschicht unterstützen. 2. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Was serdampfentwicklung im Steigrohr aufrechterhalten wird, derart, dass auch das darin befindliche abzufüh rende Material eine Wirbelschicht bildet. 3.

   Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Material im Steigrohr weiter erwärmt wird. 4. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass Luft in die Steigleitung eingeführt wird, um darin den Teildruck des Wasserdampfs zu erniedrigen und die Erzeugung von weiterem Wasser dampf zu bewirken. 5.

   Vorrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigleitung (24) auf der Höhe des normalen Materialniveaus im Kocher (10) eine nach abwärts gerichtete Abfuhrleitung (26) auf weist, derart, dass ein den Materialabfluss regulieren der Überlauf gebildet wird. 6. Vorrichtung nach Patentanspruch Il, dadurch gekennzeichnet, dass am oberen Ende der Steigleitung (24) auf der Höhe des normalen Materialniveaus im Kocher (10) mechanische Fördermittel zur Abfuhr des in der Steigleitung (24) aufsteigenden Materials vorgesehen sind.

   7. Vorrichtung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigleitung (24) im Innern des Kochers (10) angeordnet ist. B. Vorrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Teil des Kochers (10) ein mit einem Brenner (30) verbundenes per foriertes Rohr (31) zur Einführung heisser Verbren nungsgase in den Kocher (10) vorgesehen ist.