CH394926A - Verfahren und Vorrichtung zum Brennen von Gips - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Brennen von GipsInfo
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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)
- 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.
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