CH645083A5 - Verfahren und vorrichtung zum rekalzinieren einer calciumkarbonat enthaltenden schlaemme. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Rekalzinieren einer Calciumkarbonat enthaltenden Schlämme, wobei die Schlämme vorher granuliert wird. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.
In einer Zuckerfabrik fällt bei der Reinigung des Zuckersaftes als Abfall eine Calciumkarbonat enthaltende Schlämme, der sogenannte Scheideschlamm an. Um die teure Deponierung dieser Schlämme zu vermeiden und den Verbrauch an Kalkstein zu reduzieren ist vorgeschlagen worden, die Schlämme zu rekalzinieren.
Bei den bekannten Verfahren zum Rekalzinieren der Schlämme wird diese in feste Form gebracht, beispielsweise granuliert. Bei der Aufheizung auf die Relcalzinierungstem-peratur entsteht aber soviel Staub, dass die für die Wärmerückgewinnung erforderlichen Apparate nach kürzester Zeit verstopft sind.
Der Erfindung liegt die neue Erkenntnis zugrunde, dass die Gasbildung bei der Aufheizung des Granulats die einzelnen Granulatspartikel beschädigt. Die Erfinder haben sich dementsprechend die Aufgabe gestellt, eine die Granulatpartikel möglichst schonende Aufheizung zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das aus der Schlämme erhaltene Granulat in einer Fliessbettvorrichtung in mindestens zwei Temperaturstufen unter Verbrennung organischer Stoffe rekalziniert wird, wobei die Temperatur der obersten Temperaturstufe gleich wie oder grösser als 880°C ist, während eine in Fortbewegungsrichtung des zu behandelnden Granulats vorangehende Temperaturstufe eine Temperatur von weniger als 880°C aufweist.
Die Granulatpartikel werden besonders geschont, wenn zwei oder mehr unter 880°C liegende Temperaturstufen vorgesehen sind, und wenn die Temperatur der Temperaturstufen in Fortbewegungsrichtung des Granulats von Stufe zu Stufe zunimmt.
Der Scheideschlamm aus Zuckerfabriken enthält schon organische Stoffe für die Aufheizung des Granulats. Vorteilhafterweise können aber zumindest in der Temperaturstufe höchster Temperatur organische Stoffe dem fluidisierten Granulat beigemischt werden.
Andererseits ist es vorteilhaft, wenn zumindest in der Temperaturstufe niedrigster Temperatur die im Granulat enthaltenen organischen Stoffe allein als Brennstoff für die Rekalzinierung dienen.
Vorteilhafterweise wird Granulat auch in weiteren auf die s
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Temperaturstufe niedrigster Temperatur folgenden Temperaturstufen in die Fliessbettvorrichtung eingegeben.
Bei der Granulierung der Schlämme wird vorteilhafterweise mit einer Temperatur gearbeitet, bei der die organischen Stoffe noch nicht in den gasförmigen Zustand übergehen.
Enthält die zu rekalzinierende Schlämme keine organischen Stoffe, so ist es vorteilhaft, wenn bei allen Temperaturstufen organische Stoffe als Brennstoff für die Rekalzinierung dem fluidisierten Granulat beigemischt werden.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn das Granulat gesichtet auf eine gewünschte Grösse der Granulatpartikel in die Fliessbettvorrichtung eingegeben wird.
Vorteilhafterweise wird für die Verbrennung der organischen Stoffe in der Temperaturstufe höchster Temperatur mit Luftüberschuss gearbeitet. Das Abgas der mit Luftüberschuss arbeitenden Temperaturstufe wird vorteilhafterweise separat vom Abgas der übrigen Temperaturstufen abgesaugt.
Die Fliessbettvorrichtung weist vorteilhafterweise ein oder mehrere das fluidisierte Granulat unterteilende Wehre auf, die mit Vorteil als Unterlaufwehr ausgebildet sind.
Vorteilhafterweise besitzt die Fliessbettvorrichtung einen für alle Temperaturstufen gemeinsamen Luftzuführkasten, während Regelvorrichtungen für die Zugabe des Granulats und/oder der organischen Stoffe in das fluidisierte Granulat vorgesehen sind.
Mit Vorteil weist der Abgaskasten der Fliessbettvorrichtung mindestens eine zwei Temperaturstufen separierende Trennwand auf.
In der Zeichnung, an Hand welcher die Erfindung näher erläutert wird, sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schema einer Rekalzinierungsanlage, und
Fig. 2 und Fig. 3 je eine weitere Ausführungsform für die Fliessbettvorrichtung nach Fig. 1.
Die in Fig. 1 gezeigte Anlage zum Rekalzinieren einer Calciumkarbonat enthaltenden Schlämme weist eine Zuleitung 1 für die Schlämme, d.h. den aus einer Zuckerfabrikation stammenden Scheideschlamm, auf. Die Schlämme wird in einem Granulator 2 granuliert. Das Granulat wird in einem Trockner 3 getrocknet und gelangt über einen Elevator 4 in einen Sichter 5. Der gesichtete Anteil des Granulats kommt in ein Silo 6 und wird durch eine Dosiervorrichtung 7 über Leitungen 8 in eine Fliessbettvorrichtung 9 eingegeben. Das in der Fliessbettvorrichtung zu gebranntem Kalk rekalzinierte Granulat wird einem Fliessbettkühler 11 zugeleitet und nach der Abkühlung mittels der Leitung 12 zur Wiederverwendung in die Zuckerfabrikation zurückgeleitet.
Durch eine Leitung 13 wird Arbeitsluft zugeführt und in einem Wärmeaustauscher 14 aufgeheizt und in den Luftzuführkasten 15 der Fliessbettvorrichtung 9 geleitet. Das Kohlendioxyd enthaltende Abgas des Fliessbetttrockners 9 gelangt über einen Staubabscheider 16 in den Wärmeaustauscher 14 und schliesslich über einen weiteren Wärmeaustauscher 17 und einen Staubabscheider 18 in eine Leitung 19, die das Gas zur Wiederverwendung in der Zuckerfabrikation zurückführt.
Organische Stoffe, beim Ausführungsbeispiel Abfallkoks, gelangen über ein Silo 20 und eine Dosiervorrichtung 21 in die Fliessbettvorrichtung 9.
Der Trockner 3 ist als Fliessbetttrockner ausgebildet. Er weist eine im Fliessbett liegende Heizschlange 22 auf. Die Luftzufuhr zum Luftzuführkasten des Trockners 3 führt durch einen Wärmeaustauscher 23. Die Heizschlange 22 und der Wärmeaustauscher 23 sind über eine Dampfleitung 24 beheizt.
Für die Abgase des Fliessbettkühlers 11 ist ein Staubabscheider 25 vorgesehen, den die Abluft durch eine Leitung 26 verläcst. Der Staub aus dem Staubabscheider 25 gelangt in die Leitung 12.
Die Abluft des Trockners 3 führt über einen Staubabscheider 27 ins Freie. Der im Staubabscheider 27 abgeschiedene Staub gelangt in die Granuliervorrichtung 2. Das im Sichter 5 abgeschiedene Grob- und Feingut gelangt durch die Leitungen 28 bzw. 29 ebenfalls in den Granulator 2.
Das zu behandelnde Granulat wird in der Fliessbettvorrichtung 9 in mindestens zwei d.h. in drei Temperaturstufen 30,31 und 32 unter Verbrennung der im Granulat enthaltenen organischen Stoffe und in der dritten Temperaturstufe 32 unter Verbrennung der über die Dosiervorrichtung 21 zugeführten organischen Stoffe rekalziniert. Dabei ist die Temperatur der obersten Temperaturstufe gleich wie oder grösser als auch 880°C., d.h. sie liegt beim Ausführungsbeispiel bei 930°C. Die in Fortbewegungsrichtung des zu behandelnden Granulats vorangehenden Temperaturstufen 31 und 30 weisen eine Temperatur von weniger als 880°C auf, d.h. die Temperaturstufe 31 eine Temperatur von 860°C und die Temperaturstufe 30 eine Temperatur von 830°C. Die Temperatur der Temperaturstufen nimmt also in Fortbewegungsrichtung des Granulats von Stufe zu Stufe zu.
Die zum vollständigen Rekalzinieren erforderliche Temperatur beträgt 880°C. In der Fliessbettvorrichtung 9 wird also die Rekalzinierung auf Stufenschritte unterteilt, wodurch die Gasentwicklung in den Granulatpartikeln so verlangsamt wird, dass die Partikel nicht zerstört werden. Darüberhinaus werden die Granulatpartikel bekanntermassen in einem Fliessbett äusserst schonend behandelt. Es kommt also nicht zum Brechen von Partikeln und kaum zu einer Staubentwicklung.
Die Leitung o gibt zu behandelndes Granulat nicht nur in die erste Temperaturstufe 30 der Fliessbettvorrichtung, sondern auch in dir zweite Temperaturstufe 31 ein. In die letzte Temperaturstufe 32 aber wird kein frisches Granulat eingegeben, damit keine noch nicht vollständig rekalzinierten Granulatpartikel die Fliessbettvorrichtung 9 verlassen können. Zur Regelung des Rekalzinierungsgrads in den einzelnen Temperaturstufen könnten aber über die Dosiervorrichtung 21 auch organische Stoffe (Koks) in die zweite Temperaturstufe 31 oder auch in die erste Temperaturstufe 30 eingegeben werden.
Damit alle im Granulat enthaltenen organischen Stoffe in die Fliessbettvorrichtung 9 noch unverbrannt eingegeben werden, wird bei der Granulierung der Schlämme und bei der Trocknung des Granulats im Trockner 3 mit einer Temperatur gearbeitet, bei der die organischen Stoffe noch nicht in den gasförmigen Zustand übergehen, d.h. mit einer Temperatur von 60°-200°C.
Die Regulierung der Fliessbettvorrichtung 9 wird sehr einfach, wenn für die Verbrennung der organischen Stoffe in der Temperaturstufe 32 höchster Temperatur mit Luftüberschuss gearbeitet wird, die Luftzufuhr zum Luftzuführkasten 15 konstant gehalten und die Zuspeisung von Granulat durch die Dosiervorrichtung 7 und die Leitung 8 ebenfalls konstant gehalten wird. Durch Regeln der Dosiervorrichtung 21 für die in der letzten Temperaturstufe 32 zuzugebenden organischen Stoffe kann der Rekalzinierungsgrad des die Fliessbettvorrichtung 9 verlassenden Granulats, beispielsweise die vollständige Rekalzinierung, eingeregelt werden. Die erste und zweite Temperaturstufe 30 und 31 arbeiten praktisch ohne Luftüberschuss.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist auch der Abgasraum der Fliessbettvorrichtung 9 unterteilt. Die Abgase der dritten Temperaturstufe 32 verlassen die s
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Fliessbettvorrichtung durch eine separate Leitung 33 mit grösserem Luftanteil, während die Abgase der Temperaturstufen 30 und 31 mit kleinstem Fremdanteil und entsprechend grossem Kohlendioxydanteil über eine Leitung 34 in den Staubabscheider 16 geführt werden.
Die in Fig. 3 gezeigte Fliessbettvorrichtung 9 dient zum Rekalzinieren einer Calciumkarbonat enthaltenden Schlämme, die keine organischen Stoffe enthält, beispielsweise für die Calciumkarbonat enthaltende Schlämme aus der Sodaherstellung. Die Dosiervorrichtung 21 gibt über eine Leitung 35 in sämtliche Temperaturstufen 30,31 und 32 die zur Wärmeerzeugung nötigen organischen Stoffe ein.
Bei den Ausführungsbeispielen sind die Temperaturstufen
30,31 und 32 dadurch gebildet, dass die Fliessbettvorrichtung ein oder mehrere d.h. zwei den Strom des fluidisierten Granulats unterteilende Wehre 36,37 aufweist. Wie beispielsweise aus Fig. 1 ersichtlich sind die Wehre als Unterlaufwehr 5 ausgebildet, d.h. sie geben einen Durchfluss zwischen der Unterkante des Wehrs und dem Boden des Fliessbetts frei. Die Ausbildung als Unterlaufwehr erlaubt einen Wärmefluss aus den Temperaturstufen höherer Temperatur in Temperaturstufen niedrigerer Temperatur, also entgegen der Strö-10 mungsrichtung des fluidisierten Granulats.
Das Wehr 37' nach Fig. 2 ist nach oben bis zur Decke des Abgaskastens der Fliessbettvorrichtung 9 verlängert. Die Verlängerung bildet eine Trennwand im Abgaskasten.
fs.
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1 Blatt Zeichnungen
Claims (20)
1. Verfahren zum Rekalzinieren einer Calciumkarbonat enthaltenden Schlämme, wobei die Schlämme vorher granuliert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das aus der Schlämme erhaltene Granulat in einer Fliessbettvorrichtung in mindestens zwei Temperaturstufen unter Verbrennung , organischer Stoffe rekalziniert wird, wobei die Temperatur der obersten Temperaturstufe gleich wie oder grösser als 880°C ist, während eine in Fortbewegungsrichtung des zu behandelnden Granulats vorangehende Temperaturstufe eine Temperatur von weniger als 880°C aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr unter 880°C liegende Temperaturstufen vorgesehen sind.
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PATENTANSPRÜCHE
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Temperaturstufen in Fortbewegungsrichtung des Granulats von Stufe zu Stufe zunimmt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass organische Stoffe im Granulat enthalten sind.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in der Temperaturstufe höchster Temperatur organische Stoffe dem fluidisierten Granulat beigemischt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in der Temperaturstufe niedrigster Temperatur die im Granulat enthaltenen organischen Stoffe allein als Brennstoff für die Rekalzinierung dienen.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Granulat in die Temperaturstufe niedrigster Temperatur und ausserdem in die folgende Temperaturstufe der Fliessbettvorrichtung eingegeben wird.
8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Granulierung der Schlämme mit einer Temperatur gearbeitet wird, bei der die organischen Stoffe noch nicht in den gasförmigen Zustand übergehen.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei allen Temperaturstufen organische Stoffe als Brennstoff für die Rekalzinierung dem fluidisierten Granulat beigemischt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat gesichtet auf eine gewünschte Grösse der Granulatpartikel in die Fliessbettvorrichtung eingegeben wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der vom gesichteten Granulat abgezweigte zu grobe und zu feine Granulatpartikel aufweisende Rest in die Granuliervorrichtung für die Schlämme zurückgeführt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Verbrennung der organischen Stoffe in der Temperaturstufe höchster Temperatur mit Luftüberschuss gearbeitet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgas der mit Luftüberschuss arbeitenden Temperaturstufe separat vom Abgas der übrigen Temperaturstufen abgesaugt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das die Fliessbettvorrichtung verlassende entkalzinierte Granulat in einem Fliessbettkühler auf seine Wiederverwendungstemperatur abgekühlt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlendioxyd enthaltende Abgas der Fliessbettvorrichtung über einen ersten Wärmeaustauscher Wärme an die der Fliessbettvorrichtung zuzugebende Luft abgibt und danach in einem zweiten Wärmeaustauscher unter Wärmerückgewinnung auf seine Wiederverwendungstemperatur abgekühlt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwärme des zweiten Wärmeaustauschers unter indirekter Wärmeübertragung zur Trocknung des Granulats benutzt wird.
17. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fliessbettvorrichtung (9) ein oder mehrere den Strom des fluidisierten Granulats unterteilende Wehre (36,37) aufweist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Wehre (36,37) als Unterlaufwehr ausgebildet ist bzw. sind.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Fliessbettvorrichtung (9) einen für alle Temperaturstufen gemeinsamen Luftzuführkasten (15) und Regelvorrichtungen (7,21) für die Zugabe des Granulats und/oder der organischen Stoffe in das fluidisierte Granulat aufweist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaskasten der Fliessbettvorrichtung (9) mindestens eine zwei Temperaturstufen separierende Trennwand (37') aufweist.
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