CZ281929B6

CZ281929B6 - Způsob výroby tekuté anhydritové sádry na mazaniny a zařízení k její výrobě

Info

Publication number: CZ281929B6
Application number: CS921422A
Authority: CZ
Inventors: Hans-Gerd Ing. Schulte; Jantinus Ing. Kappe
Original assignee: Krupp Polysius Ag; Rocal Produktion B.V.
Priority date: 1991-05-14
Filing date: 1992-05-12
Publication date: 1997-04-16
Also published as: SK279736B6; CS142292A3; DE59201350D1; PL294541A1; DK0513779T3; EP0513779A3; FI922139A0; EP0513779A2; EP0513779B1; FI922139A; DE4115699A1; PL170116B1

Abstract

Řešení se týká způsobu jakož i zařízení pro výrobu tekuté anhydritové sádry na mazaniny, přičemž se jako výchozí materiál používá REA-sádra a dvoustupňově předehřátý výchozí materiál se zahřívá v kalcinační oblasti s nosným plynem na kalcinační teplotu mezi 780 až 900 stupňů C. Tímto způsobem se dá dosáhnout anhydrit s hodnotou vody/sádry nižší než 0,4 při současném dobrém chování tuhnutí a vynikajících pevnostech.ŕ

Description

Způsob výroby tekuté anhydritové sádry na mazaniny a zařízení k její výrobě

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu a zařízení pro výrobu tekuté anhydritové sádry na mazaninu.

Dosavadní stav techniky

Z DE 38 27 613 AI je známo, že se anhydritová tekutá sádra na mazaninu vyrábí v rotační trubkové peci při teplotách mezi 700 až 900 °C.

Dále se zkoušelo vyrobit sádru na mazaniny v cirkulující fluidní vrstvě.

15’

Výroba anhydritu II· pro tekutou mazaninu pomocí tohoto způsobu se ukázala být ale velmi obtížnou, neboť se nezbytné vlastnosti produktu nedají cíleně nastaviti. Sádra na mazaniny má mít dobré reologické vlastnosti, hmotnostní poměr voda/sádra nemá být nízký a nemá být vyšší než 0.4. Obvzláštní význam má dále chování při tuhnutí a vývoj pevnosti. Přesné nastavení 20 těchto požadovaných vlastnosti produktu - zejména hmotnostní poměr voda/sádra, který nemá být vyšší než 0,4 -nebylo až dosud pomocí známých způsobů možné.

Pro výrobu omítkové sádry a štukaterské sádry se dále používal i vypalovací způsob s nosným plynem /Zement-Kalk-Gips Nr. 8/1972, stra 383 až 386/. Tento způsob se ale až dosud jevil jako 25 nevhodný pro obtížnou výrobu anhydritu II pro tekutou mazaninu.

Vynález si klade za základní úlohu vytvořit způsob a zařízení, které by umožnily vyrobit tekutou anhydritovou sádru na mazaniny, která by vykazovala dobré reologické vlastnosti, jejíž hmotnostní poměr voda/sádra by nepřevýšil 0,4 a která by kromě toho měla dobré vlastnosti 30 tuhnutí a vysoké hodnoty pevnosti.

Podstata vynálezu

Tato úloha je podle vynálezu vyřešena způsobem, při kterém se jako výchozí materiál používá sádra /REA-sádra/, odpadající v zařízení pro odsíření kouřových plynů, který se po sušení předehřívá ve dvoustupňové předehřívací oblasti a předehřátý materiál se potom zahřívá v oblasti kalcinace na kalcinačni teplotu v rozmezí 700 až 900 °C, po ochlazení se kalcinovaný materiál rozemílá na měrný povrch 2500 až 3500 cm²/g /měřeno podle Blaina/.

Podle výhodného provedení se usušený vsázkový materiál před vsazením do oblasti kalcinace předehřívá na teplotu 480 až 550 °C.

Podle další výhodné formy provedení způsobu podle vynálezu, se kalcinovaný materiál chladí ve 45 dvou stupních vzduchem, přičemž chladící vzduch z prvního stupně chlazení se přivádí jako spalovací vzduch do oblasti kalcinace, zatím co chladicí vzduch z druhého stupně chlazení se používá spolu s odpadními plyny z oblasti předehřívání pro sušení výchozího materiálu.

Podle dalšího výhodného provedení způsobu se ochlazený materiál rozemílá na měrný povrch □o 2800 až 3200 cm²/g.

Mletí ochlazeného materiálu se při trvalém provozu provádí v jednokomorovém trubkovém mlýnu za přídavku mlecích těles nebo koulí, a výhodou o průměru 10 až 30 mm. nejvýhodněji 20 mm.

- 1 CZ 281929 B6

Předmětem vynálezu je i zařízení pro výrobu tekuté anhydritové sádry na mazaniny za použití sádry /REA-sádry/ odpadající v zařízeních pro odsíření kouřových plynů jako výchozího materiálu, jehož podstata spočívá v tom, že má sušící oblast, vytvořenou jako sušička 1 s integrovaným deaglomerátorem 2, dále oblast předehřívání, která je vytvořena jako dvoustupňový 5 cyklonový předehřívač, oblast kalcinace s nosným plynem, která má kalcinační šachtu, která je opatřena větším počtem kalcinačních hořáků a cyklon pro oddělení kalcinátu, oblast mletí, která • je vytvořena jako jednokomorový trubkový mlýn. ·

Oba stupně chladicí oblasti jsou uspořádány vedle sebe a zařízení má dopravní zařízení, které je io vytvořeno jako injektorový dopravník nebo jako žlabový řetězový dopravník pro dopravu předem ochlazeného materiálu z prvního nebo druhého chladicího stupně.

Jako výchozí materiál se pro způsob podle vynálezu používá REA-sádra, což je sádra odpadající při odsiřování kouřových plynů v elektrárnách na černé a na hnědé uhlí. Tato REA-sádra se z 15 hlediska svého chemického složení klade na roven přírodní sádře. Odpadá jako filtrační koláč s vlhkostí asi 7 až 10 % hmot, a sestává-z krystalů o velikosti 10 až ΙΟΟμπι.

REA-sádra, používaná jako filtrační koláč s vlhkostí 7 až 10 % hmot, jako výchozí materiál se suší v sušicí oblasti /s výhodou sestávající ze sušičky se stoupajícími trubkami s integrovaným 20 deaglomerátorem/ na konečnou vlhkost 0,5 až 1,0 % hmot. Zahřívání této sušicí oblasti se s výhodou provádí odpadními plyny z kalcinace a předehřívací oblasti jakož i částí ohřátého studeného vzduchu.

Usušená, jemně zrnitá REA-sádra se přivádí po dávkách do dvoustupňové předehřívací oblasti, 25 která je tvořena dvoustupňovým cyklonovým předehřívačem. V této předehřívací oblasti se

REA-sádra předehřeje na teplotu mezi 580 až 550 °C, s výhodou asi 500 °C. Potom se usušená a předehřátá REA-sádra zahřívá v kalcinační oblasti s nosným plynem na teplotu kalcinace mezi 780 až 900 °C. V této kalcinační oblasti dochází k úplnému odštěpení krystalové vody, a materiál se zahřívá na teplotu nezbytnou pro požadované vlastnosti produktu.

Kalcinované zboží se potom ochlazuje v chladicí oblasti za zpětného získání značného tepla. Proces chlazení se může s výhodou provádět ve dvou stupních. Po prvním stupni chlazení se anhydrit dopravuje mechanicky žlabovým řetězovým dopravníkem nebo pneumaticky pomocí injektoru do druhého stupně chlazení, který je s výhodou uspořádán vedle prvního stupně 35 chlazení.

Vysoce zahřátý chladicí vzduch z prvního stupně chlazení se vede s výhodou jako spalovací vzduch do kalcinační oblasti, zatím co málo ohřátý chladicí vzduch z druhého stupně chlazení se využívá společně s horkými odpadními plyny kalcinační a předehřívací oblasti v sušicí oblasti k 40 sušení filtračního koláče.

Pro vlastnosti produktu má rozhodný význam, že se u způsobu podle vynálezu jednak REA-sádra suší vícestupňové a rovněž tak předehřívá a jednak, že teplota kalcinace se pohybuje značně pod teplotou nezbytnou pro tvorbu anhydritu. Pomocí vícestupňového sušení a předehřívání se 45 maximálně zabrání dekrepitaci krystalů sádry, zatím co je zvýšená teplota kalcinace rozhodující pro dosažení požadovaného hmotnostního poměru voda/sádra <0.40. Malý rozpad zrna vícestupňovým sušením a předehříváním lze dokázat stanovením měrného povrchu podle Blaina na vsazovaném materiálu a na kalcinátu.

Sice se - jak lze prokázat v rentgenovém difraktometru - dosáhne již při-teplotě kalcinace 700 °C konverze v anhydritu II. ale při tom se hmotnostní poměr sádra/voda pohybuje mezi 0,45 až 0, 50. Teprve zvýšení teploty kalcinace na 780 až 900 °C přináší překvapivě snížení hmotnostního poměru voda/sádra na 0,32 až 0.35, aniž by se tím vlastnosti produktu negativně ovlivnily.

Přehled obrázků na vvkrese

Příklad provedení zařízení pro provádění způsobu podle vynálezu je znázorněn schematicky na výkrese.

Příklady provedení vynálezu

Zařízení má sušičku 1 se stoupacími trubkami a integrovaným deaglomerátorem. Vsazení REAsádry do sušičky 1 se stoupacími trubkami se provádí přes skříňový podavač 3.

Zařízení obsahuje dále předehřívací oblast 4, která má dva předehřívací cyklony 4a, 4b.

Na předehřívací oblast 4 navazuje kalcinační oblast 5, k níž patří kalcinační šachta 5b, vybavená větším počtem hořáků 5a, stejně tak jako cyklonem 5c.

Zařízení obsahuje dále chladicí oblast, sestávající z prvního stupně 6 chlazení a za druhého stupně 7 chlazení. První stupeň 6 chlazení sestává z chladicího cyklonu 6a, zatím co druhý stupeň 7 - chlazení sestává ze tří chladicích cyklonů 7a, 7b a 7c.

Chlazené zboží se dostává přes korečkový výtah 8 k silu 9, z něhož se plní kulový mlýn 10.

Odpadní plyny, opouštějící sušičku 1 se stoupacími trubkami se čistí v hadicovém filtru 11. Usušená REA-sádra, oddělaná z těchto odpadních plynů, se přivádí pomocí korečkového výtahu 2 do předehřívací oblasti 4.

Pomocí poloprovozu, na výkrese znázorněného druhu, byly provedeny obsáhlé kalcinační pokusy.

Jako zkoušené zboží sloužily REA-sádry z elektráren na kamenné uhlí, které byly jako filtrační koláč předloženy s vlhkostí asi 7 až 10 % hmot. Filtrační koláče se vnesly se vsazeným množstvím 350 kg/h do sušičky 1 se stoupacími trubkami a sušily se odpadními plyny z předehřívací a kalcinační oblasti /které vykazovaly teplotu asi 450 °C/ asi na zbytkovou vlhkost 0,5 % hmot.

Po sušení byla REA-sádra ve formě jemně zrnité a dobře tekoucí mouky, tato se předehřála v předehřívací oblasti 4 asi na 450 °C, dříve ne ž byla přivedena do oblasti 5 kalcinace. Zde došlo k úplnému vypuzení zbylé krystalové vody a nastavení požadovaných vlastností produktu /viz dole/. Po tom se kalcinát dostal do dvoustupňové oblasti chlazení, kde došlo v proudu vzduchu k ochlazení asi na 80 °C.

V první řadě po skusů se nastavila teplota kalcinace asi na 700 °C, která postačila k dokonalému vypuzení krystalové vody a ke konverzi sádry na anhydrit II. Konverze ve fázi anhydritu II byla prokázána pomocí rentgendifraktometru. Technologické zkoušky kalcinátu poskytly hmotnostní poměr voda/sádra 0,48. neuspokojivé chování při tuhnutí a nedostatečnou pevnost.

Potom se po stupních zvyšovala teplota kalcinace až na 830 °C. Počínaje teplotou kalcinace 800 °C docílily se dobré výsledky. Optimální teplota kalcinace kolísala pro REA-sádry rozdílné provenience mezi 780 až 900 °C. V této teplotní oblasti byly dosaženy hmotnostní poměry voda/ sádra 0,32 až 0,38.

Pro dosažení dobrých tokových vlastností /což je předpokladem pro samostatně se nivelující množství tekuté mazaniny/ a velkých pevností malty se REA-anhydrity s výhodou rozemílají na 2500 až 3500 cm^:/g, nejvýhodněji na 3000 až 3200 cm²/g /měřeno podle Blaina/. Mletí se může

- 3 CZ 281929 B6 provádět v trubkovém mlýnu bez rozdružovače, s koulemi nebo s výhodou mlecími tělesy o průměru 20 mm. Jemným rozemletím se zvýší hmotnostní poměr voda/sádra asi o 0,03..

V tabulce 1 jsou uvedeny některé podstatné výsledky poloprovozních pokusů s REA-sádrou. Lze 5 vidět zejména velkou závislost hmotnostního poměru voda/sádra na teplotě kalcinace.

V tabulce 2 jsou reprodukovány poměry pevnosti anhydritů vyrobených způsobem podle vynálezu. (J vzorků STK.1, STK.2 a STK.3 se jedná o anhydrity ze tří různých elektráren na kamenné uhlí.

V tabulce 2 jsou uvedeny výsledky zkoušení podle normy. Vyrobený anhydrit předstihl po rozemletí v jednokomorovém trubkovém mlýnu ve všech případech požadavek kladený podle DIN 4208.

Tabulka 1·: výsledky poloprovozních pokusů s REA-sádrou

pokus č.	teplota ve °C	měrný povrch podle Blaina	hmotnostní poměr voda/sádra
v zařízení pro kalcinaci	v předehřívací	po sušiči	před mletím	Ρθ mletí	před mletím	po mletí
1	700	405	1020	1170	3250	0.47	0,51
O	750	430	1020	1140	3300	0.46	0.50
	800	445	1020	1180	3190	0,35	0,41
4	830	465	1020	1160	3120	0.34	0,40

Tabulka 2 : hodnoty pevnosti anhydritu vyrobeného podle vynálezu

vzorek	hodnoty pevnosti v N/mm’ /stanovení podle DIN 4208/
3 dny	28 dnů
pevnost v tahu při ohybu	pevnost v tlaku	pevnost v tahu při ohybu	pevnost v tlaku
STK1	3.7	30,5	8,0	41,0
STK2	3,0	18,1	7,5	36,7
STK.3	2.8	18,5	8,4	38.4
AB20 *	1,6	8,0	4.0	20,0

*/ nejnižší pevnost podle DIN 4208 pro anhydrit jakostní třídy AB20

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob výroby tekuté anhydritové sádry na mazaninu, vyznačující se tím, že sestává z následujících kroků:

a/ jako výchozí materiál se používá sádra, zahrnující REA-sádru, odpadající v zařízení pro odsíření kouřových plynů, b/ výchozí materiál se po sušení předehřívá ve dvoustupňové předehřívací oblasti, c/ předehřátý materiál se potom zahřívá v oblasti kalcinace na kalcinační teplotu v rozmezí 780 až 900 °C, d/ po ochlazení se kalcinovaný materiál rozemílá na měrný povrch 2500 až 3500 cm²/g.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se usušený vsázkový materiál před vsazením do oblasti kalcinace předehřívá na teplotu v rozmezí 480 až 550 °C.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t í m . že se kalcinovaný materiál chladí ve dvou stupních vzduchem, přičemž chladicí vzduch z prvního stupně chlazení se přivádí jako spalovací vzduch do oblasti kalcinace, zatím co chladicí vzduch z druhého stupně chlazení se používá spolu s odpadními plyny z oblasti předehřívání pro sušení výchozího materiálu.
4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se ochlazený materiál rozemílá na měrný povrch 2800 až 3200 cm²/g.
5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se mletí ochlazeného materiálu při trvalém provozu provádí v jednokomorovém trubkovém mlýnu za přídavku mlecích těles nebo koulí, s výhodou o průměru 10 až 30 mm, nejvýhodněji 20 mm.
6. Zařízení pro výrobu tekuté anhydritové sádry na mazaninu za použití sádry, zahrnující REAsádru, odpadající v zařízeních pro odsíření kouřových plynů jako výchozího materiálu, s následujícími částmi zařízení:

a/ sušicí oblastí, vytvořenou s výhodou jako sušička /1/ s integrovaným deaglomerátorem /2/, b/ oblastí /4/ předehřívání, vytvořenou jako dvoustupňový cyklonový predehřívač, c/ oblastí /5/ kalcinace s nosným plynem, která má kalcinační šachtu /5b/ opatřenou větším počtem kalcinačních hořáků /5a/ a cyklonem /5c/ pro oddělení kalcinátu, d/ s výhodou dvoustupňovou chladicí oblastí /6, 7/, e/jakož i oblastí mletí vytvořenou s výhodou jako jednokomorový trubkový mlýn.

- 5 CZ 281929 B6
7. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že oba stupně /6, 7/ chladicí oblasti jsou uspořádány vedle sebe a je opatřeno dopravním zařízením, vytvořeným s výhodou jako injektorový dopravník nebo jako žlabový řetězový dopravník pro dopravu předem ochlazeného materiálu z prvního nebo druhého stupně /6, 7/ chladicí oblasti.