DD214600A1 - Verfahren und anlage zur mechanischen entwaesserung von mineralischen feststoff-wasser-suspensionen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft die Entwaesserung der bei der Nassaufbereitung von beispielsweise Zementrohmaterialien entstehenden Feststoff-Wasser-Suspension mit dem Ziel, die Entwaesserung mit geringem apparatetechnischem und energetischem Aufwand mechanisch maximal zu ermoeglichen. Das zu entwickelnde Verfahren beinhaltet, dass die Feststoff-Wasser-Suspension in Abhaengigkeit von den Rohstoffkomponenten bis zur optimalen Dekantierbarkeit verduennt wird, schlaemmbare Rohstoffkomponenten, z.B. Ton 7, die getrennt aufbereitet werden, dem Feststoff 4 dosiert zugemischt werden und der Durchsatz des Dekanters 2 sowie der nachgeschalteten Prozessstufen, z.B. Drehofen 6, durch die Suspensionspumpe 3 eingestellt wird, welche die dosierte Beaufschlagung des Dekanters 2 besorgt.

Description

Verfahren und Anlage zur mechanischen Entwässerung von mineral·! sehen Feststoff-Wasser-Suspensionen

Anwendungsgebiet der Erfindung

CiQ Erfindung betrifft ein Verfahren zur mechanischen Entwässerung von mineraltischen Festsijoff-Waaser-Suapen.. sionen, wie sie beispielsweise bei der Aufbereitung von Zementrohmaterialien nach dem Naßverfahren entstehen, sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrene»

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Naßaufbereitung von Rohstoffen bzw© Rohstoffgemischen, insbesondere für den Zementklinkerbrennprozeß, ist dann von Vorteil, wenn die Rohstoffe mit hohen Grubenfeuchten vorliegen oder sich hinsichtlich ihrer Konsistenz trokken nur mit hohem technischem Aufwand aufbereiten lassen· Im allgemeinen besteht die Naßaufbereitung in einer gemeinsamen Naßraahlung der Rohstoffkomponenten oder, im günstigsten Falle, im Aufschlämmen einer oder aller Komponenten· In beiden Fällen wird eine gerade noch pumpfähige Suspension hergestellt. Um aus dieser Suspension Zementklinker zu brennen ist es energetisch vorteilhaft, die Suspension vor ihrer Einführung in den Brennprozeß, vorzugsweise einer Drehofenanlage, möglichst weitgehend mechanisch zu entwässern und den so entstandenen Dickschlamm je nach der (Technologie des anschließenden Brennprozesses klein- oder grobstückig der Drehofenanlage aufzugeben, wo die Reettrocknung und der Klinkerbrand erfolgen· Da das dem Brennprozeß zugeführte Rohmaterial gewöhnlich ein Gemisch aus mindestens zwei Komponenten (KaIk-

stein und Ton) ist, werden diese Komponenten gemeinsam aufbereitet bzw» gemeinsam entwässert« Diese Teilentwässerung erfolgt traditionell mechanisch in diskontinuierlich arbeitenden, automatischen PiIterpressen bis auf eine Restfeuchtθ im Bereich von 18 bis 22 %* Eine weitere mechanische Entwässerung ist technisch nicht möglich, auch nicht durch den Einsatz einer kontinuierlich arbeitenden Trennschleuder· Eine Anlage mit Trennschleuder wurde bereits in der DE-OS 28 24 223 vorgeschlagen· Hiernach wird der horizontal angeordneten Trennschleuder die Suspension über eine Pumpe auf«* gegeben, Dia Tirana,cfoleuder igt an eine Strangpresse und diese an einen Drehrohrtrockner angeschlossen· Der Ausgang des Drehrohrtrockners mündet in einen langen Drehofen·

In dieser Anlage nach DE-OS 28 24 223 wird Schlamm, der 28 bis 45 # Wasser enthält, der Trennschleuder zugeführt und auf einen Wassergehalt von 18 bis 22 % kontinuierlich eingedickt« Der eingedickte Schlamm wird in der direkt angeschlossenen Strangpresse in kleine, zylinderförmige Abschnitte geformt· Um zu vermeiden, daß die frischen Oberflächen der so entstandenen Formlinge bei der gegenseitigen Berührung aneinander haften, werden diese mit pulverförmigem₉ trockenem, meist als Filterstaub vorliegendem Gut bepudert. Dieser Filterstaub wird über eine Waage zugeführt« In dem anschließenden Granulierrohrtrockner wird die Feuchtigkeit des Gutes von anfänglich 18 bis 22 % Wassergehalt allmählich durch Verdampfen verringert, und die zylindrischen Formlinge werden dann dem Drehofen aufgegeben·

Durch" die Aufbereitung des Zementrohmaterials als pumpfähiger Schlamm und seine dosierte Aufgabe in die Trennschleuder ist eine optimale mechanische Teilentwässerung nicht gewährleistet« Feststoff-Wasser-Suspensionen geben nur bei einer bestimmten Konsistenz ihren Wassegehalt mechanisch wieder ab· Zum anderen besitzen leicht schlämmbare Materialien, wie z. B« Tone oder Kreiden, eine hohe Wasseraufnahmefähigkeit durch Kapillarwirkung und geben demzufolge das einmal während der Naßaufbereitung aufge-

noiamene Wasser mechanisch nur sehr langsam wieder ab, wozu eine Trennschleuder ungeeignet sein kann· Außerdem hat sich gezeigt, daß bei der mechanischen Entwässerung von Suspensionen, wie z· B· Zementrohschlämmen, der Rotor von Trennschleudern hinsichtlich seiner Abmessungen bestimmten Forderungen entsprechen muß·

Des weiteren is± der Grahulierrohrtrockner aufgrund seines Verweilzeitverhaltens nicht geeignet, den durch die Trennschleuder eingestellten Materialstrom bis zur Abgabe in den nachfolgenden Drehofen konstant zu halten·

JJiel der Erfindung

Ziei der Erfindung ist es, die bei der Naßaufbereitung von beispielsweise Zementrohmaterialien entstehenden Feststoff-Wasser-Suspensionen mit geringem apparatetechnischem und energetischem Aufwand mechanisch maximal zu entwässern, bevor sie zur thermischen Behandlung dem Brennprozeß zugeführt werden·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung, ist die Entwicklung eines geeigneten Verfahrens, mit dem Peststoff-Wasser-SuspensiÖrieh mit dem geringsten Aufwand an Apparaten und Wartung mechanisch kontinuierlich und maximal teilentwässert werden und unter Ausnutzung von Abfallwärme im nachfolgenden Brennprozeß nur noch geringe Wärmeenergieaufwandungen zur Restwasserverdampfung eingesetzt werden müssen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem der pumpfähigen Peststoff-Wasser-Suspension vor der mechanischen Teilentwässerung durch Dekantieren soviel Wasser noch zugesetzt wird, bis eine Suspension entsteht, die ein optimales Abtrennen des Wassers vom Feststoff ermöglicht, so daß eine T_eilentwässerung des Rohschlammes auf 18 bis 22 % erreicht wird·

Zu diesem Zweck werden die Komponenten der Rohraaterialmischung, die leicht schlämmbar sind, eine hohe Wasseraufnahmefähigkeit besitzen und damit den Wassergehalt des Peststoffs in die Höhe treiben, getrennt aufbereitet und nach dem Dekantieren dem Peststoff dosiert zugeführt.

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Hierdurch kann der Wassergehalt des Peststoffs erheblich gesenkt werden«

Die dosierte Materialzuführung zum Brennprozeß erfolgt duroh den Dekanter, der mit der Suspension dosiert beaufschlagt wird· Eine günstige Möglichkeit zur Verwertung von brennbaren Stoffen, beispielsweise Kohleschlamm aus der Haßentstaubung von Brennstauberzeugungsanlagen, stellt die dosierte Zumischung dieser Abfallprodukte zur Rohmaterialsuspension vor dem Dekanter dar_o Die brennbaren Bestandteile im Peststoff verbrennen während des Brennprozesses und decken einen Teil des Färmeenergieaufwandes·

Das beitn Dekantieren abgetrennte Y/asser wird je nach Gehalt an Schadstoffen ganz oder teilweise im Kreislauf dem Naßaufbereitungsprozeß wieder zugeführt·

Die Anlage zur Durchführung des Verfahrens besteht im wesentlichen aus einem Langrohrdekanter mit einem Längen-Dur chmesser-Verhältnis von gleich oder größer 2,5· Ihm ist eine Dosierpumpe vorgeschaltet, während je nach Technologie des Brennprozesses ein Siebkneter, eine Mischschnecke oder eine sehne!laufende Hammermühle zur Zerkleinerung und thermischen Trocknung des Feststoffs nachgeschaltet sind·

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird am Beispiel der Naßaufbereitung von Zementrohmaterial näher erläutert©

Pigο 1 zeigt das Fließschema einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens·

Pig· 2 zeigt einen Langrohrdekanter als Schema*

Gemäß Pig· 1 wird das als pumpfähige Feststoff-Wasser-Suspension aufbereitete R_ohmaterialgemisch im Rührwerksbehälter 1 gesammelt· Darin sind leicht schlämmbare Komponenten, wie beispielsweise T_one, nicht enthalten, da diese aufgrund ihrer guten Wasseraufnahmefähigkeit Wasser sehr schnell binden und es schwer wieder abgeben· Wurden diese Komponenten mit in der Suspension enthalten sein, wäre der Restwassergehait im Peststoff nach der mechanischen

Entwässerung wesentlich höher als ohne diese Komponenten·

Die pumpfähige Peststoff-Wasser-Suspension wird unter Zugabe von Wasser 10 im Rührwerksbehälter 1 auf den für die mechanische Entwässerung optimalen Wassergehalt abgestimmt und mittels der Dosierpumpe 3 dem Langrohrdekanter 2 mit Überdruck aufgegeben· Die Zugabe von V/asser 10 erfolgt deshalb, weil Peststoff-Wasser-Suspensionen in Abhängigkeit vom Ausgangsmaterial die mechanische Trennung des Peststoffs vom Wasser bei im allgemeinen höherem Wassergehalt verbessern· Der den Dekanter 2 verlassende Peststoff 4 WiJ?d je. nach, der Tephnologie des Brennprozesses einer geeigneten Ein« richtung, wie beispielsweise einer Mischschnecke oder/ und einer sehneHäufenden Hammermühle, aufgegeben* wo die trocken aufbereiteten Komponenten 7, wie z. B# Ton, dosiert zugeführt werden·

Aus den Einrichtungen 5 gelangt der in Formlinge oder kleinstückig aufbereitete Peststoff in die Drehofenanlage 6, wo er seine Resttrocknung erfährt und gebrannt wird« Die Beaufschlagung der Drehofenanlage wird geregelt über die Dosierpumpe 3 vor dem Dekanter·

Die Verwertung von brennbaren Abprodukten, wie beispielsweise Kohlenschlamm 8, der z· B· bei der Naßentstaubung von Brennstauberzeugungsanlagen anfällt, ist bei diesem Verfahren energetisch günstig möglicho Dieser Kohlen— schlamm 8 wird der Peststoff-Wasser-Suspension dosiert zugemischt, zusammen mit dieser entwässert und dem Brenn- _f prozeß 6 zugeführt· Die im Peststoff enthaltenen Kohlepartikel verbrennen während des Brennprozesses und dekken einen Teil des Wärmebedarfs·

Das aus dem Dekanter austretende Wasser ist angereichert mit Schadstoffen β Je nach Größe dieser Anteile wird dieses als Piltrat 9 bezeichnete Wasser zum Teil oder ganz der Suspensionsaufbereitung im Kreislauf wieder zugeführt· Entscheidend dabei ist, daß durch die Rückführung des Piltrats eine Anreicherung von Schadstoffen vermieden wird·

Urn die Umwelt nicht rait schadstoffangereichertem Abwasser zu belasten, kann dieses auch nach entsprechender Aufbereitung wieder als Brauchwasser innerhalb des technologischen Gesamtprozesses nutzbringend verwendet werden·

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß naß aufbereitete Rohstoffe mit einem'geringen Aufwand kontinuierlich mechanisch teilentwässert werden können, wodurch der anschließende Brennprozeß wärmewirtschaftlieh günstig beeinflußt wird· Dieses Ergebnis kann unter·» Stützt werden durch die Verwertung brennbares» Abprodukt«» te, die mit der Rohmaterialsuspension gemeinsam dekantiert werden und dem Brennprozeß einen Teil der erforderlichen Wärmeenergie zuführen·

Claims (1)

1. Erfindungsanspruch

   1· Verfahren zur kontinuierlichen mechanischen Entwässerung von mineralischen Peststoff-Wasser-Suspensionen, beispielsweise naß aufbereiteten Zementrohstoffgemischen, mittels eines Dekante.ra, gekenfi zeichnet dadurch, daß die pumpfähig aufbereiteten Peststoff-Wasser-Suspensionen in Abhängigkeit von den Rohstoffkomponenten bis zur optimalen Dekantierfähigkeit verdünnt werden, schlämmbare Rohstoffnebenkomponenten, z· B. Ton, die getrennt trocken aufbereitet werden, dem Peststoff dosiert zugemischt werden und der Durchsatz des Dekanters sowie nachgeschalteter Prozeßstufen durch die Suspensionspumpe eingestellt wird, welche die dosierte Beaufschlagung des Dekanters besorgt_o

   2o Verfahren nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß das beim Dekantieren abgetrennte "Wasser nicht, teilweise oder vollständig in den Kreislauf der Suspensionsbereitung wieder zurückgeführt wird,

   3· Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das beim Dekantieren abgetrennte Wasser nach entsprechender Aufbereitung als Brauchwasser einer anderen Verwendung wieder zugeführt wird·

   4« Verfahren nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Peststoff-Wasser-Suspension vor dem Dekantieren brennbare Abfallprodukte, beispielsweise Kohleschlämme, dosiert zugeführt werden·

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   5· Verfahren nach Punkt 1 bis 4, g e k e η η ζ e i c h - ή e t d a d U r c h , daß die schlämmbaren Nebenkompo- nenten getrennt aufbereitet werden und trocken dem Fest stoff vor seiner Granulation bzw. thermischen Trocknung dosiert und mittels einer Komponentensteuerung überwacht zugeführt werden·

   6· Verfahren nach Punkt 1 bis 6, g e k e η η ζ e i c h - net dad ü r c h , daß das Wasser zur Herstellung einer optimal dekantierbaren Suspension vorzugsweise im Rührwerksbehälter zugeführt wird«

   7» Anlage zur Entwässerung von mineralischen Peststoff-Wasser-Suspensionen, gekennzeichnet d a du rc h , daß als Einrichtung zur mechanischen Entwässerung ein Langrohrdekanter (2) mit einem Längen- Durchmesser-Verhältnis von vorzugsweise gleich/gröiäer 2,5 benutzt wird, der durch eine Suspensionspumpe (3) dosiert beaufschlagt wird·

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