DD263048B3

DD263048B3 - Verfahren zur dehydratation von gipsbihydrat zum gipshalbhydrat

Info

Publication number: DD263048B3
Application number: DD30534387A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Doz Dr Sc Te Naundorf; Ralf Dr-Ing Wollenberg; Manfred Prof Dr Sc Techn Kohl; Michael Dipl-Ing Hofmann; Hartmut Dipl-Ing Heim; Harald Dr-Ing Guenther; Heike Ruediger; Uwe Dr-Ing Roemmling
Original assignee: Freiberg Bergakademie; Deutsches Brennstoffinst; Inst Baustoffe Aussenstelle Be; Entstaeubungsanlagen Magdeburg
Priority date: 1987-07-27
Filing date: 1987-07-27
Publication date: 1993-04-29
Also published as: DD263048A1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dehydration von Gipsbihydrat zum Gipshalbhydrat. Gipshalbhydrat findet als Bindemittel für Baustoffe und in der Agglomerationstechnik Anwendung.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zur Dehydration von Gipsbihydral zum Gipshalbhydrat finden überwiegend Schachtöfen, Drehrohröfen oder spezielle Gipskocher, aber auch Etagenöfen Anwendung (DE-OS 3502637, DE-OS 3239699, DE-OS 2900052, DE-PS 1151208, DT 460196).

Eine gleichmäßige Durchwärmung des eingesetzten Gipsbihydrates ist für die Qualität des Produktes ausschlaggebend. Aus diesem Grunde wird möglichst kleinstückiges Gut in Drehrohröfen eingesetzt. Die spezifische Oberfläche des eingesetzton Gipsbihydrates hat außerdem einen großen Einfluß auf die Geschwindigkeit des Stoff- und Wärmeaustauschprozesses und damit auf die Leistungsfähigkeit des Drehrohrofens. Der Gutfeinheit sind jedoch bei Drehrohröfen Grenzen gesetzt, da ansonsten zu viel Staub mit dem strömenden Heizmedium ausgetragen wird. Außerdem wird eine möglichst eng begrenzte Aufgabekörnung gefordert, um ein höchstes Maß an Gleichmäßigkeit des Brennprozesses zu erreichen. Hierfür wurde vorgeschlagen, den Rohgips durch eine aufwendige Agglomerationsstufe in ein Granulat mit enger Körnung zu überführen. Gemäß DE 3002 025 ist eine Vorrichtung zum Brennen von Uips, insbesondere Industriegips, beschrieben. Diese Vorrichtung ist mit Röhrentrocknerbauarten vergleichbar, bei denen die Trocknerrohre innen vom Heißgas durchströmt werden, während das zu trocknende Gut in der Trommel außen über die Rohre herabrieselt. Nachteilig ist bei dieser Vorrichtung, daß der Feststoff durch die als Mischungselemente wirkenden Wärmeeinleitungsrohre zu stark aufgewirbelt wird, was unweigerlich zu Staubproblemen führt.

Der Brennprozeß im Schachtofen bzw. Gipskocher erfordert eine Mindeststückigkeit des Einsatzgutes, damit die Durchströmbarkeit für das Heizmedium gewährleistet ist. Im Interesse des Durchsatzes werden üblicherweise weitaus höhere Heizmitteltemperaturen angewandt, als sie für die Dehydration zum Gipshalbhydrat erforderlich sind. In Verbindung mit der gröberen Körnung führt dies zu dem wesentlichen Nachteil eines ungleichmäßig gebrannten Produktes, das dadurch bis zu etwa 30% an totgebranntem Anhydrit enthalten kann.

Bei der Dehydration von Gipsbihydrat zum Gipshalbhydrat mit Hilfe von Etagenöfen unter Verwendung von Brenngasen oder Dampf als Wärmeübertrager besteht die Zielstellung zumeist in der Herstellung von unterschiedlichen Produktqualitäten durch separate Temperaturführung in den einzelnen Etagen. Durch die mechanische Bewegung des Gutes über die Etagen im Gegenstrom zum Heizmedium wird ein intensiver Stoff- und Wärmeaustausch erzielt. Allerdings wird auch beim Etagenofen die Kornfeinheit des Aufgabegutes durch den zulässigen Staubaustrag begrenzt. Ein bedeutender Nachteil des Etagenofens besteht im hohen apparativen Aufwand.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Qualität des durch Dehydration von Gipsbihydrat hergestellten Gipshalbhydrates zu verbessern bzw. gezielt einzustellen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung Hegt die technische Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Dehydration von Gipsbihydrat zum Gipshalbhydrat zu entwickeln, mit dem Gipsbihydrat mit einer Korngröße von kleiner 1 mm bei hohen Staubgehalten zum Gipshalbhydrat dehydratisiert werden kann, ohne daß Staubprobleme auftreten.

Die technische Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Dehydration von Gipsbihydrat zum Gipshalbhydrat in einem indirekt beheizten Röhrentrockner bei dafür üblichenTemperaturen von 120-18O⁰C erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Gipsbihydrat mit einer Korngröße von kleiner 1mm auf die Rohre eines indirekt mit Wasserdampf beheizten Röhrentrockners verteilt, bei einer Verweilzeit in den Rohren von 10-50 Minuten dehydratisiert und der freigesetzte Wasserdampf einem dem Röhrentrockner nachgeschalteten Kondensator zugef ihrt wird.

Voraussetzung zur Durchführung de¹, arfindungsgemäßen Verfahrens ist die Änderung der traditionellen Fahrweise eines derartigen Röhrentrockners in der Weise, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Gasphase in den das Gipsbihydrat bzw. Gipshalbhydrat enthaltenden Röhren sehr klein gehalten wird. Es wurde gefunden, daß maximale Durchsätze bei guter Produktqualität dann möglich sind, wenn durch Einstellung der Druckverhältnisse gerade der bei der Dehydration gebildete Wassere impf abgeführt, aber keine Luft durch die Rohre gesaugt wird. Unter diesen Bedingungen ist die Strömun isgeschwindigkeit in den Rohren minimal, wodurch keine Staubprobleme auftreten, obwohl sehr feinkörniges Material eingeseUv wird. Dabei kann der Füllungsgrad des Röhrentrockners, der bei der traditionellen Fahrweise als Kohletrockner bei etwa 0,4 liegt, bis auf 0,85, vorzugsweise 0,55-0,7, erhöht werden. Die große Heizfläche des Röhrentrockners, die durch die Funktion der Wendeleisten unterstützte kontinuierliche Umwälzung des feinen Gutes und die intensive Wärmeübertragung durch die Kondensation des Wasserdampfes bei konstanter Heizflächentemperatur gewährleisten eine schneite und vor allem gleichmäßige Durchwärmung des Gutes. Die daraus resultierende hohe Gleichmäßigkeit der Qualität des Gipshalbhydrates sowie die Möglichkeit der gezielten Einstellung der Gipshalbhydratqualität sind die Hauptvorteile des für die Dehydration eingesetzten Röhrentrockners gegenüber anderen Brennöfen. Durch Abstimmung von Heizflächentemperatur und Verweilzeit des Gutes in den Trockenrohren sind verschiedene Gipshalbhydratqualitäten auch unter den Bedingungen der vorteilhaften Kraft-Wärme-Kopplung gezielt herstellbar. So wird bei einer Verweilzeit von 15 bis 25 Minuten und einer Heizflächentemperatur von 170-18O⁰C ein langsam abbindendes Gipshalbhydrat erhalten, während bei einer Verweilzeit von 35-45 Minuten und einer Heizflächentemperatur von 170-18O⁰C ein Gipshalbhydrat mit Stuckgipsqualität erhalten wird.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Kondensationswärme von Niederdruckdampf aus Kraftwerken bei der Dehydration von Gipsbihydrat, das bei der Rauchgasentschwefelung in pulvriger Form anfällt, genutzt werden kann. Durch die Kondensation des bei der Dehydration anfallenden Wasserdampfes entsteht zudem eine geringe Umweltbelastung.

Ausführungsbeispiel Die Erfindung soll anhand von 2 Beispielen näher erläutert werden. Beispiel 1

Industrieanfallgips aus Gußformen für die Porzellanherstellung wird mit Prallmühlen auf eine Körnung von Δα = 0,5/0mm mit einem Anteil Ad = 0,25/0 mm von über 50% zerkleinert und ohne weitere Vorbehandlung einem Röhrentrockner aufgegeben. Der Trockner wird mit 0,8-MPa-Heizdampf gespeist, so daß sich eine Heizflächentemperatur von 17O⁰C einstellt. Die Trocknerneigung und Trocknerdrehzahl sind so aufeinander abgestimmt, daß die Verweilzeit des Gutes in den Rohren bei einem Füllungsgrad von ca. 60 Vol.-% 20 Minuten beträgt. Am Trocknerausgang wird ein geeigneter geringer Unterdruck angelegt, der gerade den durch Resttrocknung und Dehydration entstandenen Wasserdampf zum Kondensator abführt, aber keine Luft durch die Trockenrohre saugt. Der im Kondensator abgeschiedene Staub beträgt etwa 0,8 Ma.-%, bezogen auf die Ausgangsmasse. Es entsteht ohne zusätzliche Nachzerkleinerung ein pulverförmiges Gipshalbhydrat mit verzögerter Bindewirkung.

Beispiel 2

Die Dehydration von Naturgipsstein unter den Bedingungen gemäß Beispiel 1 führt zum gleichen Ergebnis. Es wird ein pulverförmiges Gipshalbhydrat mit verzögerter Bindewirkung erhalten. Durch Erhöhen der Verweilzeit auf 40 Minuten über die Verringerung der Trocknerneigung ändern sich die Gipshalbhydrateigenschaften markant. Das Gipshalbhydrat zeigt ein schnelles Abbinden analog der Stuckgipsqualität.

Claims

1. Verfahren zur Dehydration von Gipsbihydrat zum Gipshalbhydrat in einem indirekt beheizten Röhrentrockner bei dafür üblichen Temperaturen von 120-180⁰C, gekennzeichnet dadurch, daß Gipsbihydrat mit einer Korngröße von kleiner 1 mm auf die Rohre eines indirekt mit Wasserstoff beheizten Röhrentrockners verteilt, bei einer Verweilzeit in den Rohren von 15-50 Minuten dehydratisiert und der freigesetzte Wasserdampf einem dem Röhrentrockner nachgeschalteten Kondensator zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,gekennzelchnetdadurch, daß sehr feinkörnige Ausgangsstoffe in Form von Naturgipsstein oder Industrieanfallgips mit Körnungen von kleiner 1 mm bei Staubgehalten kleiner 0,25 mm von über 50% eingesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Röhrentrockner mit einem Füllgrad von 0,4-0,85, vorzugsweise 0,55-0,7, betrieben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß Gipsbihydrat bei einer Verweilzeit von 15-25 Minuten und einer Heizflächentemporatur von 170-190⁰C zu einem langsam abbindenden Gipshalbhydrat dehydratisiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß Gipsbihydrat bei einer Verweilzeit von 35-50 Minuten und einer Heizflächentemperatur von 170-180⁰C zu einem Gipshalbhydrat mit Stuckgipsqualität dehydratisiert wird.