DD271320A1

DD271320A1 - Verfahren zur verwertung von rueckstaenden aus der wirbelschichtverbrennung

Info

Publication number: DD271320A1
Application number: DD88314376A
Authority: DD
Inventors: Joachim Kieser; Arno Kraehner; Hans-Juergen Jakobsen; Helmut Jahns; Reinhard Schiffel
Original assignee: Dessau Zementanlagenbau Veb
Priority date: 1988-04-04
Filing date: 1988-04-04
Publication date: 1989-08-30

Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwertung von Rueckstaenden aus der Wirbelschichtverbrennung von ballast- und schadstoffreichen Kohlen, insbesondere durch Einsatz als Zusatzkomponente bei der Zementherstellung. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, die stark schadstoffhaltigen Rueckstaende aus der Verbrennung von Salzkohle einer wirtschaftlichen und umweltfreundlichen Verwertung zuzufuehren und unter Beruecksichtigung der chemischen und mineralogischen Zusammensetzung als Zusatzkomponente zu nutzen. Erfindungsgemaess wird dieses dadurch erreicht, dass in Abhaengigkeit von der Chloridkonzentration im Zement durch die zugefuehrte Bettasche und/oder Zyklonstaubdosierung die Verbrennungsrueckstaende vor ihrem Einsatz einer partiellen oder vollstaendigen Entfernung der Alkalichlorid- und Sulfatanteile, beispielsweise durch Auslaugen, unterworfen wird.

Description

SiO₂	7,3	...66,7%
AI₂O₃	2,4	...15,0%
Fe₂O₃	1,7	...7,0%
CaO	6,2	...29,7%
MgO	3,8	...20,0%
K₂O	0,1	...0,6%
Na₂O	1,8	...10,6%
SO₃	3,3	...29,4%
cr	0,3	...4,4%

Die röntgendiffraktometrische Phasenanalyse wies dementsprechend Dolomit, Kalzit, Periklas, Freikalk, Quarz, Belit, Sulfatspurrit, Mullit, Nephelin, Melilith, Plagioklas, Haut, Thenardit und Glauberit in unterschiedlicher Konzentration nach. Es ist die separate Verwendung einer Anfallstoffcharge oder die einer Mischung aus verschiedenen Chargen möglich. Für die Versuche, die auf den Einsatz eluierten Rückstandmaterials als Zumahlstoff abzielten, wurden ein Klinker und ein Bettmaterial B eingesetzt.

Klinker К	Bettasche В
0,86
20,07	35,62
5,22	9,51
3,52	2,26
64,75	18,62
2,12	9,95
1,17	0,31
0,18	7,02
1,10	13,83
0,017	2,82

AI₂O₃ Fe₂O₃

Der aus Klinker K und extrahierter Bettasche B ermahlene Zement KB erbrachte folgende, einem Normzement gegenübergestellte, ausgewählte Gütemerkmale:

	Normzement	Zement KB
	(TGL 28101/2)
Zumahlstoff /%/	30...60	38
Alkalien /%/	keine Forderg.	1,07
SO₃ /%/	S 4,0	-3,4
er /%/	<0,05	0,05
mittl.spez. Oberfl. /cm'/g/	3000	3 000
Mahlfeinheit RO.90 /%/	^10	<10
Druckfestigkeit /MPa/
nach 1 Tag	keine Forderung	10,2
nach 3 Tagen	keine Forderung	19,7
nach 7 Tagen mind.	12	22,9
nach 28Tagen mind.	25	28,4

Die Alkalien sind auf Na₂O berechnet, Na₂O + 0,685 K₂O.

Mineralbestand (Auswahl; abgeschätzt auf der Basis der ehem. und röntg. Analyse)

CaSO₄ /%/ 6,5

Na₂SO₄

Aus diesem Beispiel ergibt sich, daß das als Versuchsbeispiel ausgewählte Bettmaterial aus der Wirbelschichtverbrennung salzhaltiger Kohlen im extrahierten Zustand als Zumahlstoff mit gleichzeitig erstarrungsregelnder Wirkung eingesetzt werden kann. Aus dem Ausführungsbeispiel geht das Erreichen von Güteeigenschaften eines Zements mit Zumahlstoffen für Zement KB hervor.

Durchgeführte Prüfungen ergaben, daß bei gemeinsamer Vermahlung von Zementklinker und Rückständen aus der Verbrennung stark salzhaltiger Kohlen in der Wirbelschicht, die ausgelaugt wurden, Zemente mit standardgerechten Gütemerkmalen hergestellt werden können. Dieser Vorteil kommt additiv hinzu zur Kostenersparnis für Deponierung von schwierig nutzbaren Anfallstoffen und Nichtinanspruchnahme von nutzbaren Anfallstoffen und Nichtinanspruchnahme von natürlichen Gips- und Anhydritlagerstätten.

Claims

Verfahren zur Verwertung von Ruckstanden aus der Wirbelschichtverbrennung von ballastreichen Brennstoffen, insbesondere Salzkohlen, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der Schadstoffkonzentration die Verbrennungsrückstande vor ihrem Einsatz einer partiellen oder vollständigen Entfernung der Akalichlorid- und Alkalisulfatanteile, beispielsweise durch Auslaugen, unterworfen, die Kalziumsulfatanteile aber erhalten werden und die gelangten Ruckstände als Rohmehlkomponente beim Klinkerbrand eingesetzt oder gemeinsam mit gebranntem Klinker als Zumahlstoff und gleichzeitig Erstarrungsregler zu Zement vermählen werden.

Anwendungsgebiet

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwertung von Ruckstanden, beispielsweise Bettaschen und Zyklonstauben, aus der Wirbelschichtverbrennung ballast- und schadstoffreicher Kohlen durch Einsatz als Roh- oder Zumahlstoff bei der Zementherstellung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Wirbelschichtverbrennung von Kohlen und Abfallbrennstoffen im Niedertemperaturbereich 700 . 800°C bei gleichzeitiger Zugabe von Sorbentien zur SO₂-Bindung (Additivverfahren) und Entschwefelungsgraden im Rauchgas > 90% ist Stand der Technik Die dabei entstehenden CaSO₄-angereicherten Verbrennungsruckstande, z. B. Bettasche und Zyklonstaube, können gemäß DD 231 063 im Zementherstellungsprozeß als Rohmehlkomponente oder Zumahlstoff verarbeitet werden Bei der Verbrennung ballaststoffreicher Brennstoffe mit hohen Schadstoffanteilen, im besonderen bei Salzkohlen, enthalten die Ruckstandsmateriatien neben CaSO₄ Alkalichloride und -sulfate, die eine umweltschonende Deponierung der Aschen erschweren und einen Einsatz als Sekundärrohstoff nicht ohne weiteres ermöglichen

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, stark schadstoffhaltige Ruckstande aus der Verbrennung von Salzkohlen in der Wirbelschicht im Sinne einer umweltfreundlichen und wirtschaftlichen Verwertung als Roh- oder Zumahlstoff bei der Zementherstellung nutzbar zu machen

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es ist die Aufgabe der Erfindung, Ruckstande aus der Verbrennung von Salzkohlen durch Veränderung der chemischen und mineralogischen Zusammensetzung als Zementrohmehlkomponente oder Zumahlstoff bei der Zementherstellung zu nutzen Erfindungsgemaß wird die Aufgabe dadurch gelost, daß der Einsatzstoff, der aus den bei der Verbrennung von Salzkohlen nach dem Prinzip der Wirbelschicht anfallenden Ruckstanden besteht, durch hohen Schadstoffgehalt charakterisiert ist und dieser partiell oder vollständig, beispielsweise durch Auslaugen, eliminiert wird

Bettaschen und Grobstaube aus dem Wirbelschichtverbrennungsprozeß von Kohlen, insbesondere schwefel- und alkalireichen Rohbraunkohlen, weisen bei Einsatz von CaO-haltigen Additiven zur Rauchgasentschwefelung infolge hoher Entschwefelungsgrade von >90% (spezifisch fur Wirbelschichtverfahren) hohe Konzentrationen an CaSO₄ (Anhydrit) auf, wodurch ein Einsatz als Erstarrungsregler fur Zement anstelle des üblichen Einsatzes von Gips- oder Anhydritgestein möglich wird Gleichzeitig enthalten die о g Anfallstoffe erhöhte Konzentrationen an wasserlöslichen Alkalisalzen, vornehmlich NaSO₄ (Thenardit) und NaCl (Hallt) Sofern der Alkalisalzgehalt einer Verwertung der Anfallstoffe als Roh- oder Zumahlstoff bei der Zementherstellung entgegensteht, werden Einsatzbedingungen erfindungsgemaß erreicht durch wasserige Extraktion des Anfallstoffes, die auf eine Ehminierung der wasserlöslichen Alkalisalze bei gleichzeitiger Erhaltung des Anhydrits abzielt Das eluierte Material kann als Rohmehlkomponente beim Klinkerbrand eingesetzt oder gemeinsam mit gebranntem Klinker als Zumahlstoff und gleichzeitig Erstarrungsregler zu Zement vermählen werden

Ausfuhrungsbeispiel

Es wird auf Verbrennungsruckstande aus dem Wirbelschichtprozeß mit salzhaltiger Rohbraunkohle bei Einsatz von SO₂-Sorbentien Bezug genommen Die chemische Zusammensetzung der fur die Untersuchungen in Betracht gezogenen Bettaschen unterlag folgenden Schwankungen