DE1247926B - Verfahren zur Herstellung von waermebestaendigen Formlingen aus einem Rohgut geringer Porositaet - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von waermebestaendigen Formlingen aus einem Rohgut geringer PorositaetInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
C 04 b
Deutsche KL: 80 b - 3/12
Nummer: 1247 926
Aktenzeichen: P 30617 VI b/80 b
Anmeldetag: 21. November 1962
Auslegetag: 17. August 1967
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von wärmebeständigen Formungen für
Brennbehandlungen aus einem nach dem Naßverfahren aufbereiteten Rohgut geringer Porosität, das als
Kuchen von Filterpressen, insbesondere aus Zementrohschlamm, Kalkschlamm, Rotschlamm und aus
Schlamm von Magnesit, Dolomit, Erzen usw., anfällt.
Bekanntlich lassen sich manche Rohmaterialien der Zementindustrie mit Vorteil naß aufbereiten,
d. h., es wird aus dem Rohmaterial durch Schlämmen oder Naßmahlen oder durch beides ein Dickschlamm
erzeugt, der sich gut mischen und — falls notwendig — durch Zusätze leicht korrigieren läßt. Bei Verwendung
chemischer Zusatzmittel (z. B. Soda) kann auch der Schlammwassergehalt häufig etwas verringert
werden. Da der Schlamm aber pumpfähig bleiben muß, werden im allgemeinen immer noch 32 bis
36% H2O im Schlamm benötigt. Dieser Schlamm wird in Naßdrehöfen zu Klinker gebrannt.
Es gibt Rohmaterialien, bei denen die nasse Aufbereitung, sei es aus wirtschaftlichen, sei es aus technischen
Gründen, ein Erfordernis darstellt. Leider ist aber das Brennen des Dickschlamms mit hohem
Wärmeaufwand verbunden, da die Verdampfung des Schlammwassers einen bedeutenden Anteil des
Wärmeaufwandes des Brennprozesses ausmacht. Es ist bereits gelungen und in industrieller Praxis verwirklicht
worden, den Rohschlamm auf Saugfiltern mechanisch ohne Einsatz von Verdampfungswärme
so weit zu entwässern (z. B. von 40% auf etwa 20% Wassergehalt), daß aus dem Filterkuchen unter Zusatz
von trockener Substanz (z. B. von Staub aus der Ofenentstaubungsanlage) Granalien hergestellt werden
konnten. Diese Umwandlung von Rohschlamm in Granalien ermöglichte den Einsatz des wärmesparenden
Lepolofens.
Dadurch gelang es, den Wärmeaufwand des Zementbrennens von z. B. 1350 auf 900 kcal/kg Klinker
zu verringern. In diesem Minderaufwand an Wärme liegt selbst unter Verrechnung der zusätzlichen
Kosten für die mechanische Entwässerung eine sehr erhebliche Verringerung der Herstellkosten des
Zementklinkers.
Es wurde versucht, das Fabrikationsverfahren, bestehend aus nasser Aufbereitung, mechanischer
Entwässerung des Rohschlammes und Brennen in einem wärmesparenden Trockendrehofen auch auf
sloche Rohmaterialien auszudehnen, die mittels Saugfiltrierung nicht entwässert werden können. Es zeigte
sich, daß die altbekannte Filterpresse, bei welcher der Rohschlamm zwischen Filterflächen unter hohem
Druck entwässert wird, sich auch zur Entwässerung
Verfahren zur Herstellung
von wärmebeständigen Formungen
aus einem Rohgut geringer Porosität
Anmelder:
Polysius G. m. b. H.,
Neubeckum (Westf.), Graf-Galen-Str. 17
Als Erfinder benannt:
Dipl.-Chem. Dr. Horst Ritzmann,
Neubeckum (Westf.)
Dipl.-Chem. Dr. Horst Ritzmann,
Neubeckum (Westf.)
von solchen Schlämmen eignet, die wegen ihrer kolloidalen
Beschaffenheit (z. B. Kreide) auf Saugfiltern nicht entwässert werden können. Nach der Automatisierung
dieser Presse, deren einzelne Arbeitsvorgänge bislang von Hand eingeleitet werden mußten, ist nun
auch die Wirtschaftlichkeit der Presse für moderne Verhältnisse gegeben.
Es zeigte sich aber, daß die Granulierung von Filterkuchen, der mittels Filterpresse erzeugt wird, zwar
gelingt, daß aber hierbei die Wärmeempfindlichkeit der Granalien erhöht wird und deshalb die Granalien
der Wärmebehandlung in der Trocken- und Vorwärmzone des Brennprozesses nicht standhielten.
Denn die Porosität der aus dem Filterpreßkuchen erzeugten Granalien ist bei sehr kurzer Verweilzeit in
der Granuliervorrichtung infolge Verklebens und Verschmierens der Granalienoberfläche so gering,
daß beim Trocknen der Wasserdampf aus den Granalien nicht austreten kann, und demzufolge die Granalien
infolge Dampfdruckes zerplatzen.
Es ist weiterhin bekannt, plastisches Rohgut geringer Porosität durch eine an sich bekannte Knetvorrichtung
zu leiten, bei welcher ein Spachtel, Rührarm od. ä. das plastische Rohgut durch siebartige
Löcher der Knetvorrichtung drückt, derart, daß der Preßdruck ungleichmäßig auf das sich in den
Löchern befindliche Rohgut einwirkt und so aus diesem kleinstückige Formlinge herstellt, die an ihren
Oberflächen eine Vielzahl von Rissen aufweisen, welche etwa bis zum Kern der Formlinge reichen,
und daß diese Formlinge alsdann der Wärmebehandlung unterworfen werden.
In einigen Fällen ist es jedoch nicht möglich, durch Druckfiltration eines Zementrohschlammes einen FiI-
709 637/620
terkuchen mit ausreichend niedrigem Wassergehalt zu erzielen, so daß die im Kneter erzeugten, mit Rissen
versehenen Formlinge eine geringere mechanische Festigkeit besitzen.
Andererseits ergibt sich gelegentlich bei der Verformung des Filterkuchens in einer Knetvorrichtung
infolge thixotroper Materialeigenschaften eine gewisse Erweichung des Materials, die ebenfalls zu weicheren
Formungen führt.
Die in diesen Fällen erhaltenen Formlinge besitzen zwar die gewünschte und geeignete Struktur, jedoch
ist ihr Formänderungswiderstand gering. Wegen der unvermeidlichen Transportvorgänge vom Kneter zum
Vorwärmer, ist eine mechanische Beanspruchung der Formlinge nicht ganz zu vermeiden, die bei zu weichen
Formungen eine Verschmierung der Risse, und damit die Beseitigung der gerade erwünschten und
geeigneten Struktur bewirken kann. Damit wird natürlich ebenfalls die erwünschte Wärmebeständigkeit
eingeschränkt bzw. ganz aufgehoben.
Zusammenfassend kann somit festgestellt werden, die Industrie ist bei der Erkenntnis stehengeblieben,
Filterkuchen der obenerwähnten Art seien nicht zu wärmebeständigen Formkörpern verarbeitbar, obgleich
Jahrzehnte hindurch ein "dringendes Bedürfnis dafür bestand. Erst durch den vorliegenden Vorschlag
ist das oben aufgezeigte Vorurteil der Fachwelt überwunden worden. Erfindungsgemäß wird
nämlich ein Weg gewiesen, diese Lücke in der Verarbeitung von aus Dickschlamm gewonnenen Filterkuchen
zu schließen, indem eine industrielle Verwertung von Filterkuchen als Brenngut über die Herstellung
poröser Formlinge auf die im Anspruch definierte Art möglich gemacht wird.
Ausgangspunkt der Erfindung war das Bestreben, auch für solche Fälle, wo man mit höherer Filterkuchenfeuchtigkeit
und/oder thixotropen Materialien zu rechnen hat, eine Verformung des plastischen Materials
so zu bewerkstelligen, daß wärmebeständige Formlinge erhalten werden. Dabei durfte die die
Wärmebeständigkeit hervorrufende Struktur der Formlinge nicht durch weitere mechanische Beanspruchung
durch Transportvorgänge beeinträchtigt werden.
Bekanntlich ist in Druckfilterpressen erzeugter Filterkuchen auf Grund seiner Herstellung sehr fest.
Dies gilt auch dann, wenn er einen höheren Wassergehalt besitzt oder thixotrope Materialien enthält.
Der Inhalt der Erfindung besteht nun darin, den aus Druckfilterpressen anfallenden, festen Filterkuchen
unter Aufrechterhaltung seiner durch die Filtration hervorgerufenen natürlichen Kapillarität einer
Zerbröckelung in einer an sich bekannten Zerkleinerungsvorrichtung, wie z. B. Stachelwalzen u. ä., zu
unterwerfen und, ferner, ihn hierbei in kleinstückige Formlinge in der Größenordnung von höchstens
30 mm zu überführen, und, schließlich diese Formlinge alsdann einem Wanderrost aufzugeben, auf diesem
zu trocknen und sonach als thermisch stabiles Rohprodukt abzuwerfen.
Diese auf geeignete Körnung gebrachten Filterkuchenstückchen sind, da sie keinerlei Knet- und
Preßvorgängen unterzogen sind, von gleicher Festigkeit wie der ursprüngliche Filterkuchen. Diese Formfestigkeit
ist ausreichend, um bei Transportvorgängen die erwünschte und geeignete Struktur zu erhalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Zerkleinerung von in Druckfilterpressen erzeugten Filterkuchen
auf eine Maximalgröße von etwa 25 bis 30 mm Kantenlänge, derart, daß das bei der Filtration
gebildete Kanalsystem erhalten bleibt, beispielsweise durch Stachelwalzen, Schneidmühlen od. ä.,
erlaubt damit eine Kombination der nassen Aufbereitung der Rohstoffe mit der Verwendung eines
eines wärmesparenden Ofens, z. B. Lepolofens.
Dabei beschränkt sich das Verfahren nicht ausschließlich auf Material mit höherem Wassergehalt
oder thixotropen Eigenschaften, sondern ist auch für andere Materialien anwendbar. Außerdem beschränkt
sich das Verfahren auch nicht allein auf die Anwendung in der Zementindustrie.
Es kommen auch andere Rohmaterialien in Betracht, die auf Grund ihrer physikalischen Eigenschaften
der brennstoffsparenden Wärmebehandlung nur durch das hier aufgezeigte kombinierte Verfahren
zugänglich sind, z. B. Filterkuchen aus Kalkschlamm, Rotschlamm als Abfall aus der Tonerderzeugung,
Erze, Magnesit, Dolomit usw.
Eine beispielsweise Anordnung des kombinierten Verformungs- und Brennverfahrens ist in der Figur
dargestellt. In der Presse 7 wird der Schlamm entwässert. Der Kuchen fällt auf das Förderband 8 und
gelangt in die Zerkleinerungsvorrichtung 9, in welcher die Umwandlung des Kuchens in Bröckchen erfolgt.
Die Formlinge werden mit Hilfe des Förderers 10 in den Beschickungstrichter 11 eines Lepolrostes
12 gebracht. Der Lepolrost 12 dient der Wärmebehandlung der Gutschicht, bestehend aus einer Schüttung
der Formlinge. Mit Hilfe der bekannten doppelten Gasführung werden die Rauchgase des Drehrohrofens
13 zweimal durch die sich auf dem Lepolrost 12 befindliche Gutschicht gesaugt.
Statt des Lepolofens, bestehend aus Lepolrost 12 und Drehrohrofen 13 kann auch ein Sinterrost oder
eine andere Brenneinrichtung verwendet werden. Hier wird das zu brennende Gut vorzugsweise in einer
Schicht auf einer gasdurchlässigen Fördervorrichtung ausgebreitet und wärmebehandelt, sei es durch Flammenbeheizung
oder durch Mischfeuerungen, bei denen im zu behandelnden Rohgut Brennstoff in fester Form feinverteilt enthalten ist.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von wärmebeständigen Formungen für Brennbehandlungen aus einem nach dem Naßverfahren aufbereiteten Rohgut geringer Porosität, das als Kuchen von Filterpressen, insbesondere aus Zementrohschlamm, Kalkschlamm, Rotschlamm und aus Schlamm von Magnesit, Dolomit, Erzen usw. anfällt, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkuchen unter Aufrechterhaltung seiner durch die Filtration hervorgerufenen natürlichen Kapillarität einer Zerbröckelung in einer an sich bekannten Zerkleinerungsvorrichtung, wie z. B. Stachelwalzen u. ä., unterworfen wird, daß er hierbei in kleinstückige Formlinge in der Größenordnung von höchstens 30 mm übergeführt wird, und daß diese Formlinge alsdann einem Wanderrost aufgegeben, auf diesem getrocknet und sonach als thermisch stabiles Rohprodukt abgeworfen werden.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen709 637/620 8. 67Bundesdnickerei Berlin
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1965
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