DE2116533A1

DE2116533A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Löschen von gebranntem Kalk

Info

Publication number: DE2116533A1
Application number: DE19712116533
Authority: DE
Inventors: Daizo Tokio. P Kunii
Original assignee: Kunii, Daizo; Okutama Kako Co., Ltd.; Tokio
Priority date: 1971-04-05
Filing date: 1971-04-05
Publication date: 1972-10-26
Also published as: GB1352875A

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Löschen von gebranntem Kalk Gelöschter Kalk wird herkömmlicherweise dadurch hergestellt, daß Klumpen von gebranntem Kalk mit flüssigem Wasser in Berührung gebracht werden. Während des Löschens wird jedoch heftig Wasserdampf freigesetzt, wodurch das feine Pulver des gelöschten Kalks in der Atmosphäre zerstreut wird, was für die Umgebung nachteilig ist und wodurch die Luft verunreinigt wird. Zur Verhinderung der Luftverunreinigung muß die das Löschungssystem umgebende Atmosphäre von einem Ventilator entfernt werden und die darin enthaltenen feinen Teilchen des gelöschten Kalks müssen gesammelt werden, indem sie durch einen Zyklon-Sammler, einem Beutelfilter oder einen Cotrell-Sammler und dgl. geleitet werden. Diese Maßnahme bringt Jedoch unnötig große Installationen mit sich, da durch den Ventilator ein großer Uberschuß an Luft entfernt werden muß.
Die derzeit durch die herkömmlichen Löschungssysteme erhältlichen Pulver aus gelöschtem Kalk enthalten noch große Mengen von Klumpen und Körnern des gelöschten Kalks sowie einen großen Teil an nicht ungelöschten Kalk. Der auf diese Weise hergestellte gelöschte Kalk muß daher gelagert und in einem Tank mit großer Kapazität gealtert werden, um eine vollständige Löschung zu bewirken. Darüber hinaus sollten die Klumpen und die Körner pulverisiert werden, um zu pulverförmigem, gelöschten Kalk zu kommen. Schließlich sind die darin.enthaltenen Verunreinigungen, z. B. der nicht kalzinierte Kalkstein, der gesinterte -Ton und dgl. daraus nur schwèr entfernbar, so daß nach dem herkömmlichen Verfahren nur ein Produkt mit niedriger Reinheit erhalten werden kann.
Es ist daher ein Ziel der Erfindung, aus kornförmigem,gebrannten Kalk in kontinuierlicher Weise pulverförmigen,gelöschten Kalk herzustellen. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, aus kornförmigem,gebranntem Kalk pulverförmigen,trockenen,gelöschten Kalk mit hoher&ualität herzustellen.
Schließlich ist es ein weiteres Ziel der Erfindung, das Löschen von gebranntem Kalk mit einem Wasserdampf vorzunehmen, der als Nebenprodukt während des Löschens von Kalk mit Wasser erhalten wird.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zum Löschen von gebranntem Kalk unter Verwendung der Wirbelschichttechnik, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Körner des gebrannten Kalk mittels eines Wasserdampfstroms durch einen vertikalen zylindrischen Reaktor mit einem kegelstumpfartigen Boden, der mit einer Wasser-Wärmeaustauschvorrichtung versehen ist, aufwirbelt, die Temperatur des WirEelschichtbettes auf einem solchen Wert aufrecht erhält, der zur Vornahme der Löschung geeignet ist, indem man Wasser durch die Wärmeaustauscheinrichtung leitet und die während der Löschungsreaktion gebildete Wärme abführt, Luft einleitet um den aus dem Reaktor ausgetragenen Wasserdampf zusammen mit dem gebildeten pulverförmigen gelöschten Kalk abzuführen und daß man den erhaltenen, fein verteilten, gebrannten Kalk in einer Sammeleinrichtung sammelt.
Die Erfindung stellt auch eine Vorrichtung zum Löschen von gebranntem Kalk unter Verwendung der Wirbelschichttechnik zur Verfügung, die durch einen vertikalen zylindrischen Reaktor mit einem kegelstumpfartigen Boden, der mit liner Wasser-Wärmeaustauschvorrichtung versehen ist, eine Beschickungseinheit für die Zuführung der Körner des gebrannten Kalks in das Wirbelschichtbett des Reaktors, eine Leitung zur Einführung von Wasserdampf in den Reaktor vom Boden desselben, eine Leitung zum Einlaß min Luft in den oberen Teil des Reaktors, die Wasserdampf-Ablaßleitung des Reaktors und in die Wasserdampfeinführungsleitung und durch eine Sammeleinheit, um den den abgelassenen Wasserdampf begleitenden pulverförmigen gelöschten Kalk aufzufangen.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Die Körner des gebrannten Kalks werden aus dem Fülltrichter 1 mittels einer Beschickungseinrichtung, z.B.
eines Schraubenförderers 2 in das Fließbett des Reaktors 3 geleitet. Um ein Verstopfen des Förderers 2 aufgrund eines vorzeitigen Löschens des eingebrachten, gebrannten Kalks zu vermeiden, welches durch einen rückströmenden Wasserdampfstrom aus dem Reaktor bewirkt sein könnte, wird es bevorzugt, Luft entweder von Raumtemperatur oder von erhöhter Temperatur aus der Leitung 4 in den Ausgang des Förderers 2 einzuleiten, wobei die Luft den gebrannten Kalk in den Reaktor 3 hineinbegleitet. Die bevorzugte Größe der Körner des gebrannten Kalks beträgt ungefähr weniger als etwa 1 cm irn Durchmesser.
Der obere Teil 5 des Reaktors 3 ist von zylindrischer Gestalt, während der untere Teil 5t des Reaktors eine kegelstumpfartige Gestalt aufweist, dessen neigung so ausgebildet ist, daß am Boden des Kegels eine Aufwirbelung der groben Körner des eingebrachten, gebrannten Kalks erfolgt, während die feinen Körner an der Oberseite des Kegels aufgewirbelt werden.
Im Innern des Reaktors 3 ist eine Wasser-Wärmeaustauschvorrichtung 7 vorgesehen. Die während der Löschungsreaktion freigesetzte Wärme wird in der Weise aufgenommen, daß flüssiges Wasser dem Einlaß 6 der Wärmeaustauschvorrichtung zugeführt wird, um die Temperatur des Wirbelschichtbettes auf einem für das Löschen geeigneten Wert zuhalten, wobei das der Wärmeaustauschvorrichtung 7 zugeführte Wasser erhitzt und in Wasserdampf überführt-wird.-Der erhaltene Wasserdampf kann zum Aufwirbeln und- zum Löschen der Teilchen des gebrannten Kalks durch die Wasserdampfverteilungsplatte 9 verwendet werden. Die Zuführùng-erfolgt über die Beschickungsleitung 11, die am Boden der Platte 9 vorgesehen ist. Wenn die Temperatur des Wirbelsohichtbettes über die vorgesehene Temperatur ansteigt, dann-wird durch die Leitung 15 weiteres flüssiges Wasser zugeführt, um die Temperatur zu regulieren.
Die zugeführte Menge des flüssigen Wassers hängt von der -Menge des gebrannten Kalks, die zu löschen ist, ab, sowie von den Betriebsbedingungen und variiert entsprechend den Betriebserfordernissen.
Die Temperatur des Wirbelschichtbettes wird vorzugsweise bei 105 - 3090 C gehalten.
Der an der Oberfläche des-kornförmigen, gebrannten Kalks nach dem Löschen gebildete-gelöschte- Kalk schält sich von den KöSrnern durch die heftige Kollision zwischen den einzelnen Körnern des gebrannten K~alks und mit der Wärmeaustauschvorrichtung 7 ab, und wird zu einem feinen Pulver.
Dieses wird aus dem Auslaß 12 an der Oberseite des Reaktors 3 zusammen mit dem Strom des abgelassenen Wasserdampfes abgegeben.
Die groben Teilchen oder die Klumpen des gebrannten Kalks, die-nicht aufwirbeln können und die sich am Boden des Reaktors 3 absetzen, können durch einen Dreh-Zerteiler 8 in kleinere Körner mit geeigneter Größe zerteilt und dann gelöscht werden. Dieser ist oberhalb der Wasserdampfverteilungsplatte 9 angeordnet.
Die feinen Teilchen des gebrannten Kalks, die von dem Eülltrichter 1 zugeführt werden, werden während ihres kurzen Aufenthalts in dem Reaktor 3 vollständig gelöscht, bevor sie aus dem Reaktor 3 zusammen mit dem abgelassenen Wasserdampf austreten.
Der unkalzinierte Kalk, der kalzinierte Ton und die anderen mineralischen Verunreinigungen können sich absetzen und diese Teilchen werden am Boden des Reaktors 3 gespeichert.
Sie werden durch das Rohr 10 ausgetragen, welches etwas oberhalb der Wasserdampfverteilungsplatte 9 angeordnet ist.
Da nur 0,4 bis o,65 kg Wasser/kg gebrannten Kalks zum Löschen des gebrannten Kalks benötigt werden, wird nicht der gesamte Wasserdampf aus der Wärmeaustauschvorrichtung 7 zum Löschen benötigt, so daß der Rest des Wasserdampfs für andere Zwecke verwendet werden kann.
Der aus der Öffnung 12 ausgetragene feinpulvrige, gelöschte Kalk wird in eine geeignete Sammeleinrichtung, z.B. einen Zgklon 16 und ein Beutelfilter 18, eingeleitet, um gewonnen zu'--werden, während der Wasserdampf und die ausgetragene Luft durch die Leitung 19 abgelassen werden.
Wenn die in dem abgelassenen Wasserdampf vorhandene Luftmenge zu gering ist, dann neigt letzterer dazu, bei Temperaturen etwas unterhalb 1000 C bei Atmosphärendruck zu kondensieren und den gelöschten Kalk in der Sammeleinrichtung zu koagulieren und zu verbacken. Auf diese Weise würde dieQualität des Produkts 'verschlechtert werden, wodurch es vorzuziehen ist, in den oberen Teil des Reaktors ), das Ablaßrohr von dem Auslaß 12 und/oder die Wasserdampfbeschickungsleitung 11 heisse Luft einzuleiten, um ein Kondensieren des Wasserdampfs in- der Sammeleinrichtung zu vermeiden. Es ist auch vorzuziehen, die Innentemperatur der Sammeleinrichtung im Bereich.von 70 - 280° C zu halten, um eine Trennung der feinen Pulver des gebrannten Kalks vorzunehmen. Im Falle der Verwendung eines Beutelfilters als Sammeleinrichtung wird jedoch diese Innentemperatur durch die Temperatur begrenzt, welcher das Filtertuch widerstehen kann. Im allgemeinen liegt die bevorzugte Temperatur im Innern des Beutelfilters unterhalb 1500 C.
Wenn der Zyklonsammler 16 und das Beutelfilter 18 als Sammeleinrichtung für die Abtrennung des fein gepulverten, gelöschten Kalks vorgesehen sind, dann sind diese Sammeleinrichtungen, wie in der Zeichnung dargestellt, in Reihe geschaltet. Der fein verteilte, gelöschte Kalk, der durch~ den Zyklonsammler 16 und das Beutelfilter 18 abgetrennt wird, wird in das Reservoir 21 fallengelassen, was durch die Ventile 17 und 20 geschieht. Der fein verteiltes gelöschte Kalk wird aus dem Drehventil 24 herausgenommen, nachdem der Wasserdampf durch Heißluft ersetzt worden ist, welche durch den Lurteinlaß 22 eingeleitet und durch den Luftauslaß 23 abgeführt wird. Wenn das Drehventil 24 in Kombination mit einer automatischen Verpackungsmaschine betrieben wird, dann kann eine Zerstreuung der feinen Pulver während des Verpackens vermieden werden.
Gemäß der Erfindung kann der kornförmige, gebrannte Kalk mitdem Wasserdampf in extrem gutem Kontakt gehalten werden.- Darüber hinaus kann, weil der erhaltene gelöschte Kalk, der auf der Oberfläche des kornförmigen, gebrannten Kalks gebildet wird, durch die heftige Wirbelschichtbildung und die heftige Kollision mit der Wärmeaustauschvorrichtung leicht abgeschält wird, der Anteil des frischen, kolnrörmigen, gebrannten Kalks konstant mit dem Wasserdampf in ausgezeichnetem Kontakt gehalten werden.
Die Zeit für die Vervoliständigung der Löschungsreaktion kann daher stark reduziert werden und die Kapazität des Reaktors kann im Vergleich mit den herkömmlidhenLöschungssystemen hinsichtlich der Löschungsbehandlung pro Volumeneinheit des Reaktors und pro Zeiteinheit extrem gesteigert werden.
Der Betrieb der Vorrichtung für das Löschen von gebranntem Kalk gemäß der Erfindung gestaltet sich sehr einfach. Auch ein Start der Vorrichtung nach einer Unterbrechung, z.B. im Falle eines Stromausfalls, gestaltet sich einfach.
Die Temperatur des Wirbelschichtbettes kann gleichförmig gehalten werden, wodurch die gewünschte Qualität des Produkts gewährleistet wird. Ferner kann aufgrund der Verwendung des Beutelfilters als Sammeleinrichtung eine Streuung der feinen Teilchen des gelöschten Kalks vermieden werden. Weitere Vortelle ergeben sich aus der automatisch kontrollierbaren Betriebsweise.
Dadie Verunrelnlgungen, z. B. Sand, nicht kalzinierter Kalkstein, kalzinierter Ton und dgl., die in dem Rohmaterial vorliegen, insbesondere aber der ungebrannte Kalk, leicht von dem erhaltenen gelöschten Kalk abgetrennt und separat ausgetragen werden können, kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein gelöschter, reiner Kalk mit hoher Qualität erzeugt werden.
Die Erfindung wird in dem Beispiel erläutert: Aus dem Fülltrichter wurden in den Reaktor, der in der Zeichnung dargestellt ist (Innendurchmesser am Boden 3,6 cm, Innendurehmesser an der Oberseite 8,8 cm, Höhe des konischen Teils 40 cm, Gesamthöhe 85 cm, Kegelwinkel 280), Körner des gebrannten Kalks mit einer durchschnittlichen Größe von etwa 1 mm im Durchmesser gebracht. Die Körner bestanden aus 81,7 % CaO- und zum Rest aus nicht kalziniertem Kalkstein und kalziniertem Ton. Die Zuführungsgeschwindigkeit betrug 12 g/min. Vom Boden des Reaktors wurde mit einer Geschwindigkeit von 12 g/min. Wasserdampf mit 1300 C eingeführt. Die aufgewirbelte Menge des Gemisches aus gebranntem Kalk und gelöschtem Kalk im Innern des Reaktors wurde auf 505 g gehalten. Dieses Gemisch wurde gelöscht.
Zu dem Wirbelschichtbett wurde mit einer Geschwindigkeit von 1,2 g/min. flüssiges Wasser geleitet, um die Temperatur des Wirbelschichtbettes bei 1400 C zu halten. In dem abgelassenen Wasserdampf, der den gelöschten Kalk enthielt, wurde.
bei seinem Verlassen von der Oberseite des Reaktors heisse Luft mit 150° C mit einer Geschwindigkeit von 2,5 1/min..
zugeführt, um die Kondensation des Wasserdampfs im Innern des Zyklons und Beutelfilters zu verhindern. Die Temperatur in diesen Sammeleinrichtungen betrug 1200 C bzw. 1050 G.
Der mit dem abgelassenen Wasserdampf mitgehende gebrannte Kalk wurde mit einer Ausbeute von 60 % und 22 % durch den Zyklon und das Beutelfilter gewonnen. Die Werte beziehen sich hierbei auf den gebrannten Kalk. Vom Boden des Reaktorswurden 18 ffi des gelöschten Kalks zusammen mit den Verunreinigungen gewonnen.
Der gesammelte gebrannte Kalk war ein feines Pulver mit einer Größe von etwa 1 u/ und einer Reinheit von 99,2 %.

Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Löschen von gebranntem Kalk unter Verwendung der Wirbelschichttechnik, dadurch g e k e n nz e i c h n e t , daß man die Körner des gebrannten Kalk mittels eines Wasserdampfstroms durch einen vertikalen zylindrischen Reaktor mit einem kegelstumpfartigen Boden, der mit einer Wasser-Wärmeaustauschvorrichtung versehen ist, aufwirbelt, die Temperatur des Wirbelschichtbettes auf einem solchen Wert aufrecht erhält, der zur Vornahme der Löschung geeignet ist, indem man Wasser durch die Wärmeaustauscheinrichtung leitet und die während der Löschungsreaktion gebildete Wärme abführt, Luft einleitet, um den aus dem Reaktor ausgetragenen Wasserdampf zusammen mit dem gebildeten, pulverförmigen, gelöschten Kalk abzuführen und daß man den erhaltenen, fein verteilten,gebrannten Kalk in einer Sammeleinrichtung sammelt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Durchmesser der Körner des gebrannten Kalks weniger als 1 cm beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Temperatur des Wirbelschichtbettes bei 105 - 300° C gehalten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n-n -z e i c h n e t , daß flüssiges Wasser in die Wärmeaustauschvorrichtung des Wirbelschichtbettes eingeleitet wird, um die Temperatur zu regeln.
5. Verfahren nach Anspruch 1» dadurch g e k e n nz e i c h n e t , daß der durch die Wärmeaustauschvorrichtung gebildete Wasserdampf zur Aufwirbelung und Löschung des gebrannten Kalks verwendet wird,
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der gebildete-pulverförmige,gelöschte Kalk bei Temperaturen von 70 - 2800 C unter Verwendung einer Sammeleinrichtung abgetrennt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß- ein Zyklonsammler und ein Beutelfilter in Reihe angeordnet sind und daß die Abtrennung des pulverförmigen, gelöschten Kalks im Beutelfilter bei einer Temperatur von 70 - 250° C erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Körner des gebrannten Kalks durch einen Wasserdampfstrom aufgewirbelt werden, der mit nach oben strömender Luft vermischt ist.
9. Vorrichtung zum Löschen von gebranntem Kalk unter Verwendung der Wirbelschichttechnik, g e k e n n z e i c h -n e t durch einen vertikalen, zylindrischen Reaktor (3) mit einem kegelstumpfartigen Boden (5'), der mit einer Wasser-Wärmeaustauschvorrichtung (7) versehen ist, eine Beschickungseinheit (2) für die Zuführung der Körner des gebrannten Kalks in das Wirbelschichtbekt des Reaktors, eine Leitung (11) zur Einführung von Wasserdampf in den Reaktors vom Boden desselben, eine Leitung (4) zum Einlaß von Luft in den oberen Teil des Reaktors (3)-, die Wasserdampf-Ablaßleitung des Reaktors und in die Wasserdampfeinführungsleitung ( und durch eine Sammeleinheit (16, 18), um den den abgelassenen Wasserdampf begleitenden pulverförmigen gelöschten Kalk aufzufangen
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Auslaß der Wärmeaustauschvorrichtung (7) mit dem Einlaß der Wasserdampfeinfilhrungsleitung (11) verbunden ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß mit der Leitung der Beschickungseinheit (2) für den gebrannten Kalk eine Heißluftleitung (4) verbunden ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g'e k e n n -z e i c h n e t , daß etwas oberhalb der Wasserdampfeinführungsleitung (11) eine Wasserdampfverteilungsplatte (9) angebracht ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß oberhalb der Wasserdampfverteilungsplatte (9) ein Drehzerteiler (8) vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß eine Wasserleitung mit einem Teil des Wirbelschichtbettes in dem Reaktor verbunden ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß etwas oberhalb der Wasserdampfverteilungsplatte (9) eine Austragungsleitung (10) für Verunreinigungen und pulverförmigen, gebrannten Kalk vorgesehen ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Sammeleinheit (16, 18) einen in Reihe geschalteten Zyklonsammler (16) und einen Beutelfilter (18) umfaßt.

L e e r s e i t e