DE2152940A1

DE2152940A1 - Verfahren zum brennen von gips in einem heizgasstrom

Info

Publication number: DE2152940A1
Application number: DE2152940A
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung M Antrag
Original assignee: Rheinstahl AG
Current assignee: CNH Industrial Baumaschinen GmbH
Priority date: 1971-10-23
Filing date: 1971-10-23
Publication date: 1973-05-30
Also published as: BE790039A; FR2161925A2; GB1399553A; FR2161925B2; US3773892A; CH586640A5; DE2152940C2; JPS4850997A

Description

Essen, den 22. Oktober 1971 PZ 2815

Patentanmeldung:

"Verfahren zum Brennen von Gips in einem Heizgasstrom¹¹ Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 19 40 007.8) Anmelder: Rheinstahl Aktiengesellschaft, Essen

Gegenstand des Hauptpatentes ist ein Verfahren zum Brennen von Gips in einem durch Erhitzen des Gases gebildeten Heizgasstrom in einer Zyklon-Brennanlage mit vorzugsweise mehreren hintereinandergesehalteten Zyklonen, bei dem die Temperatur des eintretenden Heizgasstromes so eingeregelt wird, daß sie möglichst wenig über der Austrittstemperatur des zu behandelnden Gutes liegt, insbesondere das 1,1 bis 2,Ofache beträgt, wobei die Verweilzeit des Gutes im Heizgasstrom insbesondere in einem Bereich von 0,5-10 see und die relative Feuchtigkeit des Heizgasstromes bezogen auf die Betriebstemperatur insbesondere auf einen Betrag von 40 - 95 % regelbar ist. Dabei weist ferner das Rohmaterial insbesondere eine Korngröße bis zu max. 2 mm mit einer bevorzugten Kornklasse zwischen 5 - 400 ((

Das Verfahren dient dem Zweck, in ein- und derselben Anlage und in kontinuierlicher Arbeitsweise die verschiedenen Gipsphasen und -modifikationen weitgehend getrennt voneinander oder in einer gewünschten Mischung und ferner Sondergipssorten treffsicher herzustellen.

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Soweit es sich nun um die Herstellung von Gipssorten handelt, die aus einer Mischung verschiedener Phasen oder Modifikationen bestehen, wie Putzgips, der z.B. aus 42 % Anhydrit II, 13 % Anhydrit III, 33 % Halbhydrat,. 2 % Dihydrat und 10 % Inertes besteht, aber auch bei der Herstellung einzelner Phasen und Modifikationen, hat sich eine ständige Überwachung der Zusammensetzung sowohl des Endproduktes als auch der Produkte der einzelnen Behandlungsstufen als notwendig herausgestellt. Diese Überwachung ist auch bei fest eingestellten Behandlungsgrößen, wie Temperaturen, Korngrößen usw. insofern empfehlens- ^ wert, als das Ausgangsprodukt oft einen wechselnden Wassergehalt (Kristallwasser und freies Wasser) hat, so daß sich trotz gleichbleibender Behandlungsbedingungen Verschiebungen der Anteile der einzelnen Phasen und Modifikationen im Endprodukt ergeben können, die zu anderen Produkteigenschaften führen.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, das Verfahren gemäß dem Hauptpatent so zu vervollkommnen, daß eine genaue Überwachung der Produktzusammensetzung aus den einzelnen Phasen und Modifikationen und eine Steuerung im Sinne |f einer gezielten Herstellung eines Gipses von einer bestimmten Zusammensetzung unabhängig von den Schwankungen des Ausgangsmaterials ermöglicht wird. Sie geht dabei von der Erkenntnis aus, daß der Gehalt an Kristallwasser ein Erkennungsmerkmal für das Vorliegen der einzelnen Phasen, nämlich Anhydrit, Halbhydrat und Dihydrat und im Zusammenhang mit der Führung des Brennprozesses auch der einzelnen Modifikationen, nämlich der oC - oder β -Modifikation ist.

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Die Erfindung besteht darin, daß der Kristallwassergehalt des aus den einzelnen Zyklonstufen austretenden Gutes ermittelt wird und durch den Meßwert die durch die einzelnen Stufen fließenden Anteile des Gesamt-Brenngutes im Sinne einer bestimmten Zusammensetzung des Endproduktes aus den einzelnen Phasen und Modifikationen mengenmäßig gesteuert werden .

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Wassergehalt des vorgetrockneten Rohrmaterials ermittelt wird und durch den Meßwert seine Vortrocknung so gesteuert wird, daß im Rohmaterial praktisch keine freie Feuchtigkeit mehr vorhanden ist.

Das Kristallwassergewicht des Gutes wird erfindungsgemäß durch Messen des Kristallwasservolumens mit Hilfe der nuklearen Methode der Feuchtigkeitsmessung und durch Messen der Materialdichte mit Hilfe von emittierten )f -Strahlen ermittelt.

Weiter besteht die Erfindung darin, daß das aus der letzten Stufe (Hochtemperaturstufe) austretende Gut oder Anteile desselben im Kreislauf in diese oder eine vorhergehende Stufe zurückgeführt werden. Auf diese Weise kann die Verweilzeit des Gutes in der Brennanlage wirksam verlängert werden, so daß in der Hochtemperaturstufe mit Sicherheit Hochtemperaturgips (Anhydrit II und III) erzielt wird.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen

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Verfahrens besteht in weiterer Ausgestaltung der Erfindung darin, daß die einzelnen Zyklone durch Fallrohre mit einer Fördervorrichtung (Dosiervorrichtung) verbunden sind, wobei das von der letzten (Hochtemperatur)-Stufe kommende Fallrohr am Anfang der Fördervorrichtung einmündet, das von der ersten (Niedertemperatur)-Stufe kommende Fallrohr in Förderrichtung dahinter und schließlich ein vom Bunker des vorgetrockneten Rohmaterials kommendes Fallrohr weiter dahinter einmündet und wobei über der Fördervorrichtung hinter jeder Fallrohreinmündung je ein Meß-) instrument zum Messen des Kristallwassergehaltes angeordnet ist.

Weiter ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem ersten Meßinstrument im Boden der Fördervorrichtung eine Abzugsvorrichtung zur Rückführung des aus dem ersten Fallrohr kommenden Gutes oder eines Anteiles desselben in die letzte oder eine andere Zyklonstufe vorgesehen ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer für die " Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Zyklon-Brennanlage dargestellt, die weitere Einzelheiten der Erfindung zeigt.

Es bezeichnet 1 den ersten (Niedertemperatur)-Zyklon und 2 den zweiten (Hochtemperatur)-Zyklon, die durch das Heizgasrohr 16 miteinander verbunden sind. Die in der Brennkammer 3 erzeugten Heizgase gelangen über das Heizgasrohr 8 in den Zyklon 2. Ihre Temperatur wird von einem im Gutauslauf des

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Zyklons 2 befindlichen Meßinstrument 28 über einen Regelkreis gesteuert.

Ferner ist die Brennkammer 3 über die Gasrückführungsleitung 4, die eine Regelklappe 6 enthält, mit dem Absaugeventilator 5 des Zyklons 1 verbunden» Durch die Gasrückführung sleitung 4 kann eine geregelte Menge Abgas in die Brennkammer zurückgeführt werden, und zwar teils aus Gründen der Wärmeeinsparung.und teils zum Zwecke der Temperaturminderung der heißen Brennkammergase. Das restliche, nicht zurückgeführte Abgas wird durch die Leitung 29 den Staubabscheidern 11 zugeführt, die mit dem Absaugeventilator 12 verbunden sind.

Das gemahlene und getrocknete Rohmaterial gelangt über die Staubabscheider 11 und die Fördereinrichtung 13 in den Silo 14, von wo es über die Leitung 15 in das zum Zyklon 1 führende Heizgasrohr 16 aufgegeben wird; eine geringe Menge des Rohmaterials gelangt über die regelbare Zuteileinrichtung 24 und das Fallrohr 18 unmittelbar auf die Fördervorrichtung 10 für das Endprodukt.

Das aus dem Zyklon 1 austretende Gut wird durchdie Leitung 7 dem Heizgasrohr 8 und damit dem Hochtemperaturzyklon 2 und teilweise in geregelter Menge als Niederbrandgips durch das Fallrohr 9 unmittelbar der Fördervorrichtung 10 zugeführt. Der Fördervorrichtung 10 wird durch das Fallrohr 17 auch das aus dem Hochtemperaturzyklon 2 kommende Gut (Hochbrandgips ) zugeführt.

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Die Anordnung der Fallrohre 17, 9 und 18 ist so getroffen, daß das vom Hochtemperaturzyklon 2 kommende Fallrohr 17 am Anfang der Fördervorrichtung 10 in diese einmündet, danach das vom Niedertemperaturzyklon 1 kommende Fallrohr 9 und schließlich das vom Silo 14 kommende Fallrohr 18.

Über der Fördervorrichtung 10 ist hinter der Einmündung der Fallrohre 17, 19 und 18 je ein kombiniertes Meßinstrument 19, 20 und 21 zum Messen des Kristallwasservolumens und der Materialdichte des Fördergutes angeordnet, aus dem sich das Kristallwassergewicht ergibt. Die Meßinstrumente und 21 steuern über je einen Regelkreis die Zuteilorgane und 24 der Falleitungen 9 und 18. Das Meßinstrument 19 steuert über einen Regelkreis die Abzugsvorrichtung 22 im Boden der Fördervorrichtung 10 hinter dem Meßinstrument 19« Durch sie kann das aus dem Hochtemperaturzyklon 2 austretende« Material oder ein Anteil desselben über den Förderer 25 und die Leitung 26 im Kreislauf in den Zyklon 2 zurückgeführt werden, wodurch die Verweilzeit des Guts in der Anlage verlängert wird, um in der Hochtemperaturstufe

" mit Sicherheit Anhydrit II und III zu erhalten. Um evtl. die Rückführung des Gutes ggf. auch in dem Zyklon 1 vornehmen zu können, ist von der Leitung 25 ausgehend noch eine umschaltbare Abzweigleitung 27 vorgesehen, die in das Heizgasrohr 16 mündet.

Über der Fördervorrichtung 13 für das vorgetrocknete Rohmaterial ist ein weiteres kombiniertes Meßinstrument 18

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zum Messen des Wassergehaltes angeordnet, das über einen nicht gezeichneten Regelkreis die außerhalb der Anlage vorgenommene Vortrocknung, ggf. die Mahltrocknung des Rohmaterials in dem Sinne steuert, daß in diesem praktisch keine freie Feuchtigkeit mehr vorhanden ist.

Bei der Regelung wird davon ausgegangen, daß die Anhydritphasen (I,II,III) kristallwasserfrei sind, die Halbhydratphase stöchiometrisch einen Kristallwassergehalt von 6,21 Gew.% und die Dihydratphase einen Kristallwassergehalt von 20,92 Gew. % hat.

Durch das Meßinstrument 19 wird festgestellt, ob das aus dem Fallrohr 17 des Zyklons 2 austretende Gut kristallwasserfrei ist, woraus sich ergibt, daß es nur aus Anhydrit besteht. Die Messung der Gutaustrittstemperatur durch das Meßinstrument 28 gibt: dabei Aufschluß über die darin enthaltenen Anteile von Anhydrit II und Anhydrit III, wobei bei einer Brenntemperatur von 150 bis 290 C nur Anhydrit III und bei einer Brenntemperatur von 400 - 600 G Anhydrit II gebildet wird.

Durch das Meßinstrument 20 wird der Kristallwassergehalt des in übereinander gelagerten Schichten aus den Fallrohren 17 und 9 austretenden Gutes (Anhydrit und Halbhydrat) gemessen. Aus dem Wert des Kristallwassergehaltes kann, da der Anhydrit kristallwasserfrei ist, gemäß der nachstehenden Formel das Verhältnis des Halbhydrates zum Anhydrit ermittelt werden;

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M₁ = 1 + χ ^/o

wobei ist

M-, am Instrument 20 gemessen er Kristallwassergehalt des Gemisches in Gew.%

6,21 stöchiometrischer Kristallwassergehalt des Halbhydrates in Gew.%

1 Anteil des Anhydrits

χ Verhältnis des Halbhydrates zum Anhydrit (II und III)

Durch das Meßinstrument 21 wird der Kristallwassergehalt des aus allen Fallrohren 17, 9 und 18 in übereinandergelagerten Schichten austretenden Gutes gemessen. Aus dem Wert des Kristallwassergehaltes kann unter Berücksichtigung des vorhergehenden Meßwertes M-. vom Instrument 20 das Verhältnis des hinzugekommenen Dihydrates zum Anhydrit gemäß der nachstehenden Formel ermittelt werden, wodurch auch die Zusammensetzung des Endproduktes bekannt ist:

2 1 + χ + y

wobei ist
ψ

M„ am Instrument 21 gemessener Kristallwassergehalt

des Gemisches in Gew.%

20,92 stöchiometrischer Kristallwassergehalt des Dihydrates in Gew.%

y Verhältnis des Dihydrates zum Anhydrit (II und III)

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In der Praxis wird man so arbeiten, daß man für eine als gut befundene Gipszusammensetzung labormäßig die Anteile der einzelnen Phasen bestimmt, aus diesen mittels der Formeln die an den verschiedenen Meßstellen einzuhaltenden Kristallwassergehalte errechnet und diese den Meß- und Steuergeräten als Sollwerte für die Regelung vorgibt.

Durch eine entsprechende Schaltung der Regelkreise ist es selbstverständlich auch möglich, einen Einphasengips, zu erzeugen.

PATENTANSPRÜCHE:

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Claims

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-ίο -

Patentansprüche:

Iy Verfahren zum Brennen von Gips in einem durch Erhitzen eines Gases gebildeten Heizgasstrom in einer Zyklon-Brennanlage mit vorzugsweise mehreren hintereinander geschalteten Zyklonen nach Patent (Patentanmeldung 19 40 007.8), dadurch gekennzeichnet, daß der Kristallwassergehalt des aus den einzelnen Zyklonstufen austretenden Gutes ermittelt wird und durch den Meßwert die durch die einzelnen Stufen fließenden Anteile des Gesamt-Brenngutes im Sinne einer bestimmten Zusammensetzung des Endproduktes aus den einzelnen Phasen und Modifikationen mengenmäßig gesteuert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Wassergehalt des vorgetrockneten Rohmaterials ermittelt wird, und durch den Meßwert seine Vortrocknung so gesteuert wird, daß im Material praktisch keine freie Feuchtigkeit mehr vorhanden ist.
^ 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Kristallwassergewicht durch Messen des Kristallwasservolumens mit Hilfe der nuklearen Methode der Feuchtigkeitsmessung und durch Messen der Materialdichte mit Hilfe von emittierten v" -Strahlen ermittel wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das aus der letzten Stufe (Hochtempe-

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raturstufe) austretenden Gut oder Anteile desselben im Kreislauf in diese oder eine vorhergehende Stufe zurückgeführt werden.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichn e t , daß die einzelnen Zyklone (1,2) durch Fallrohre (17,9,>$) mit einer Fördervorrichtung (Dosiervorrichtung) (10) verbunden sind, wobei das von der letzten (Hochtemperatur) -Stufe (2) kommende Fallrohr (17) webe am Anfang derFördervorrichtung einmündet, das von der ersten (Niedertemperatur)-Stufe (1) kommende Fallrohr (9) in Förderrichtung dahinter und schließlich ein vom Bunker (14) des vorgetrockneten Rohmaterials kommendes Fallrohr (18) weiter dahinter einmündet und wobei über der Fördervorrichtung (10) hinter jeder Fallrohreinmündung je ein Meßinstrument (19,20,21) zum Messen des Kristallwassergehaltes angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß hinter dem ersten Meßinstrument (19) im Boden der Fördervorrichtung (10) eine Abzugsvorrichtung (22) zur Rückführung des aus dem ersten Fallrohr (17) kommenden Gutes oder eines Anteiles desselben in die letzte (2) oder eine andere Zyklonstufe (1) vorgesehen ist.

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