DE2246788A1

DE2246788A1 - Verfahren und ausruestung zur verarbeitung von flugaschen zur herstellung expandierter knoetchen und somit erhaltene erzeugnisse

Info

Publication number: DE2246788A1
Application number: DE19722246788
Authority: DE
Inventors: Charles Boutry
Original assignee: Houilleres du Bassin du Nord et du Pas de Calais
Current assignee: Houilleres du Bassin du Nord et du Pas de Calais
Priority date: 1971-10-05
Filing date: 1972-09-23
Publication date: 1973-04-12
Also published as: NL7213526A; FR2155051A5; ES407291A1; GB1386690A; IT967933B; LU66221A1; BE789103A

Description

HOUILLERES DU BASSIN DU NOKD ET DU PAS-DE-CALAIS, in Douai (Nord)
Frankreich

Verfahren und Ausrüstung zur Verarbeitung von Flugaschen zur
Herstellung expandierter Knötchen und somit erhaltene Erzeugnisse.

Priorität : Frankreich, vom 5· Oktober 1971

Der technische Sektor der Erfindung ist derjenige der Baustoffe und insbesondere derjenige der Zuschlagstoffe und speziell der Granulate, die zur Zusammensetzung der Betons verwendet werden, deren Bindemittel ein Zement oder jeder andere Stoff sein kanm.

Es ist bereits erwogen worden, Flugaschen, die in sehr grossen Mengen, insbesondere in den Kohlenstaubfeuerungen der Kraftwerke anfallen, auf verschiedenen Gebieten zu verwenden, um die Absätze unter gleichzeitiger Veredelung dieser Rückstände zu begünstigen. So sind
massive Verwendungen auf dem Gebiete der Strassenbauarbeiten erwogen
worden. Unter Ausnutzung ihrer Puzzolanerdeeigenschaften wurden sie den Zementen beigemengt und für. die Erzeugung von Presswerkstoffen verwendet·

Es ist ebenfalls erwogen worden, mit Hilfe dieser Flugaschen leichte Granulate in Form von aus agglomerierten Flugaschen bestehenden Knötchen zu bilden, die im Verlaufe einer geeigneten Wärmebehandlung expandiert werden, wobei die Agglomerierung durch eine Beigabe von Kalk und Wasser erzielt wird, die die Herstellung von Knötchen ermög=»

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lichen, welche getrocknet, einem Dekarbonisierungsprozess und anschliessend einer Expansion unterworfen werden.

Bisher verwendeten die erwogenen Fabrikationen lose Flugaschen so wie sie an den Lageretellen in der Nähe der Wärmekraftwerke oder anderen sehr grossen Feuerungsanlagen mit Kohlenstaubverbrauch entnommen werden konnten.

Die vorliegende Erfindung hat insbesondere zur Aufgabe, die Vorgänge zur Verarbeitung der Flugaschen für die Herstellung dieser expandierten Knötchen unter gleichzeitiger Verbesserung der Qualität der erzielten Erzeugnisse sowohl auf der Ebene der spezifischen Masse und der Festigkeit als auch auf der der Wärme- und Schallisoliereigenschaften wirtschaftlicher zu gestalten.

In der Praxis werden die in den Verbrennungegasen mitgeführten Aschen zwischen den Feuerungsaustritten und den Schornsteinen unter dem Einfluss elektrostatischer Felder in Flugstaubkammern zurückgehalten. Bei guter Auslegung hält eine derartige Kammer annähernd 70 % der darin eintretenden Aschen zurück. Deshalb weisen diese Anlagen mehrere aufeinanderfolgende und im allgemeinen vier Kammern auf, um einen Zurückhaltungssatz von mehr als 99 % zu erreichen, wobei der Rest in den Schornstein gelangt, um zu einem erträglichen Satz der Luftverunreinigung zu kommen.

Die physikalisch-chemischen Eigenschaften der somit ausgewählten Aschenmengen sind bei der Verwendung unterschiedlich, und die Erfindung umfasst, unter Ausnutzung dieser Auswahl, ein Verfahren zur Herstellung der vorgenannten Knötchen, nach dem die Aschen zweier getrennter Auswahlmengen vermischt und in den gewünschten Proportionen verwendet werden, wobei dem Geraisch etwa 5 % gesiebter Kalk und anschlieseend 10 bis 15 % Wasser beigefügt werden, um eine Ballung mit einer Korngrösse von etwa 10 mm zu erreichen, wobei die somit erhaltenen Knötchen eine ausreichende mechanische Festigkeit gewinnen, um ih-

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rem Transport in den nachfolgenden Verarbeitungsphasen standzuhalten, die eine Vortrocknung zur Herabsetzung des Wassergehaltes auf 7 bis 8 %, eine Autoklavbehandlung oder ein Ausheizen zur Vollendung der Silizium-Aluminiumoxyd-Kalk-Reaktion zur Härtung der Knötchen, eine Durchtrocknung, eine Dekarbonisierungsbehandlung bei Temperaturen in grösstmöglicher Nähe einer unteren Grenze von 800°C aber mit möglichen Temperaturspitzen bis etwa 900⁰C₁ gefolgt von einer Expansionsphase bei Temperaturen zwischen 1350 und 1^00° mit einer Dauer von etwa 3 bis 5 Minuten und schliesslich eine Abkühlung umfassen, die in einer ersten Phase plötzlich erfolgt, wobei der gesamte Vorgang derart verlauft, dass die Oberflächen-porosität der erhaltenen Knötchen unter gleichzeitiger Herabsetzung ihrer spezifischen Masse und Erhöhung ihrer mechanischen Festigkeit verringert wird.

Die Energieeinsparung der auf diese Weise ausgelegten Behandlung zeigt sich somit auf der Ebene der Wärmeauegaben, die bei der Dekarbonisierung und der Expansion im Verhältnis zu dem bekannten Prozess geringer sind, bei dem nicht ausgewählte Flugaschen verarbeitet werden.

Die günstigsten Ergebnisse werden festgestellt, wenn die Auswahl der Aschen sich aus der Vermischung der Aschen der ersten und vierten elektrostatischen Felder ergibt, wobei die Mischung in demselben Zustand mit den verfügbaren Mengen vorgenommen wird.

Bei einer derartigen klassenweisen Wahl der Flugaschen wird in überraschender Weise festgestellt, dass den herabgesetzten Temperaturen der Dekarbonisierung ebenfalls geringere Expansionstemperaturen mit stark verkürzten Arbeitszeiten entsprechen, und zwar insgesamt für expandierte Erzeugnisse mit geringerer spezifischer Masse und höheren mechanischen Eigenschaften.

Bei dem Einsatz eines derartigen Verfahrens ist es vorteilhaft,' die Kugelbildung auf einer Granulatorplatte durchzuführen, um eine Gleichmässigkeit der Körnung zu erreichen, die grosser ist als diejeni-

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ge, die in einer einem Betonmischer analogen Wanne ersielt werden könnte.

Die Vortrocknung wird soweit getrieben, dasβ der Wassergehalt unter demjenigen liegt, der eine Zerstörung der Körnchen bei den Erhöhungen der Temperatur bewirken würde·

Die Phase des Durchganges durch den Autoklav kann durch ein Ausheizen ersetzt werden, dessen Dauer selbstverständlich viel länger ist, das aber unter gewissen wirtschaftlichen Umständen vorgezogen werden könnte, da alsdann gleichzeitig die Vortrocknung eingespart werden kann.

Selbstverständlich erfolgen die Phasen der Vortrocknung, der Autoklavbehandlung oder des Aueheizens, der endgültigen Auetrocknung der Knotchen, der Dekarbonisierung und der Expansion in oxydierender beziehungsweise für den Kohlenstoffentzug in überoxydierender Atmosphäre, unter vorteilhafter Verwendung der zusätzlichen von der Verbrennung des in den Aschen vorhandenen Kohlenstoffes entwickelten Wärme und mit methodisch organisierten Umläufen der Verbrennungeprodukte für die Heizung und insbesondere die Vortrocknung, das Ausheizen und das Durchtrocknen.

Die Erfindung umfasst ebenfalls die Geräteausrüstungen, die den Einsatz eines derartigen Verfahrens und die sich daraus ergebenden Erzeugnisse ermöglichen, die von expandierten Knotchen gebildet werden, welche für eine geringere spezifische Masse verbesserte Eigenschaften hinsichtlich der mechanischen Festigkeit und der Wärme- und Schallisolierung aufweisen, gleichgültig, ob es sich dabei um die alleinigen Knotchen oder um Knotchen handelt, die in verschiedenen hergestellten Gegenständen wie luckiger, magerer oder fetter Beton enthalten sind, sowie die Bauelemente, die daraus ohne Kücksicht auf die Bindemittel auf der Grundlage von Zementen oder anderen Stoffen gebildet werden.

Die Erfindung iet nachstehend anhand der Einsatzweisen eines derartigen Verfahrens zur Herstellung expandierter Knotchen beispiels-

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halbem erläutert.

Die Verbrennung des Kohlenstaubes in den Feuerungsanlagen der Kraftwerke bewirkt die'Erzeugung beträchtlicher Mengen von Flugaschen. Diese Erzeugung kann in den modernen Kraftwerken mit einer Leistung in der Grössenordnungvon 250 Megawatt 1200 Tonnen pro Tag erreichen.

Um in, höchstmöglicher Weise eine unerträgliche Luftverunreinigung zu vermeiden, werden die Aschen in einer Reihe von Flugstaubkammern unter der Einwirkung elektrostatischer Felder zurückgehalten. In der ' Aufeinanderfolge der genannten Kammern wird festgestellt, dass die effektiv zurückgehaltenen Flugaschenmengen etwa 70 % der eintretenden Aschenmenge betragen» Somit sind für die Erreichung eines Reinigungsgrades von mehr als 99 % vier in Reihe geschaltete Kammern erforderlich·

Bei der Herstellung expandierter Knötchen werden die Flugaschen aledann der ersten Kammer entnommen und mit denen der vierten Kammer gemischt, wobei die Selektion also im Verhältnis zu der Gesamtmenge der Aschen 70,3 % in der ersten Kammer und 2 % in der vierten Kammer, beträgt· Selbstverständlich könnten nötigenfalls Teilentnahmen erwogen werden, um die jeweiligen Proportionen der Anteile der gewünschten Mischung zu verändern·

Die somit ausgewählten Aschen weisen unterschiedliche Eigenschaften auf ; '

- der obere Heizwert der Aschen der ersten Kammer ist etwa halb so hoch wie derjenige.der Aschen der vierten Kammer, wobei diese Werte jeweils etwa ^20 und 765 Thermien pro Tonne.betragen j dieses ist auf einen entsprechenden Unterschied der Proportionen an Restkohlenetoff in diesen somit ausgewählten Aschenkategorien zurückzuführen j

- in petrographischer Hinsicht; findet man in den Aschen des vierten Feldes eine Mehrzahl feinerer Partikel, die mit grossen,meist aus kohlenstoffhaltiger Materie bestehenden Elementen verbunden sind %

- bei einer Versuchsheizung zur Bestimmung des Schmelzver-

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haitens auf Schmelzkegel bildenden Proben erfolgt eine Schrumpfung in derselben Gröseenordnung bei einer Temperatur, die für,die Aschen des vierten Feldes niedriger iat (etwa 1200°C) als für die des ersten Feldes (etwa 126o°C), mit einer höheren maxiaalen Expansion bei niedrigerer Temperatur (etwa 1380 C) für die Aschen dee vierten Feldes, während eine geringere maximale Expansion bei höherer Temperatur (etwa 1^30°C) für die Aschen des ersten Feldes eintritt.

Diese wesentlichen Merkmale finden sich in der Mischung wieder, und zwar mit einem logischen überwiegen derjenigen der Aschen des ersten Feldes.

Die Mischung der somit ausgewählten Aschen erhält eine Menge gesiebten Kalkes von 5 Gew.-^₁ wobei die Grosse der Kalkkörner unter 100 ρ liegt. Diese Mischung wird in trockenem Zustand durchgeführt.

Durch den Durchgang durch den Betonmischer oder besser auf einer Granulatorplatte mit geringer Geschwindigkeit und geneigter Achse wird unter Zerstäubung von Wasser auf dem oberen Teil der Platte und Zuführung von Pulver auf dem unteren Teil die Herstellung der Knötchen verwirklicht, die in aufeinanderfolgenden Schichten um einen zentralen Kern oder wenig kompakten Keim anwachsen. Auf diese Weise entstehen Wasserbrücken zwischen den Ascheteilchen untereinander und mit den Kalkkörnern. Die Umfangsechichten werden unter der Sinwirkung der Stossünd Heibungsvorgänge verdichtet und geglättet. Die Zunahme der unverarbeiteten Knötchen wird bis zu einem Kaliber von etwa 6 bis 8 buh getrieben. Bei diesem Vorgang erleichtert die innere Eigenschaft der Aschen des vierten Feldes das Zusammenbacken, denn, getrennt genommen ist das Zusammenballen dieser Aschen des vierten Feldes mit einem höheren Prozentsatz an Wasser leichter.

Für derartige unverarbeitete Knötchen erfolgt das Zerquetschen unter einer Last von etwa ^00 Gramm, wobei die Langsamkeit des Puzzolaneffektes noch keine Härtung bewirkt hat. Andererseits hat die grosse

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für das korrekte Zusammenfallen eines fein verteilten Produktes wie diese Flugaschen erforderliche Wassermenge zur Folge, dass die zu plötzliche Beschleunigung des Puzzolaneffektes bei der Einführung in eine Dampfatmosphäre das Problem der Wärmestossfeetigkeit aufwerfen würde.

Deshalb umfasst die Behandlung eine Phase der Vortrocknung, die den Wasseranteil auf Werte zwischen 7 und 8 # zurückführt. Diese Vortrocknung wird unter Lüftung durchgeführt, wobei das Erzeugnis in einem Trockner auf etwa 110⁰C erhitzt wird und die Verweilzeit für Wassermengen von 1*f bis 18 Gew.-% bei der Einführung zwischen 20 und 35 Minuten liegt. Der restliche Wasseranteil von 7 bis 8 Gew.-# bleibt also höher als derjenige, der für die Durchführung der Aluminiumoxyd-Silizium-Kalk-Beaktion erforderlich ist, der etwa 5 bis 7 % beträgt, und diese Eeaktion erfolgt alsdann vorzugsweise in dem Autoklav. Die vorgetrockneten Knötchen werden im Autoklav, wo sie einem Druckanstieg von 0,5 Bar pro Minute ausgesetzt sind, auf einen effektiven Druck von h Bar gebracht, der anschliessend innerhalb von 5 Minuten bis auf 5 Bar erhöht wird, wobei dieser Druck für einen Zeitraum von 3 Stunden beibehalten wird. Die Drückverminderung am Ende des Vorganges kann schnell erfolgen.

Die in den Autoklav eingeführten Knötchen -mit geringem Wassergehalt laufen keine Gefahr zu zerplatzen.

Am Ende der Autoklavbehandlung, wenn die vorgenannte Reaktion abgeschlossen ist, steigt die D^ckfestigkeit auf eine Last von etwa 3,5 kg an, d.i. annähernd zehnmal mehr als für die unverarbeiteten Knötchen.

Die folgende Behandlungsphase ist die Durchführung einer Durchtrocknung. In der Tat ist die interne Feuchtigkeit am Austritt aus dem Autoklav auf einem Wert von 7 bis 8 Gew.-% Wasser geblieben, so dass die Kügelchen bei der Einführung in einen Hochtemperaturofen dem Zerplatzen nicht widerstehen wurden. ;.-■■ · ' '-

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Deshalb werden die im Autoklav behandelten Knötchen in einen Ofen zur Durchtrocknung bei einer Temperatur von etwa 110 C während einer Dauer von 15 Stunden eingebracht· Ein Nachtrocknen in der umgebenden Luft bewirkt, wenn dieses erforderlich ist, nur tine erneute Aufnahme von Feuchtigkeit zum Durchechnitteeatz von 0,5 Gew.-# durch Auegleich mit dem Feuchtigkeitegrad dieser umgebenden Luft· Eine Regulierungelagerung ist daher ohne Gefahr am Eintritt eine· Entkohlungsofene.

Diese merklich trockenen und harten Knötchen werden eur Eliminierung des Restkohlenetoffee einem Durchgang durch einen Ofen bei Temperaturen von etwa 800 bis 900 C unterworfen· Die der vorgenannten unteren Grenze am nächsten gelegenen Temperaturen entsprechen an erster Stelle einem Schnelligkeitsmaximum für die Verbrennungereaktion des Kohlenstoffes.

Diese Reaktionsgeschwindigkeit ist in überraschender Weise grosser für die Kügelchen, die aus der vorgenannten Mischung der Flugaschen aus dem ersten und vierten Feld gebildet sind, ale für die Aschen dieser Felder, wenn sie getrennt behandelt würden und für das vollständige Gemisch der Aschen der vier Felder« Die Kohlenetoffverbrennung erfolgt in überoxydierender Atmosphäre« d.h. in Anwesenheit eines sehr starken Luftüberschussee. Die getrockneten Knötchen erreichen in weniger als 2 Minuten des übergangsbereiches die vorgesehene Temperatur, wobei in der Mitte eine momentane Überschreitung der genannten Temperatur auftritt, die sich aus der Verbrennung dee Restkohlenetoff es in Verbindung mit einer Verlangeamung der Diffusion dee Sauerstoffes in eine zur Schliessung neigenden Porosität ergibt· Die Verbrennung des Kohlenstoffes ist ferner von einer Reduktion gewisser Oxyde und insbesondere des Eisenoxydes begleitet.

Wie vorstehend erwähnt erfolgt die Dekartellisierung dee Gemisches ausgewählter Aschen schneller und bei geringeren Temperaturen

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als die der getrennten Bestandteile· So ist für dieses Gemisch bei 800°C der mögliche Massenverlust in 7 Minuten vollständig beendet, während bei 1000⁰C dieser Massenverlust in 10 Minuten erfolgt·

Für die ausgewählten"Aschen des ersten und vierten'Feldes sind die Ergebnisse in getrenntem Zustand unterschiedlich. In der Tat kann die Dekarbonisierung der Aschen des ersten Feldes, trotz eines geringeren Kohlenstoffgehaltes eine Behandlungszeit von 100 bis 110 Minuten erfordern, was wenigstens zehnmal mehr ist als für das vorgenannte Gemisch. Für diejenigen des vierten Feldes j die einen höheren Kohlenstoffgehalt aufweisen, zeigt der Beginn der Dekarbonisierung denselben Verlauf wie für den Fall des Gemisches, aber die Beendigung der Dekarbonisierung verlangt eine beträchtliche Zeit in derselben Grössenordnung wie in dem Falle der Aschen des ersten Feldes.

Die vorgenannten in dem angegebenen kurzen Zeitraum in zweckmässiger Weise entkohlten Knötchen enthalten nichtsdestoweniger einen geringen Rücketand an Kohlenstoff von etwa 0,5 bis 0,7 Gew,-#, der jedoch nicht störend ist und andererseits bei der nachfolgend beschriebenen Expansion mitwirken kann·

Diese Expansion nutzt zugleich die Thermoplastizität, die auf die in der Asche eingeschlossenen Flussmittel und auf den Zusatz von Kalziumoxyd zurückzuführen ist, der demjenigen des Kalkes in dem ursprünglichen Gemisch der Aschen des ersten und vierten Feldes entspricht. - ' .

Ferner werden eine Reihe von thermochemischen Erscheinungen verwendet, die Entgasungen bei denselben Temperaturen bewirken.

Diese Expansion erfolgt im Trommelofen, wobei in einer Zone desselben eine Umgebung geschaffen wird, die es im Zusammenwirken mit dem entsprechenden Abschnitt der Ofenwand ermöglicht, die entkohlten Knötchen einer Temperatur auszusetzen, die weit über derjenigen der Dekarbonisierung liegt» Der Eintritt des Of©ns bildet ©ine Vorwärmungs-

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zone vor der eigentlichen Expansionszone, hinter der eine Zone für die plötzliche Abkühlung zur Erstarrung der expandierten Struktur vor einem Austritt in die Atmosphäre erscheint, in deren Kontakt die Abkühlung ergänzt wird·

Die Temperatur der Expansionsζone ist insbesondere in Funktion der für die erzeugte Substanz gewünschten spezifischen Maeββ auf 1330 bis I¹K)O⁰C festgelegt* Die Dauer des Durchganges der Knötchen durch diese Expansionszone liegt zwischen 3 und δ Hinuten in Abhängigkeit von dem Kaliber der Knötchen, deren grösste den langen Zeiten entsprechen, und von dem gewünschten Expansionsgrad.

Es ist festgestellt worden, dass die vorstehend erwähnte Selektion der Aschen die Wahl der Expansionstemperaturβη günstig beeinflusst· Es ist alsdann möglich, bei gleicher Produktion nicht nur die Brennstoffausgaben, sondern ebenfalls die Grosse der Ausrüstungen und die Höhe der entsprechenden Investitionen herabzusetzen. Hieraue ergibt sich ebenfalls »ine Optimierung der spezifischen Hasse gegenüber der Druckfestigkeit, die zwischen h und 5 Bar liegt·

Es ist vorteilhaft, in dem Expansionsοfen und in der Hasse der verarbeiteten Knötchen ein pulverförmiges und feuerfestes Element in bekannter Weise umlaufen zu lassen, das jederzeit die Gefahr des Zusammenkleben unterbindet, wobei dieses Erzeugnis wie zum Beispiel ein Sand Gegenstand einer Bückgewinnung am Austritt des Ofens ist.

Die Umlaufgeschwindigkeit der Knötchen beträgt etwa 5 Meter pro Stunde über die gesamte Länge des Ofens und nimmt vorübergehend um 20 % bei dem Durchgang durch die erhitzte Expansionszone ab, woraus sich ein Verweilen der genannten Knötchen von etwa 3 bis 8 Minuten bei der Höchsttemperatur ergibt, wobei dieses Verweilen durch Änderung der Drehgeschwindigkeit einstellbar ist.

Es konnte einerseits festgestellt werden, dass das Gemisch der ausgewählten Aschen der Felder 1 und h bei allen Expansionstempe-

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raturen die leichtesten "und beständigsten Knötchen ergab. Die besten Ergebnisse werden mit denjenigen erreicht, die eine Entkohlung hei 800°G und eine Expansion bei 1*K)0^oC mit einer Verweilzeit von 3 bis 5 Minuten bei dieser Temperatur erfahren haben»

Es wurde ebenfalls vermerkt, dass die Knötchen für die niedrigsten Expansionstemperaturen die minimale Oberfläehenporosität aufwiesen.

Abschliessend kann vermerkt werden, dass die vorstehend beschriebene Arbeitsweise zu bedeutenden Einsparungen in Hinblick auf die Zeit der Dekarbonisierungs- und Expansionsbehandlung und auf die entsprechenden Temperaturen und also auf dem Verbrauch an Heizenergie sowie zu geringeren spezifischen Massen bei erhöhten Druckfestigkeiten führt. ·

Es wird darauf verwiesen, dass die Expansion sich aus Gase erzeugenden Reaktionen wie eine teilweise Verbrennung des verbleibenden Kohlenstoffrückstandes mit Entwicklung von Kohlendioxyd und insbesondere mit Auftreten von Schwefeldioxyd und Sauerstoff ergibt, die bei der unter Flammenbildung erfolgenden Zersetzung gewisser in den Aschen enthaltenen Substanzen freiwerden.

Selbstverständlich werden auch die Verarbeitungstemperaturen durch Regelvorrichtungen aufrechterhalten, die auf die erforderlichen Heizorgane wirken.

Durchgeführte Messungen der Wärmeleitfähigkeitekoeffizienten zeigen die ausgezeichneten Isoliereigenschaften der Agglomerate der somit erzielten Knötchen, wobei diese Koeffizienten zwischen 0,210 und 0,223 Kcal¹pro Stunde, pro Meter und pro Grad Celsius schwanken. Dasgleiche gilt für die spezifische Wärme, die etwa 0,163 Kcal pro Kilogramm, pro Grad Celsius, d.i. 682,2 Joule pro Kilogramm und pro Grad Celsius, beträgt und weit unter derjenigen liegt, die für die geläufigen Baustoffe und Isolierstoffe, zum Beispiel den Ziegelstein und das

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Diatomit, anerkannt ißt, wo dieselben spezifischen Warnen jeweils 920,8 und 837,1 Joule pro Kilogramm und pro Grad Celsius bei einer selben Temperatur von J5O°C für analoge Proben und unter denselben Versuchsbedingungen betragen·

Als Variante kann angegeben werden, dass die Autoklavbehandlung durch ein direktes feuchtes Aueheizen ersetzt werden könnte, das ebenfalls die Härtung der unverarbeiteten Kügelchen gewährleistet, wodurch auch die Aueschaltung der Vortrocknung ermöglicht wird. In einer Atmosphäre bei 90⁰C und einer konstanten relativen Feuchtigkeit von 95 % sind die Härtungsergebnisse trotz der erforderlichen Aueheiezeit zufriedenstellend, und es ist möglich, dass der Gestehungspreie einer derartigen Arbeitsweise in derselben Grössenordnung oder selbst unter demjenigen bei Einsatz des Autoklavs liegt.

Obwohl die Übernahme von Drehofen für die Dekarbonisierung und Expansion zu empfehlen ist, können für die Expansion allein andere Techniken erwogen werden, und zwar insbesondere die Durchströmung von Fliesschichten sowohl als auch die Arbeitsweise unter Verwendung eines durch Qase verzögerten Fallens in eine Kammer mit zweckaässiger Temperatur*

In allen Behandlungsfällen kann somit in wirtschaftlicher Weise ein Granulat vom Kieseandtyp mit geringer spezifischer Hasse erzielt werden, dessen Körnungs-, Dichte- und insbesondere Festigkeitseigenschaften in Abhängigkeit von dem Ursprung der Aschen, ihrer Selektion und den geeigneten thermischen Einstellungen erreicht und garantiert werden können.

Zu den eich aus der Gewichtseinsparung bei der Konstruktion ergebenden Gewinnen kommen die Eigenschaften der Wärme- und Schallisolierung sowie ein aussergewöhnlicher Feuerschutzcharakter für diese Granulate und die sie enthaltenden Werkstoffe*

Es versteht sich von selbst, dass die in Verbindung mit der-

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artigen expandierten und chemisch besonders inerten Knötchen verwendeten Bindemittel unterschiedlicher Art sein können, die sich von den Zementen oder Gipsen bis zu den verschiedenartigsten Klebstoffen und insbesondere den wärmehärtenden oder nicht wärmehärtenden. Kunststoffen erstrecken_} wobei die genannten Bindemittel alle für die Bildung luckiger, an Bindemitteln magerer oder reicher Agglomerate erforderlichen Dosierungen aufweisen können. Desgleichen könnten sich Anpassungen an besondere Eigenschaften aus teilweisen Entnahmen von Aschen der entsprechenden Flugstaubkammern ergeben, wobei diese letzteren nicht obligatorisch die erste und die vierte sind· ' ■'

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung expandierter Knötchen auf der Grundlage von mit Kalk vermischten Flugaschen unter Beigabe von Wasser zur Erzielung der Agglomerierung in körniger Torrn, gefolgt von Wärmebehandlungen zur Härtung, Dekarbonieierung und Expansion der genannten Knötchen, dadurch gekennzeichnet, dass getrennte Kategorien von Flugaschen ausgewählt werden, die aus den Rauchgasen insbesondere auf elektrostatischem Wege in einer Aufeinanderfolge von Flugstaubkammern abgeschieden werden, wobei wenigstens zwei Kategorien vereint und trocken mit dem Kalk gemischt werden«

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischungsverhältnisse der Flugaschenkategorien den in den Flugstaubkammern verfügbaren Aschenmengen entsprechen.

2. Verfahren nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Aufeinanderfolge von vier Flugstaubkammern die gewählten Entnahmen der ersten und vierten Kammer entsprechen.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Bildung der Knötchen auf einer geneigten Schwenkplatte mit Pulverzufuhr auf dem unteren Teil der genannten Platte und Wasserzerstäubung auf dem oberen Teil erfolgt.

5* Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gebildeten Knötchen einer Vortrocknung unter Belüftung unterworfen werden, die ihren Wassergehalt auf einen Wert verringert, der wenig über demjenigen liegt, der für die Durchführung einer Puzzolanreaktion zwischen den Aschen und dem Kalk erforderlich ist.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Puzzolanreaktion im Autoklav oder im Trockenschrank erfolgt.

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7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Autoklavbehandlung einen langsamen Druckanstieg von 0,5 Bar pro Minute vom atmosphärischen Drück bis zu k Bar und einen langsameren Endanstieg von k auf etwa 5 Bar innerhalb von 5 Minuten mit Aufrecht-, erhaltung dieses Druckes für eine Dauer von etwa 3 Stunden umfasst, wobei der Druckabfall bei der Evakuierung der behandelten Knötchen schnell erfolgen kann.

8» Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ■ die vorgetrockneten Knötchen einem direkten feuchten Aueheizen bei 90 C in einer Atmosphäre unterworfen werden, deren relative Feuchtigkeit etwa 95 % beträgt, bis die Puzzolanreaktion beendet ist.

9» Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die im Autoklav oder im Trockenschrank behandelten Kaötchen Gegenstand eimer Durchtrocknung im Ofen bei etwa 110⁰C während einer Dauer von etwa fünfzehn Stunden sind.

10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 9« dadurch gekennzeichnet, dass die durchgetrockneten Knötchen einer Wärmebehandlung zur kurzen Dekarbonisierung bei einer Temperatur unterworfen werden, die 800°C überschreitet, aber sich diesem Wert möglichst annähert.

11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die entkohlten Knötchen plötzlich einer Expansionstemperatur ausgesetzt werden, die merklich zwischen 1350 und 1¹K)O⁰C liegt, und anschliessend einer ersten plötzlichen Abkühlung unterworfen werden, und zwar insbesondere durch den Durchgang durch einen Ofen, in dem sie für kurze Zeiten von drei bis acht Minuten den genannten Temperaturen ausgesetzt sind.

12. Ausrüstungen zur Ermöglichuiig des Einsatzes eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie in Aufeinanderfolge Organe zur Entnahme von ausge-

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wählten und dosierten Fraktionen der Flugaschen von wenigstens zwei Kategorien in einem Qewinnungsgerät mit mehrfachen getrennten Zellen, Organe zur Mischung der genannten auegewählten Aschen mit Kalk und Wasser, Organe zur Formung des genannten Gemisches zu Knötchen, Organe zur Vortrocknung, Autoklav- oder Trockenschrankbehandlung und anschiiessend zur Durchtrocknung sowie Organe zur Dekarbonieierung und hiernach zur Expansion der genannten Knötchen umfassen.

13· Expandierte Knötchen, die durch den Einsatz eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 erhalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf der Grundlage von Flugaschen gebildet werden, die den ausgewählten Fraktionen der Ablagerungen der genannten Aschen entsprechen· '

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