DE2249873C2

DE2249873C2 - Verfahren zur kontinuierlichen Überführung von Calciumsulfat-dihydrat in Calciumsulfat-hemihydrat

Info

Publication number: DE2249873C2
Application number: DE2249873A
Authority: DE
Inventors: Joseph Anthony Williamsville N.Y. Keller; Robert Theodore Elma N.Y. Spitz
Original assignee: National Gypsum Co Buffalo Ny Us
Current assignee: National Gypsum Co Buffalo Ny Us
Priority date: 1971-12-17
Filing date: 1972-10-11
Publication date: 1981-12-17
Also published as: FR2165393A5; GB1388498A; JPS4867193A; AU466235B2; US3956456A; CA986145A; AU4635772A; DE2249873A1; JPS5319998B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Überführung von Calciumsulfat-dihydrat in Calciumsulfat-hemihydrat durch Brennen des gepulverten Dihydrats in einem spiralförmig bewegten erhitzten Gasstrom.

Bekanntlich erfolgt das Calcinieren von Gips in seiner handelsüblichen Form durch Erhitzen dieses Calciumsulfat-dihydrats zwecks Abtreiben eines Teils des Kristallwassers unter Bildung von Stuckgips, dem Calciumsulfat-hemihydrat Bei der späteren Zugabe von Wasser von Stuckgips wird dieser wieder in steinartiges Calciumsulfat-dihydrat übergeführt Obwohl dies im Grunde eine an sich bekannte herkömmliche Methode ist, kann der durch Calcinieren gebildete Stuckgips in seinen Eigenschaften je nach der im Einzelfall angewendeten Methode und Vorrichtung stark schwanken. Es sind verschiedene Typen von Vorrichtungen erfolgreich zur Umwandlung von Gips in Stuckgips

ίο angewendet worden, z. B. große Drehöfen, Pfannen und der in der US-PS 27 88 960 beschriebene, kontinuierlich betriebene Calcinierofen. Es sind auch zahlreiche andere Formen von Erhitzungsvorrichtungen ausprobiert worden, die jedoch sehr minderwertige oder

;s technisch unbrauchbare Stuckgips-Qualitäten lieferten. Ein erfolgreiches Calcinieren erfordert normalerweise die gleichmäßige Entfernung von ³/4 des gebundenen Wassers aus dem gesamten zu calcinierenden Gips. Ein wesentliches Problem beim Calcinieren von Gips ist das Vorhandensein von überbranntem oder zu wenig gebranntem Material. Die Rehydratation von Stuckgips mit der Feuchtigkeit, die bei der Caieinierung freigesetzt wird, bildet ein weiteres Problem. Und schließlich stellt auch die Verdichtung mit nachfolgender Agglomerisation der Feststoffe an irgendwelchen Elementen des Calcinierofens, die nicht genügend erhitzt waren, ein weiteres Problem dar.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein neues Verfahren zur Herstellung von calciniertem Gips hoher Qualität mit unerwarteten Eigenschaften und Vorteilen. Dieses Verfahren wird in seinen bevorzugten Ausführungsformen an Hand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert; hierbei zeigt

F i g. 1 die Schemazeichnung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung nach F i g. 1 mit einem Naßluftsammler,
Fig.3 einen Grundriß der Vorrichtung nach Fig. 1, Fig.4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 der F i g. 1 und

F i g. 5 ein Fließschema einer vorzugsweisen Ausführungsform des Ablaufs des erfindungsgemäßen Prozesses.
Fig. 1 gibt schematisch einen Calcinierofen 10 zum kontinuierlichen Calcinieren von Gips wieder, zu welchem ein Gips-Eindosierungsabschnitt 12, eine Heizquelle 14, eine Heißgas-Füllkammer 16, ein mit Düsen ausgestatteter Einlaßraum 18, eine Calcinierzone 20, ein Auslaß 22 für das Produkt und ein Auslaß 24 für

so das feuchte Gas gehören.

Der Hauptteil des neuen Calcinierofens besteht aus der Calcinierungszone 20, die ihrerseits in einer bevorzugten Ausführungsform aus einem 2,9 m langen Zylinder 26 aus Kohlenstoffstahl mit einem Innendurchmesser von etwa 40 cm, einem abschließenden Deckel 28 und einem kegelförmigen Auslaßteil 30 am Boden des Zylinders 26 besteht.

Nahe beim Kopf des Zylinders 26 ist der Gips-Beschickungsteil 12 der Vorrichtung angeordnet. Ein feingemahlenes Gipspulver, das zu etwa 90% eine Korngröße von 149 μπι (- 100 mesh) besitzt, wird einem Einfüllstutzen 32 zugeführt, der eine kontinuierliche Beschickung eines Zubringers 34 mit Förderschnekke mit regelbarer Geschwindigkeit gewährleistet. Der Schneckenförderer 34 ermöglicht eine konstante, gleichmäßige Zufuhr von Gipspulver zu einem Rotaryhahn 36, wo ein gleichmäßiges Einspeisen in ein Heißluft-Eintrittsrohr 38 sichergestellt wird, durch

welches das Heißgas konstant in den Kopf des Zylinders 26 gedrückt wird. Bei dieser Ausführungsform werden 5900 kg Gips pro Stunde dem Calcinierungszylinder zugeführt, um 5000 kg Stuckgips pro Stunde zu erzeugen.

Das Heißluft-Eintrittsrohr 38 stellt eines von mehreren Mitteln dar, durch welche die Heißluft in den Calcinierzylinder 26 eintreten kann, und die alle so angeordnet sind, daß eine rechtsläufige Rotationsbewegung der heißen Gase mit hoher Geschwindigkeit und des Gipspulvers im Zylinder 26 bewirkt wird. Die Rohrleitung 38 ist seitlich an der Wand des Zylinders 26 so angeordnet, daß die aus der Rohrleitung 38 austretende Heißluft und der Gips im wesentlichen tangential zur Innenfläche 40 des Zylinders 26 beim Eintritt in diesen Zylinder bewegt werden.

Die zum Erhitzen der Gipspartikel und zu deren Umwandlung in Calciumsulfat-hemihydrat verwendete Heißluft wird direkt durch die Flamme eines ölbrenners 42 aufgeheizt, der als Heizquelle am Boden der Heißgas-Füllkammer 16 angeordnet ist Diese Heißluft ist in erster Linie zurückgeführte Luft, die bereits den Zylinder 26 durchströmt hat. Der Ausdruck (»Heißluft« umfaßt demgemäß die erhitzten Gase, welche Luft einschließen, die Verbrennungsprodukte und beträchtliehe Mengen Wasserdampf, der bei der Umwandlung des Gipses zu Calciumsulfat-hemihydrat aus dem Gips ausgetrieben worden ist, wenn die Luft während der vorangehenden Zyklen hierdurchgeströmt ist.

Zur Heizquelle 14 gehört ferner ein Heizöl-Zuführungsrohr 44 mit Einstellvorrichtung 46 für Handbetrieb oder automatische Regulierung sowie ein Gebläse 48 für die Verbrennungsluft und ein Luftrohr 50 mit Einstellvorrichtung 52 für Hand- oder automatischen Betrieb, wodurch eine konstante Zufuhr von Luft und öl zum Brenner 42 gewährleistet ist

Die zurückgeführte Luft wird konstant durch die Flamme des Brenners 42 geleitet, wobei Heißgase von über 204° C, vorzugsweise etwa 260 bis 372° C, erzeugt werden. Im vorliegenden Beispiel wurde diese Luft mit Temperaturen von 316°C bei einer Durchsatzgeschwindigkeit von 623 mVMinute aufwärts in die Heißgas-Füllkammer 16 geleitet Dieses erhitzte Gas wird entweder durch eine der beiden Nebenleiiungen 54 oder durch das Heißluft-Einlaßrohr 38 am Kopf des Zylinders zugeleitet.

Die beiden Zuführungsleitungen 54 bringen die Heißluft zum mit Düsen versehenen Einlaßraum 18, der den größten Teil der Länge des Zylinders 26 umgibt Der Einlaßraum 18 besteht aus einem 2,4 m langen so Zylinder aus Standara-Kohlenstoffstahl mit einem Außendurchmesser von 81 cm, der konzentrisch die unteren 2,4 m des 2,9 m langen Zylinders 26 umschließt Die Zuführungsleitungen 54 stoßen an die Wandung des Einlaßraums 18, eine in der Nähe des Kopfes und eine nahe am Boden, und zwar so, daß die aus den Zuführungen kommende Heißluft im wesentlichen tangential zur Innenfläche 56 des Raumes 18 bei ihrem Eintritt in diesen Raum bewegt wird, wobei eine rechtsläufige Rotationsbewegung der Luft im Raum zwischen der Innenfläche 56 und dem Zylinder 26 erzeugt wird. Der Einlaßraum 18 ist oben durch einen Deckel 58 und unten durch einen Boden 60 abgeschlossen.

Alle in den Einlaßraum 18 durch die Zuführungslei-Hingen 54 geleitete Heißluft strömt hiervon weiter in den Calcinierungszylinder 26 durch eine Vielfalt von Löchern 61 in der Wandung des Zylinders mit aufsitzenden Düsen 62, die auf der Wandung des Calcinierungszylinders montiert sind. Jede Düse 62 ist so angeordnet, daß sie aus ihr herausströmende Heißiuft im wesentlichen tangential zur Innenfläche 40 des Zylinders 26 geführt wird, wenn sie durch die Lochöffnung 61 austritt, die im Zusammenwirken mit der aus den Rohrleitungen 38 und 63 austretenden Heißluft eine rechtsläufige Rotationsbewegung der Heißluft und der Gipspartikel im Calcinierzylinder 26 herbeiführt

Die Düsen 62 können verstellbar anmontiert sein, um eine individuelle Einstellung jeder Düsenachse von etwa 30" von der Horizontalebenc nach unten bis zu etwa 30° von der Horizontalebene nach oben, normalerweise von etwa 1° bis zu etwa 15° von der Horizontalebene nach unten zu ermöglichen. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Düsen etwa 10° nach unten gerichtet. Hierdurch werden die Cipspartikel in einer Rotationsbewegung geführt, die allmählich vom Kopf der Calcinierzone 20 zum Boden derselben wandert Die Düsen sind gleichmäßig über die ^iripherie und längs der Höhe des Zylinders 26 verteilt angeordnet. Beispielsweise sind zwei vertikale Reihen von je 10 Düsen 62 auf der hinteren Hälfte des Zylinders 26 in F i g. 1 dargestellt Eine dritte Reihe ist entgegengesetzt zu der. beiden dargestellten Reihen in der Vorderseite angeordnet, wie es in F i g. 4 dargestellt ist. Nach einem anderen Beispiel sind zwei vertikale Reihen von 15 Düsen diametral gegenüber den beiden Reihen angeordnet, wobei jede Düse nach unten im Winkel von etwa 5 bis 10° zur Horizontalen gerichtet ist. Die Düsen bestehen im wesentlichen aus nach außen erweiterten Röhren, die außen liegend an der Wandung des Zylinders 26 befestigt sind, um die Heißluft tangential durch die Löcher 61 in den Zylinder zu leiten. Die Heißluft in der Nähe der Innenfläche 40 des Calcinierzylinders strömt so entsprechend ihrer Rotationsgeschwindigkeit langsam nach unten, wobei durch die Zentrifugalkraft die Gipsteilchen in die spiralförmig nach unten strömende Heißluft gedrückt werden. Dazwischen bewegt sich die Luft, die von der Innenfläche 40 weiter entfernt ist und sehr wenig Gips enthält, zum Gasaustritt 24, der in der senkrechten Mittelachse des Calcinierzylinders angeordnet ist.

Der Gasaustritt 24 besteht aus einem nach oben offenen senkrechten Rohr 64, das sich um etwa ^lh seiner Länge vom Boden nach oben in Richtung des Kopfes des Zylinders im Innern desselben erstreckt. Dieses Rohr kann anderwärts entlang der Mittelachse enden, oder es kann eine Vielzahl von öffnungen entlang seiner Länge aufweisen. Das Rohr 64 erstreckt sich teilweise koaxial zum Austragsabschnitt 30 und ist dann nach außen durch die Wand des Austragsabschnitts 30 Reb^gcn. Das Auslaßrohr 64 endet in einem Gebläse 66, welches Luft aus dem Zentrum des Zylinders 26 saugt und durch die Flamme des Brenners 42 und in die Heißgaskammer 16, wie oben beschrieben, drückt.

Das Hauptgebläse 66 fördert etwa 524 m³ Luft pro Minute, die noch etwa 193⁰C heiß ist Etwa 57 mVMinute dieser Luft weiden durch Auslaß 68 abgeführt. Dieses Abgas enthält eine sehr kleine Menge von calciniertem Gipsstaub. Die hohe Temperatur dieses Gase; ermöglicht seine Verwendung in benachbarten Prozessen, welche die verfügbare Wärme ausnutzen können.

Fig.2 gibt eine perspektivische Darstellung des Calcinierofens 10 wieder und rechts daneben ist ein Naßluftsammler 70 abgebildet. Der Abgasauslaß 68 fördert die sehr nasse Heißluft vom Calcinierofen 10 zur

Naßluftsammelkammer 72. Die Feuchtigkeit wird kondensiert und mit dem Gipsstaub kombiniert, und sie wird durch den Schlammauslaß 74 abgeführt. Durch den Einlaß 76 für das Aufstärkungswasser wird Kühlwasser zugeführt, um diesen Prozeß zu unterstützen. Eine Umwälzpumpe 78 bringt die Kühlung in Gang und auch die Kondensation des einlaufenden heißen Materials. Die Luft wird durch den am Kopf angeordneten Auslaß 80 entfernt und strömt zu einem Luftgebläse 82, das sie irgendeiner anderen Verwendung zuführt oder in die Atmosphäre über die Drosselklappe 84 abbläst. Ein Teil der Luft vom Gebläse 82 wird durch die Kammer 72 über seinen zweiten Lufteinlaß 86 zurückgeführt, wobei die Menge von der Einstellung der Drosselklappe 84 abhängt.

Diese Art der Beseitigung der Abgase ist nur beispielhaft angeführt und nicht von kritischer Bedeutung für den Calcinierprozeß im Ofen 10.

Der Auslaß 22 für das Fertigprodukt ist, wie der Zeichnung zu entnehmen ist, am unteren Ende des konischen Bodenabschnitts 30 angeordnet. Während seiner Abwärtsbewegung durch den Calcinierzylinder 26 wird der zu calcinierende Gips zentrifugal von der Mittelachse weg durch die schnell spiralförmig strömende Luft bewegt. Bei der Abwärtsbewegung des Gipses durch den konischen Bodenteil 30 dirigiert der kegelförmige Teil desselben den calcinierten Gips zu einer zentral und koaxial angeordneten öffnung 88 und dann zu einem Rotaryhahn 90. Dieser Rotaryhahn 90 weist rotierende Schaufeln 92 auf, die zwangsläufig den austretenden calcinierten Gips nach unten zu einem Schneckenförderer 94 bringen, der den calcinierten Gips kontinuierlich in einen geeigneten Lagerbehälter, einen Kühler oder Einsacker (nicht eingezeichnet) fördert.

Wie schon bemerkt, weist die erhitzte Luft in der Heißgas-Füllkammer 16 eine Temperatur von etwa 3I6°C und nach dem Durchgang durch den Düsenraum 18 und die Calcinierzone 20 bei ihrem Austritt durch den Gasauslaß 24 eine Temperatur von etwa 193° C auf. Ein wesentlicher Teil dieser Wärme wird auf das durch die Beschickungsabteilung 12 zugeführte feingemahlene Gipspulver, welches die Temperatur der Außenluft aufweist, übertragen. Der Gips tritt dann durch den Produktauslaß mit etwa 182°C aus. Hierbei ist der Gips (CaSO₁ ■ 2 H2O) in calcinierten Gips oder Stuckgips (CaSOi · '/2 H₂O) umgewandelt worden, und zwar unter Freisetzung von beträchtlichen Mengen von Wasserdampf, welcher der zirkulierenden Heißluft beigemischt wird.

Wenn die Calcinierung des Gipses im Ofen 10 beginnt, besitzt o<e umgewälzte erhitzte Luft etwas mehr Feuchtigkeit als unter Außenluftbedingungen. Da jedoch diese Luft zurückgeführt wird, steigt der Feuchtigkeitsgehalt schnell an und erreicht sehr schnell einen Gleichgewichtszustand von etwa 50 Gew.-% Wasserdampf. Dieser hohe Feuchtigkeitsgehalt in der Atmosphäre um die feinen Gipsteilchen herum, die dabei auf eine Temperatur erhitzt werden, bei der die einen Teil ihres chemisch gebundenen Wassers verlieren, ist vermutlich ein Faktor, der dem erfindungsgemäß calcin'erten Gips völlig unerwartete und vorteilhafte Eigenschaften verleiht

Eine bevorzugte Verwendung des erfindungsgemäß calcinierten Gipses besteht darin, ihn zu einem Gipskern von papierüberzogenen Gipswandplatten 711 verarbeiten. Das Fließdiagramm der F i g. 5 zeigt die einzelnen Stufen des Verarbeitungsprozesses beginnend mit der Umwandlung des Gipses in calcinierten Gips durch Austreiben von Hydratationswasser, dann die Zugabe von Wasser zum calcinierten Gips unter Bildung einer Anschlämmung und Verformung derselben zu Platten. die mit Papier überzogen werden, und die Trocknung der gebildeten Wandplatten.

Die Arbeitsstufen der Verformung der Anschlämmung und der Papierbahnen zu den Wandplatten entsprechen im allgemeinen der herkömmlichen Ar-

beitsweise. Überraschend aber wurde gefunden, daß eine wesentlich geringere Zugabe von Stärke-Additiven zur Kernanschlämmung erforderlich war, und trotzdem eine technisch befriedigende Bindung zwischen dem Gipskern und den Papierbahnen im Vergleich zu der bisherigen Arbeitsweise erzielt wurde. Außerdem ergaben sich kürzere und gleichmäßigere Abbindezeiten, und so konnte auch bei einem beträchtlich geringeren Zusatz an Abbinde-Hilfsstoffen, die in der Kernanschlämmung erforderlich sind, ein hinreichend schnelles Härten des Gipskerns zu einem handhabbaren Zustand erzielt werden.

Ein weiterer unerwarteter Vorteil bei der Verwendung des erfindungsgemäß calcinierten Gipses zur Herstellung von Wandplatten liegt in der Möglichkeit, dieses Material auch in einem überbrannten Zustand mit wesentlich weniger Nachteilen verwenden zu können, als dies bei überbranntem Material der bisher bekannten Calcinierprozesse der Fall ist. Beispielsweise hat Gips mit einem Reinheitsgrad von 88,8% einen Hydratationswassergehalt von 18.59%. Wenn der Gips fehlerfrei zu Calciumsulfathemihydrat calciniert ist, hat er theoretisch einen Wassergehalt von 5,4%. Wird das Calcinieren des Gipses eine solche Zeit lang und bei einer solchen Temperatur durchgeführt, die zu einem Produkt mit einem wesentlich über 5,4% liegenden Gehalt an gebundenem Wasser führt, dann würde das Produkt verarbeitbar sein, obwohl ein beträchtlicher Teil des Produkts aus uncalciniertem Gips besteht, was das Abbinden beschleunigt und die gute Beschaffenheit und Festigkeit des abgebundenen Produkts verschlechtert. Wenn die Calcinierung eine solche Zeit lang und bei einer solchen Temperatur durchgeführt wird, die zu einem Produkt mit einem wesentlich unter 5,4% liegenden Gehalt an gebundenem Wasser führt, dann wird das Produkt leicht die Eigenschaften von totgebranntem Gips annehmen und sehr langsam nach Wasserzugabe rehydratisieren und abbinden. Überraschenderweise hat ein beim erfindungsgemäßen Calcinierverfahren etwa anfallendes überbranntes Produkt keinerlei ähnliche nachteilige Wirkungen wie ein nach herkömmlichen Verfahren erhaltenes überbranntes Produkt Insofern kann das Verfahren so eingestellt werden, daß ein Produkt entsteht, das um einige Grade überbrannt ist um die Nachteile eines unterbrannten Produkts zu vermeiden, ohne die Nachteile eines überbrannten Produkts in Kauf nehmen zu müssen. Nach dem gleichen technischen Gesichtspunkt ist weiter zu bemerken, daß. während die bisher üblichen Calcinierverfahren eine verhältnismäßig langwierige

μ Ablaufperiode für irgendein gegebenes Gipsteilchen bedingten, es sich beim erfindungsgemäßen Verfahren lediglich um Sekunden handelt in denen ein Gipsteilchen den Weg vom Eintritt in den Calcinierzylinder 10 bis zu seinem Auslaß durchläuft wobei sehr genaue und momentane Einstellungen von Heißlufttemperaturen und -geschwindigkeiten vorgenommen werden können, die zu nahezu augenblicklichen Wirkungen auf das zu erzeugende Produkt führen. Diese Heißlufttemperatu-

ren und -gcschwindigkeiten können innerhalb eines fast unbegrenzten Bereichs variiert werden.

Der Calcinierofen 10 sollte selbstverständlich einige Einrichtungen ?ur Sicherheits- und Qualitätskontrolle aufweisen, die im einzelnen in der vorangehenden Beschreibung nicht erwähnt sind. So sind Thermostaten Tzur Temperaturmessung in der Gasfüllkammer 16, im Einb'klüsenraum 18, im Produktauslaß 22, im Naßgasauslaß 24 und im Abgasauslaß 68 angeordnet. F.in Lüftungsschieber 96 im Abgasauslaß 68 regelt den Grad der dadurch abgelassenen Luftmenge. Die Gesamtmenge an Luft, die durch das Hauptgebläse 66 strömt, kann gleichfalls Gegenstand einer vielfältigen Variation durch übliche Kontrollvorrichtungen sein.

F i g. 5 ist als ein leicht verständliches Fließschema zu betrachten, welches das erfindungsgemäße Verfahren, wie es vorangehend beschrieben ist, zusammenfassend erläutert.

Es ist zwar ein Verfahren zum Brennen von Gips in einem Heizgasstrom in einer Zyklonbrennanlage aus der DE-OS 19 40 007 bekanntgeworden, doch steht dieses bekannte Verfahren dem Erfindungsgegenstand fern. Bei dem bekannten Verfahren sollen in einer verhältnismäßig komplexen und variablen Folge von Betriebsvarianten unter Benutzung eines einfachen Zyklonabscheiders verschiedene Formen von calciniertem Gips hergestellt werden. Charakteristisch für den Betrieb der im bekannten Fall verwendeten Vorrichtung ist die Vorschrift, die erhitzten Gase in ihrer Gesamtheit mit dem zu dehydratisierenden Gipspulver zu kombinieren, bevor noch irgendeine Teilmenge des Gipses in den Zyklon eingetreten ist. Alle mit dem Gipspulver beladenen Heizgase treten durch das Heizgas-Eintrittsrohr in das Zykloninnere ein, und das Gemisch passiert den Zyklon unkontrolliert und nur ungenügend durchmischt.

Demgegenüber erfolgt die erfindungsgemäße Dehydratisierung des Gipses weit einfacher und unkomplizierter unter Anwendung einer beträchtliche Vorteile bewirkenden, fortschrittlichen Calciniervorrichtung. Das Gipspulver wird, wie oben erläutert ist, nur mit einem Teilsirom der erhitzten Gase über den Rotaryhahn 36 und die Heißluft-Eintrittsleitung 38 konstant und gleichmäßig in den Kopfteil des Calcinierzylinders 26 eindosiert. Separat hiervon wird der überwiegende Teil der erhitzten Gase an einer Vielzahl von darunterliegenden Eintrittsstellen, den in ihrer Leitrichtung verstellbaren Düsen 62, tangential und nahe bei der Zylinderperipherie in die zylindrische Erhitzungszone eingedrückt. Die in dieser Weise eingespeisten und sich rotierend abwärtsbewegenden Heißgase bewirken eine angestrebte ständige und allmählich nach unten führende Bewegung des mit dem Gipspulver beladenen Gasstroms längs der Erhitzungszone und halten diese Rotationsbewegung während des gesamten Calcinierprozesses aufrecht. Sie verhindern hierdurch einen Verschleiß der Wände des Calciniergefäßes durch die Gips-Feststoffe und gewährleisten eine weit gründlichere Durchmischung und eine weit vollständigere Wärmeübertragung, als sie beim genannten bekannten Verfahren zu erreichen sind.

Auch der Umstand, daß Vorrichtungen vom Typ eines »Zyklons« und deren Verwendung zur mechanischen Staubabscheidung aus Luft oder Gasen aus Ulimanns Encyklopädie der technischen Chemie, Bd. 1,1951, Seite 369 und ebenda, Bd. 2/2, 1968, Seite 412 bekannt waren, hat die Entwicklung des hier offenbarten Calcinierverfahrens nicht nahegelegt. Der dort als »einfacher, robuster Apparat« charakterisierte Zyklon besteht in der Regel aus einem Zylinder, in den das staubhaltigc Gas am oberen Ende tangential eintritt, und aus einem im Deckel konzentrisch angebrachten Zylinder, aus dem das gereinigte Abgas den Apparat verläßt. Grundverschieden hiervon ist der Aufbau des Vorrichtungssystems, in dem das vorliegende Verfahren durchgeführt wird. Dessen Hauptelement, der Calcinier-Stahlzylinder, ist oben mit einem Deckel verschlossen, durch den kein Abgas austreten kann. Die Abführung der erhitzten, wasserdampfbeladenen Luft erfolgt — anders als bei einem Zyklon — durch ein oben offenes, in Längsachsenrichlung verlaufendes Rohr nach unten. Die Elemente dieser Vorrichtungskombination, wie z. B. die vielen auf der gesamten Zylinderwandfläche verteilt angebrachten und die Strömungsrichtung des Heißluftstroms steuernden Eintrittsöffnungen für den Einlaß dieser Heißluft, der den Calcinierzylinder konzentrisch umgebende zweite Stahlzylinder, der hierdurch geschaffene Mantelraum, die Heißgasfüllkammer, der Brenner, die zur Eindosierung des Gipspulvers dienende Elementenkombination, das zur Rückführung der erhitzten, wasserdampfbeladenen Luft dienende Gebläse, die separate Naßluftsammelkammer und anderes mehr, sind bei einem Zyklon der bekannten Bauart nicht vorhanden. Sie werden dort nicht benötigt und wurden dessen mechanische Staubabscheidungsfunktion nur stören.

In dem vorliegend offenbarten Vorrichtungssystem wird keine mechanische Staubabscheidung, sondern eine chemische Umsetzung, die Dehydratisierung vor Calciumsulfatdihydrat zu dem entsprechenden Hemihydrat, durchgeführt. Hierbei wird — umgekehrt wie bei der Staubabscheidung aus Luft mittels eines Zyklons — die als Reaktionshilfsstoff dienende umgewälzte Luft mit einem Reaktionsnebenprodukt, dem Dehydrationswasser, gezielt verunreinigt. Anders als bei der Staubabscheidung mittels des Zyklons ist beim vorliegenden Verfahren also das abgeschiedene, feste, calcinierte Gipspulver das angestrebte Endprodukt und die mit Feuchtigkeit beladene Luft das Nebenprodukt Wegen dieser grundsätzlichen Unterschiede in bezug auf apparativen Aufbau und Funktionsweise eines Siaubabscheidungszyklons einerseits und der hier offenbarten Vorrichtungskombination andererseits steht das aus Ullmanns ... loc. ciL Bekannte dem Erfindungsgegenstand fern und hat dessen Entwicklung nicht nahelegen können.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Überführung von Calciumsulfat-dihydrat in Calciumsulfat-hemihydrat durch Brennen gepulverten Dihydrats in einem spiralig bewegten erhitzten Gasstrom, dadurch gekennzeichnet,daß man das feingemahlene Gipspulver kontinuierlich in eine peripher umgrenzte, zylindrische Erhitzungszone einspeist, das Gipspulver mit Hilfe von erhitzten Gasen, welche diese Erhitzungszone mit einer rotierenden Bewegung durchströmen und in die Erhitzungszone durch eine Vielzahl von Eintrittsöffnungen eintreten, die im wesentlichen tangential zu und nahe bei der zylindrischen Peripherie der Erhitzungszone über die gesamte Zylinderwandfläche hinweg verteilt angeordnet sind, spiralförmig längs der erwähnten zylindrischen Erhitzungszone vorwärts getrieben und auf eine Temperatur erhitzt wird, die ausreicht, um eineo Teil des darin vorhandenen, chemisch gebundenen Wassers unter Bildung von Caiciumsuifat-hemihydrat auszutreiben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Gase aus der Erhitzungszone durch ein Austrittsrohr (24,64) abgeleitet werden, das eine öffnung im Bereich der Mittelachse der Erhitzungszone aufweist

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein größerer Teil der abgeleiteten erhitzten Gase, vorzugsweise etwa 90% derselben, wieder auf tine höhere Temperatur erhitzt und für eine weitere Überführung ^v*mi Calciumsulfat-dihydrat in Calciumsulfat-bemihydrat in der erwähnten zylindrischen Erhitzungszone erneut verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das feingemahlene Gipspulver zu 90% eine Korngröße von 149 μηι besitzt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erhitzten Gase durch eine Vielzahl von auf der gesamten Zylinderwandfläche verteilten Eintrittsöffnungen (61) in einen die Erhitzungszone umgebenden Stahlzylinder (26) geleitet werden, wobei jede dieser Eintrittsöffnungen mit Düsen (62) ausgerüstet ist, welche gewährleisten, daß den hindurchströmenden Gasen die gewünschte, zur Zylinderwand tangential verlaufende Richtung erteilt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erhitzten Gase eine Temperatur von wenigstens etwa 193° C aufweisen und das darin gebildete Calciumsulfat-hemihydrat bei einer Temperatur von etwa 182° C abgeführt wird.