DE2943429C2

DE2943429C2 - Verfahren zur Herstellung von Rohmehl für das Gips-Schwefelsäureverfahren

Info

Publication number: DE2943429C2
Application number: DE2943429A
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing. 4020 Linz Göller; Josef Dr. 4045 Dornach Hutter
Original assignee: Lentia Chem U Pharm Erzeugnisse - Industriebedarf 8000 Muenchen De GmbH; Lentia Chem U Pharm Erzeugnisse Industriebedarf 8000 Muenchen GmbH
Current assignee: Polydan International Kunststoffe Chemikalien GmbH
Priority date: 1979-10-26
Filing date: 1979-10-26
Publication date: 1986-11-06
Also published as: JPS5663849A; IN155028B; US4299634A; PL126700B1; PL227469A1; DD153675A1; JPS5919058B2; ZA806429B; DE2943429A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Rohmehl für das sog. Gips-Schwefelsäureverfahren. Beim sogenannten Gips-Schwefelsäureverfahren wird aus Gips (vielfach Abfallgips) durch Umsetzung mit Koks und S1O2, AI2O3 und Κβ2θ3 enthaltenden Zuschlägen Zementklinker und Schwefeldioxid bzw. Schwefelsäure hergestellt Die Durchführung des Verfahrens erfolgt in den bekannten Drehrohröfen, denen zur wirtschaftlicheren Vorwärmung des Rohmehles, bestehend aus der Calciumsulfatkomponente, Koks und den S1O2, AI2O3 und Fe₂O3 enthaltenden Zuschlägen, ein Schwebegaswärmetauscher vorgeschaltet werden kann.

tJei den bekannt hohen Reaktionstemperaturen verläuft die Reaktion in den verschiedenen Zonen des Drehrohrofens bzw. ev. in einem vorgeschalteten Schwebegaswärmetauscher im wesentlichen wie folgt:

2 C + CaSO₄ ^ CaS + 2 CO₂

CaS + 3 CaSO₄ ^ 4 CaO + 4 SO₂

2 C+4 CaSO₄ +z 4 CaO + 2 CO₂+4 SO₂,

wobei außerdem noch CO gemäß der Gleichung

gebildet wird und an der Umsetzung teilnimmt.

Das gebildete CaO reagiert dann in der Sinterzone des Drehrohrofens mit den Zuschlägen zu Zementklinker, während das SO₂ mit den Abgasen ev. über den Schwebegaswärmetauscher und über entsprechende Reinigungsstufen der Schwefelsäureanlage zugeführt wird.

Bisher war man der Ansicht, daß die Rohmehlmischung sowohl vor ihrem Einsatz direkt in den Drehrohrofen als auch bei Verwendung eines vorgeschalteten Schwebegaswärmtauschers feingemahlen sein muß bzw. die Einzelkomponenten von vorneherein eine entsprechend geringe Korngröße haben müssen (siehe DE- -OS 16 71 215). Eine etwas gröbere Korngrößenverteilung des Koks wird jedoch bereits in den AT-PS 3 35 332 beschrieben, in der vorgeschlagen wird, den Koks nicht wie bis dahin üblich auf etwa

20-40%

8-15%

45-70%

< 0,06 mm

0,06—0,09 mm
> 0,09 mm

55-75%
15-25%
10-20%

< 0,06 mm
0,06—0,009 mm
0,09-0,20 mm

Darüber hinaus zu gehen hielt man bisher für untragbar.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß man beim Gipsschwefelsäureverfahren, und zwar auch bei Vorschaltung eines Schwebegaswännetauschers, den KoEcs mit einer Korngröße einsetzen kann, die weit außerhalb der bisher beschriebenen Mahlfeinheiten liegt nämlich bei Korngrößen im wesentlichen zwischen 0,2—20 mm, ohne daß es einen nachteiligen Einfluß auf das C : SO3-Verhältnis hat Der Drehrohrofen bzw. die aus dem Drehrohrofen und dem Vorwärme·· bestehenden Brennanlagen können dabei nicht nur ohne irgendwelche Nachteile für den entstehenden Zementklinker bzw. die gewonnene Schwefelsäure wie üblich gefahren werden, es können vielmehr nicht unerhebliche Verbesserungen in der Qualität des resultierenden Zementes festgestellt werden.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Rohmehl für das Gips-Schwefelsäureverfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß maximal 8,7% der Kokskomponente eine Korngröße unter 0,1 mm, mindestens 60% der Kokskomponente eine Korngröße über 0,2 mm, jedoch mindestens 90% eine Korngröße unter 20 mm besitzen. Bevorzugt liegt die Korngröße überwiegend bei 1 bis 5 mm, und zwar sollen zweckmäßig maximal 40% der Kokskomponente eine Korngröße unter 1 mm und mindestens 70% eine solche von unter 5 mm besitzen, so daß also mindestens 30% im Korngrößenbereich von 1 —5 mm liegen.

Eine Eignung eines derart grobkörnigen Kokses für das Gipsschwefelsäureverfahren, insbesondere bei Verwendung eines Schwebegaswärmeaustauschers, war aus folgenden Gründen nicht naheliegend:

Einerseits kann gemäß den oben angeführten Umsetzungsformen eine Reaktion zwischen festen Körpern optimal nur ablaufen, wenn die Reaktionspartner feinkörnig genug und homogen miteinander vermischt vorliegen, was bei Verwendung des erfindungsgemäßen groben Kokses zwangsläufig nicht der Fall ist Aber selbst wenn man annimmt, daß es sich nicht um eine Festkörperreaktion handelt, sondern ein Teil des reduzierenden Agens gasförmig ist (wie z. B. das CO aus C+ CO₂), müßte man der Ansicht sc^:n, daß nur eine durch entsprechende Feinkörnigkeit bedingte homogene Vermischung mit den anderen Komponenten einen ungestörten Reaktionsablauf in Richtung auf die Bildung von normgerechtem Zementklinker und eine optimale Schwefeldioxidausbeute gewährleistet. Eine weniger homogene Mischung der Komponenten, bedingt durch die erfindungsgemäße Grobkörnigkeit des Kokses, sollte zu einem lokalen Überangebot von CO führen, welches unverwertbar aus dem Reaktionsgemisch entweicht, während an anderen Stellen ein CO-Mangel

auftritt, der den regulären Reaktionsablauf stört. Überraschenderweise hat sich dieses Vorurteil als unrichtig erwiesen. Einer der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß handelsübliche Koksgruse, wie sie z. B. auf Kokshalden als Abfall vorhanden sind, ohne zusätzliche Zerkleinerung eingesetzt werden können. Es entfällt also in diesem Fall die aufwendige Koksmahlung und im Falle des Einsatzes von feinkörnigem Abfallgips und Flugasche als Zuschlag überhaupt jegliche

<0,l mm	4%
0,1 —0.2 mm	5%
02—0,5 mm	7%
0,5—1 mm	20%
1—3 mm	22%
3—5 mm	19%
5—10 mm	18%
>10mm	5%

3 .

Mahlung der Einsatzstoffe, .wodurch eine wesentliche SO2 verarbeitet. Der eingesetzte Koksgrus wies folgen-Energieersparnis erzielt wird. de Korngrößenverteilung auf:

Hinsichtlich einer Begrenzung der Korngröße nach oben sind in erster Linie mechanische Gesichtspunkte zu berücksichtigen, wie die Gefahr von Erosionsschäden, besonders bei Verwendung eines Vorwärmers. Aus diesen Gründen empfiehlt es sich, vor allem in diesem Fall, eine Korngröße von 20 mm nicht wesentlich zu überschreiten.

Abgesehen vom Wegfall der bisher üblichen Feinmahlung der Kokskomponente, es genügt allenfalls der Einsatz üblicher Brecher zur Zerkleinerung, wenn gröberer Koks als Ausgangsmaterial dient, hat das erfin- Aus dem anfallenden Klinker wird durch Vermahlung dungsgemäße Verfahren nochfolgende Vorteile: mit 3% Gips Portlandzement hergestellt.

Durch den verminderten Gehalt des Ofenmehles an 15 Die Leistung des Drehrohrofens betrug bei Einsatz Feinanteilen ist der Staubkreislauf zwischen Drehrohr- des o.a. Koksgruses 260 tato, die sogenannte 1-Tagofen und Vorwärmer bzw. den nachgeschalteten Ent- Druckfestigkeit (ÖNORM B 3310) 13,5 N/mm², wähstaubungsanlagen geringer, wodurch die Leistungsfä- rend bei Einsatz eines in üblicherweise fein vermahlehigkeit einer vorgegebenen Anlage steigt nen Kokses unter völlig analogen Bedingungen 250 tato

Die erfindungsgemäße Grobkörnigkeit des Kokses 20 Klinker erzeugt werden und die 1-Tag-Druckfestigkeit verglcichmäßigi auBcrdcfn den MsicrialHuS im Dreh- 11,9 N/mm² beträgt rohrofen. Dies erleichtert die Einhaltung optimaler Brennbedingungen und führt dadurch sogar zu einer Verbesserung der Klinkerqualität

Das folgende Beispiel soll das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutern.

Beispiel 1

In einer Gips-Schwefelsäureanlage, bestehend aus Drehrohrofen und Srhwebegaswärmetauscher, wird ein Ofenmehl, bestehend aus 793% Phosphorsäureabfallgips, 153% Flugasche als Quelle für SiO₂, AI₂O₃ und Fe₂O₃ und 4,6% Koksgrus ohne jegliche Mahlung bei Temperaturen bis etwa 800° C im Schwebegaswärmetauscher und Temperaturen von 800 bis 1450⁰C in den verschiedenen Zonen des nachgeschalteten Drehrohrofens zu Zementklinker und SO₂ verarbeitet. Der eingesetzte Koksgrus weist folgende Korngrößenverteilung auf:

45

Aus dem anfallenden Klinker wird durch Vermahlung mit 3% Gips Portlandzement hergestellt.

Die Leistung des Drehrohrofens beträgt bei Einsatz des o.a. Koksgruses 258 tato, die sogenannte 1-Tag-Druckfestigkeit (ÖNORM B 3310) 12,8 N/mm², während bei Einsatz eines in üblicherweise feinvermahlenen Kokses unter völlig analogen Bedingungen 250 tato Klinker erzeugt werden und die 1-Tag-Druckfestigkeit 11,9 N/mm² beträgt.

Beispiel 2

60

In einer Gips-Schwefelsäureanlage, bestehend aus Drehrohrofen und Schwebegaswärmetauscher, wird ein Ofenmehl, bestehend aus 79,5% Phosphorsäureabfallgips, 15,9% Flugasche als Quelle für SiO₂, AI₂O₃ und Fe₂O₃ und 4,6% Koksgrus bei Temperaturen bis etwa 800°C im Schwebegaswärmetauscher und Temperaturen von 800 bis 145O⁰C in den verschiedenen Zonen des nachgeschalteten Drehrohrofens zu Zementklinker und

<0,l mm	8,7%
0,1 -0,2 mm	8,8%
0,2—0,5 mm	20,8%
0^—1 mm	30,6%
1—3 mm	24,9%
3—10 mm	6,2%

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Rohmehl zur Gewinnung von Zement und Schwefelsäure nach dem Gips-Schwefelsäureverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß Koks eingesetzt wird, wovon maximal 8,7% der Kokskomponente eine Korngröße unter 0,1 mm, mindestens 60% der Kokskomponente eine Korngröße über 0,2 mm, jedoch mindestens 90% eine Korngröße unter 20 mm besitzen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Koks eingesetzt wird, wovon maximal 40% der Kokskomponente eine Korngröße unter 1 mm und mindestens 70% eine Korngröße von kleiner als 5 mm besitzen.

zu vermählen, sondern auf