DE3000314C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von teilchenförmigem Material, insbesondere von Mineralien, und speziell zur Kalzinierung von Gips (hydratisiertem Kalziumsulfat).

Eines der grundlegenden Verfahren, durch das die Kalzinierung von Gips in großtechnischem Maßstab durchgeführt wird, findet in einem sogenannten "Kessel" statt. Die Kalzinierungskessel sind herkömmlicherweise diskontinuierlich betrieben worden, jedoch in neuerer Zeit auch nach einem kontinuierlichen Verfahren, wie aus der GB-PS 10 18 464 bekannt ist. Gegenwärtig ist jedoch die Produktionsgeschwindigkeit sowohl beim diskontinuierlichen als auch beim kontinuierlichen Kalzinieren mit dem Kessel durch den maximal zulässigen Wärmeübergang durch die Kesselwände und insbesondere durch den Kesselboden begrenzt. Dieser Wärmeübergang ist deswegen begrenzt, weil es eine maximal zulässige Temperatur für das Metall der Wände und des Bodens des Kessels, die normalerweise aus Stahl bestehen, gibt. Oberhalb dieser maximalen Temperatur besteht die Gefahr häufigen Durchbrennens des Bodens.

Aus der GB-PS 14 88 665 ist es bekannt, die Wärmezufuhr zu Kalzinierungskesseln sowohl bei dem diskontinuierlichen als auch bei dem kontinuierlichen Betrieb und damit die Produktionskapazität des Kessels zu erhöhen, ohne die Qualität des Produktes zu beeinträchtigen oder die Kesselbodentemperatur bedeutend zu erhöhen.

Bei dem bekannten Verfahren wird Kalziumsulfat- Dihydrat in einem Kalzinierungsgefäß oder -kessel erhitzt, wobei die Wärme indirekt durch die äußeren Wände und den Boden des Gefäßes und außerdem durch unmittelbare Einleitung von heißem Gas in das Gefäß durch ein sich vom Oberteil des Gefäßes nach unten erstreckendes Rohr, das mit mindestens einer Öffnung in seinem unteren Teil ausgestattet und in die Masse des der Kalzinierung unterworfenen Materials eingetaucht ist, zugeführt wird. Zwar hat die Anwendung dieses bekannten Verfahrens zu einem stark erhöhten Durchsatz und beträchtlicher Erhöhung des thermischen Wirkungsgrades der Kessel geführt, jedoch gibt es bei dem Kessel selbst immer noch die bei derartigen Gefäßen üblichen Unterhaltungsschwierigkeiten, und der Kessel nach gelegentlich ausgedehnte Reparaturen erfordern, beispielsweise bezüglich des feuerfesten Materials.

Es wurde nun eine neue Vorrichtung zur Wärmebehandlung von teilchenförmigem, d. h. pulverisiertem oder granuliertem Material gefunden, die sich insbesondere für die Kalzinierung eignet, wobei die gesamte erforderliche Wärme unmittelbar dem zu kalzinierenden Material zugeführt werden kann und es dadurch ermöglicht wird, einen großen Teil des feuerfesten Materials, das für herkömmliche Kessel benötigt wird, wegzulassen und das System thermisch zu isolieren, wodurch die Wärmewirksamkeit gesteigert und Kapital- und Unterhaltungskosten gesenkt werden.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von teilchenförmigem Material mit einem Behandlungsgefäß mit einem mit einem Einlaß versehenen Deckel und einem Auslaß in einer Seitenwand, durch den die Obergrenze des in einem Wirbelbett vorhandenen Materials bestimmt wird, wobei das Gefäß am Boden einen geringeren Querschnitt aufweist als an der Obergrenze des Wirbelbettes, und einem Rohr für die Zufuhr eines heißen Aufwirbelungsgases, das sich nach unten in das Gefäß hinein erstreckt und sich in der Nähe des Bodens öffnet. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenabschnitt des Gefäßes undurchlöchert ist und sich verengt, bis er den unteren Abschnitt des Rohres so dicht umschließt, daß ein vollständiges Durchmischen von Gas und teilchenförmigem Material sichergestellt ist.

Auf diese Weise kann, ausgehend vom Boden, praktisch das gesamte Material in dem Gefäß aufgewirbelt und erhitzt werden. In den meisten Fällen liefern die heißen Gase die Gesamtheit der für die Behandlung des Materials in dem Gefäß erforderlichen Wärme, wenngleich ein gewisses Ausmaß an Erhitzung durch die Wand hindurch vorgesehen sein kann, ohne daß dadurch von dem Prinzip der Erfindung abgewichen wird.

Das Gefäß kann jede beliebige zweckmäßige Form besitzen, vorausgesetzt, daß die Seitenwände mindestens von der Obergrenze des Wirbelbettes an zum undurchlöcherten Boden hin derart stark konvergieren, daß sie den unteren Abschnitt des Rohres für das Aufwirbelungsgas so dicht umschließen, daß die festen Teilchen am Boden in einer Aufwärtsströmung umgewirbelt werden, wodurch ein Aufwirbeln der gesamten Masse des Materials in dem Gefäß sowie eine wirksame Wärmeübertragung von den Gasen bewirkt werden. Somit besitzt der Boden einen im Verhältnis zur Größe und Lage des Heißgasrohres hinreichend geringen Querschnitt, um sicherzustellen, daß das Gas, das das Rohr verläßt, das teilchenförmige Material quer über den gesamten Boden des Gefäßes schleudert, auf diese Weise eine Ansammlung aus wärmebehandeltem Material verhindert und schließlich praktisch den gesamten Inhalt des Gefäßes durchmischt.

Wenngleich asymmetrische Gefäße verwendet werden können, wenn nur eine gute Durchmischung sichergestellt ist, sind die bevorzugten Gefäße praktisch um eine vertikale Achse symmetrisch, und das Erhitzen wird vorzugsweise so eingerichtet, daß es praktisch längs der vertikalen Achse erfolgt.

Die Form des Bodenbereiches des Gefäßes ist von geringer Bedeutung; ein zylindrischer Bodenabschnitt kann ausreichen, wenn er einen hinreichend geringen Durchmesser im Verhältnis zu dem des Gasrohres aufweist, um sicherzustellen, daß die Feststoffteilchen aus dem Bodenbereich während des Betriebes entfernt werden. Der obere Gefäßabschnitt von vergrößertem Durchmesser oder Querschnitt trägt zur Verringerung des Verlustes an Feinmaterial in den Abgasen in Form von Staub bei, der anschließend aus dem Abgas entfernt werden muß.

Ein Gefäß mit praktisch konischem oder kegelstumpfförmigem Abschnitt für das Wirbelbett ist bevorzugt, wenngleich dieser mit einem schmalen zylindrischen Bodenteil, der den Boden der Heißgasröhre umgibt, oder einem zweiten zylindrischen Oberteil kombiniert werden kann, der die Staubabtrennung erleichtert.

Aus der US-PS 26 47 738 ist eine Vorrichtung zum Erhitzen von pulverförmigem Material bekannt, bei der in ein Gefäß von zylindrischer Form von oben ein mit einem Brenner versehenes Rohr eingeführt ist, das bis in Bodennähe führt und zur Einleitung von heißem Gas dient. Der Boden des Gefäßes ist abgerundet, so daß die heißen Gase gut umgeleitet werden können. Das Gefäß ist durch eine Ummantelung thermisch isoliert. Jedoch ist einmal das Wirbelbett auf das gesamte Volumen des Behandlungsgefäßes ausgedehnt, und außerdem ist ein Gitter im unteren Teil des Gefäßes vorhanden, unterhalb dessen kein zu behandelndes Material anzutreffen ist. Eine unmittelbare Einleitung des Gases aus dem nach unten durch das Behandlungsgefäß führenden Rohr in das Wirbelbett erfolgt nicht, sondern erst das nach oben umgelenkte, durch das Gitter strömende Gas gelangt von unten an die Teilchen des Wirbelbettes. Es handelt sich damit um ein herkömmliches Wirbelbett mit der üblichen durchlöcherten Grundplatte, unterhalb deren sich ein Gasraum befindet.

Aus der GB-PS 12 40 655 ist eine Vorrichtung zur Kalzinierung eines granulierten, kalkhaltigen Materials bekannt, bei der die heißen Gase aus einem herkömmlichen Wirbelbett-Kalziniergefäß einem Vorerhitzer zugeführt werden, der die Form eines zylindrischen Gefäßes mit einem sich nach innen verjüngenden unteren Teil besitzt, wobei die Gase durch ein Rohr eingeführt werden, das sich durch das Gefäß nach unten in Richtung auf ein offenes Ende nahe der Grundfläche erstreckt. Es ist jedoch festzustellen, daß sich die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung hiervon grundsätzlich unterscheidet. Während es nämlich für die Zwecke der vorliegenden Erfindung von großer Bedeutung ist, daß sich das wärmebehandelte Material nicht am Boden des Gefäßes ansammelt, ist dies bei dem Verfahren gemäß der genannten britischen Patentschrift von keinerlei Bedeutung; denn dabei arbeitet der Vorerhitzer bei einem Bruchteil der Reaktionstemperatur, und das Ausmaß und die Gleichmäßigkeit der Wärmewirkung sind von keinerlei Bedeutung. Der Boden des Vorerhitzers ist auch nicht dazu bestimmt, stationäre Zonen zu vermeiden. So wird auch die Wahrscheinlichkeit der Staubansammlung in Betracht gezogen und zur Verteilung der Staubansammlung die Einrichtung einer herkömmlichen durchlöcherten Grundfläche zur Einführung von Wirbelgas empfohlen.

Weiter ist zu erwähnen, daß die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung von den sogenannten Sprudelbett- Reaktoren (spouted bed reactors) zu unterscheiden ist, bei denen das Gas in Aufwärtsrichtung durch eine Öffnung am Scheitelpunkt des einen umgekehrten Kegel darstellenden unteren Abschnitts des Reaktionsgefäßes eingeführt wird. Es wird angenommen, daß das Strömungsmuster des Materials in der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weitgehend umgekehrt im Verhältnis zu dem eines Sprudelbett-Reaktors ist.

Der Boden des Gefäßes kann speziell geformt sein, um die Verteilung der Strömung der heißen Gase über die Bodenoberfläche zu erleichtern, oder er kann mit einem oder mehreren inneren Vorsprüngen oder Einbuchtungen versehen sein, um dieses Ziel zu erreichen. Beispielsweise kann ein konischer Einsatz auf den Boden des Gefäßes gesetzt sein, dessen Scheitelpunkt nach oben in Richtung auf die untere Öffnung in dem Erhitzungsrohr gerichtet ist. Der Boden des Gefäßes oder insbesondere eine innere Erhebung, wie beschrieben, kann mit Leit- oder Prallblechen versehen sein, um die Verteilung und die Wirksamkeit der Gasströmung zu verbessern. Es ist weiterhin vorteilhaft, Unterbrechungen in dem Profil der Oberfläche zu vermeiden, beispielsweise durch Ausbildung eines Kurvenprofils an der Übergangsstelle zwischen Boden und einem konischen Einsatz.

Das Heizrohr ist an seinem unteren Ende offen. Außerdem oder alternativ kann es in seinem unteren Abschnitt eine Reihe von Gasverteilungslöchern in seiner Seitenwand aufweisen, die vorzugsweise symmetrisch verteilt sind. Es kann außerdem weiter oben Seitenöffnungen aufweisen, um in der entsprechenden Höhe zusätzliche Erhitzungs- bzw. Aufwirbelungswirkungen zu erzielen, vorausgesetzt, daß eine hinreichende Strömung des Gases am Boden des Gefäßes sichergestellt ist, um Ansammlungen von wärmebehandeltem Material zu verhindern.

Das Heizrohr kann mit einer Heißgasquelle von geeigneter Temperatur verbunden sein, die von der Verbrennung eines Brennstoffes, beispielsweise von Gas, Heizöl oder Kohle, abgeleitet sein kann oder sie kann aus warmen Abgasen von anderen Verfahren bestehen, vorausgesetzt, daß die gewünschte Kalzinierungsreaktion oder das Kalzinierungsprodukt nicht beeinträchtigt wird.

Alternativ und in vielen Fällen vorzugsweise kann das Heizrohr in seinem oberen Abschnitt mit einer Quelle für Brennstoff, der selbst gasförmig sein kann, oder auch mit einer Quelle für Sauerstoff und bzw. oder Luft verbunden sein, wobei das Rohr einen Brenner umfaßt, um auf diese Weise heiße, gasförmige Verbrennungsprodukte zu erzeugen. Der Brenner kann mit einer Einrichtung zur Zündung des Verbrennungsvorganges versehen sein, die beispielsweise auf elektrischem Wege funktioniert. Beispielsweise kann das Brenngas Stadtgas oder Naturgas sein und die Einrichtung zur Zündung des Verbrennungsvorganges ein Funkenzünder sein. Der Brenner ist vorzugsweise in der unteren Hälfte des Rohres angeordnet, so daß während des Betriebes die Verbrennung des Brennmaterials auf oder unterhalb der Ebene der Oberfläche des in dem Gefäß befindlichen Materials erfolgt.

Das Gefäß ist vorzugsweise äußerlich ummantelt, um Wärmeverluste zu verhindern und die Wärmewirksamkeit des Systems zu erhöhen. Es ist außerdem zweckmäßigerweise in seinem oberen Teil mit einem Staubsammler verbunden. Wenn die Vorrichtung zur Kalzinierung verwendet wird, so ist der Staub, der während des Betriebes gesammelt wird, wie sich gezeigt hat, besonders im Falle von Gips vorzugsweise aus kalziniertem Material zusammengesetzt und stellt selbst ein nützliches Produkt dar.

Wenn das Gefäß kontinuierlich betrieben werden soll, wird es vorzugsweise mit einem mit Ventil versehenen Einlaß für das Material, wie beispielsweise Kalziumsulfat- Dihydrat, versehen sowie mit einem mit Ventil ausgestatteten Auslaß oder Überlauf für das wärmebehandelte Material. Für eine gesteuerte Beschickung des Gefäßes mit Material oder für das Ausbringen des Materials aus dem Gefäß kann jede beliebige geeignete Methode angewandt werden. Die Erzielung eines voll durchreagierten und gleichförmigen Produktes erfordert neben einer angemessenen Verweilzeit die Sicherstellung, daß nicht ein unannehmbar hoher Anteil an nicht ungesetztem oder unzureichend umgesetztem Material den Auslaß erreicht. Wenn die Umsetzung rasch verläuft und der Auslaß hinreichend weit vom Einlaß ist, beispielsweise in einem Gefäß von großem Durchmesser auf der Höhe der Oberfläche des Materials, kann dies genügen. In den meisten Fällen jedoch ist es bevorzugt, Mittel zum Verlängern des Weges zwischen Ein- und Auslaß vorzusehen. Diese Mittel können aus einem oder mehreren Prallblechen bestehen, die rund um den Auslaß oder den Einlaß oder zwischen diesen angeordnet sind, oder aus Röhren oder Leitungen, die zum oder von dem Auslaß oder Einlaß führen und eine Öffnung auf einer niedrigeren Ebene in dem Gefäß besitzen.

Ein Überlaufsystem kann aus einer aufsteigenden Entladeleitung bestehen, die von einer niedrigeren Ebene des Gefäßes zu einem Überlauf führt, über den das entladene Material strömt. Eine aufsteigende Leitung kann deswegen wirksam funktionieren, weil das Material in dem Gefäß während des Betriebes aufgewirbelt wird. Diese Aufwirbelung kann unmittelbar durch die Wirkung der Gase aus dem Heizrohr zustandegebracht werden, jedoch wenn Gase oder Dämpfe von dem behandelten Material abgegeben werden, kann dieser Vorgang zur Aufwirbelung des Materials in dem Gefäß beitragen oder weitgehend dafür verantwortlich sein. Beispielsweise verliert Gips Wasser unter Bildung von Hemihydrat oder wasserfreiem Kalziumsulfat, und der entwickelte Wasserdampf verursacht ein "Kochen" des Minerals.

Die Aufwirbelung des behandelten Materials in der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, gleichgültig ob sie in erster Linie auf das einströmende Gas oder auf die Selbstaufwirbelung durch in Freiheit gesetzte Dämpfe zurückzuführen ist, verantwortlich für ein rasches und wirksames Vermischen des Inhaltes sowie für den Wärmeübergang und erleichtert selbst das Ausbringen des Produktes bei kontinuierlichem Betrieb. Wegen dieser Wirkung ist es nicht erforderlich, daß das Gefäß mit mechanischen Rührern ausgestattet ist. Jedoch würde eine Ausstattung mit Rührern zum zusätzlichen Aufwirbeln nicht die Grundsätze der Erfindung verletzen.

Wenngleich im vorliegenden Zusammenhang häufig der kontinuierliche Betrieb in den Vordergrund gestellt wird, für den die Vorrichtung insbesondere beabsichtigt ist, kann selbstverständlich die erfindungsgemäße Vorrichtung auch diskontinuierlich betrieben werden. Zu diesem Zweck wird das Gefäß zunächst mit Material beschickt, wenn nötig, mit einem anfänglichen Gasstrom, wonach Gase mit der gewünschten Temperatur einströmen gelassen werden, bis das Verfahren vervollständigt ist. Der Inhalt des Gefäßes wird anschließend ausgebracht, beispielsweise durch eine Auslaßöffnung im Boden. Letztere ist in jedem Falle eine zweckmäßige Einrichtung und kann zum Säubern des Gefäßes und zum Ausbringen des Inhalts in Notfällen verwendet werden. Zur Reinigung und zur Unterhaltung kann das Gefäß außerdem mit Inspektions- oder Zugangsklappen versehen sein.

Die Temperatur der Gase innerhalb des Heizrohres, die aus dem Heizrohr austreten, kann auf verschiedene Weise gesteuert werden, beispielsweise durch die Menge an überschüssiger Luft, die für die Verbrennung verwendet wird. Alternativ kann ein Hilfslufteinlaß in dem Rohr zwischen dem Brenner und dem unteren Abschnitt des Rohres vorgesehen sein, wodurch zusätzlich Luft eingeführt werden kann, um die Temperatur des Gemisches aus Luft und Verbrennungsprodukten in dem Rohr zu steuern.

Die Herstellung von Hemihydrat und wasserfreiem Gips oder Gemischen daraus kann in der erfindungsgemäßen Vorrichtung in erster Linie durch Steuerung der wirksamen Kalzinierungstemperatur durchgeführt werden. Wenn beispielsweise die Temperatur der Masse aus Kalziumsulfat, die der Behandlung unterworfen wird, bei etwa 140°C bis 170°C gehalten wird, ist das hauptsächliche kalzinierte Produkt aus dem Kalziumsulfat-Dihydrat das Hemihydrat, während bei sehr viel höheren Temperaturen, insbesondere bei solchen um 350°C oder darüber, das Hauptprodukt wasserfreies Kalziumsulfat ist.

Wenn wasserfreies Produkt gewünscht wird, kann die Kalzinierungsreaktion in einer einzigen Stufe durchgeführt werden, indem man den Durchsatz im Verhältnis zu der Gastemperatur und der Strömungsgeschwindigkeit derart einstellt, daß die Temperatur in dem erwähnten Bereich gehalten wird. Es ist jedoch ebenfalls möglich, die Umsetzung in zwei Stufen durchzuführen, indem man eine erste Einrichtung gemäß der Erfindung bei dem niedrigeren Temperaturbereich betreibt, um Hemihydrat zu erzeugen, und eine zweite Vorrichtung bei der höheren Temperatur. Mit dieser Anordnung wird auf jeder Stufe Wasserdampf erzeugt, der mit zur Aufwirbelung und Vermischung beiträgt. Die Abgase aus der zweiten Vorrichtung können dazu verwendet werden, die erste Vorrichtung zu erhitzen, und die Gesamtmenge oder einen Teil des Hemihydrats aus der ersten Vorrichtung kann in die zweite überführt werden. Das Hemihydrat und das wasserfreie Produkt können getrennt verwendet werden, oder sie können in gewünschten Verhältnissen zur Verwendung als gemischter Gips vermischt werden.

Die Erfindung eignet sich insbesondere für die Kalzinierung von natürlichem Gips oder chemischem Gips beliebiger Herkunft, beispielsweise synthetischen Gips aus der Phosphorsäureherstellung oder aus der Neutralisierung von Verbrennungsabgasen oder von der Hydratisierung von natürlichem Anhydrit.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert, worin

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt eines konischen Kalzinierungsgefäßes gemäß der Erfindung, das sich insbesondere zur Kalzinierung von Gips eignet, und

Fig. 2 ein Fließschema für ein Beispiel eines Steuerungssystems zum Betreiben des Heizrohres des konischen Gefäßes gemäß Fig. 1 darstellen.

Gemäß Fig. 1 besitzt ein Gefäß 1 von der Form eines umgekehrten Kegels einen abgerundeten Boden 2 von begrenztem Querschnitt sowie einen Deckel 3, der mit einem Beschickungsrohr 4 für das zu kalzinierende Material, wie beispielsweise gepulverten Gips, und einem Abgasauslaßrohr 5, das mit einem (nicht dargestellten) Staubsammler verbunden ist, ausgestattet ist. Ein Heizrohr 6, das weiter unten im einzelnen beschrieben wird, ist ebenfalls durch den Deckel 3 in das Innere des Gefäßes geführt. Das Gipsbeschickungsrohr 4 ist mit einem Dosierventil in Form eines Drehbeschickers 7 ausgestattet, der mit einem Gipsvorratsgefäß 8 verbunden ist. Das Gefäß ist zweckmäßigerweise, wie bei 9 gezeigt, ummantelt.

Die normale Höhe an gepulvertem Material im Gefäß während des Betriebes ist bei 10 angezeigt. Ein Auslaß für kalziniertes Material ist in Form eines äußeren Überlaufes 11 vorgesehen, der mit einem Abführungsrohr 12 verbunden ist. Außerdem ist eine mit einem Ventil versehene Bodenauslaßöffnung 21 vorgesehen.

Das Heizrohr 6 erstreckt sich im wesentlichen längs der zentralen vertikalen Achse des konischen Gefäßes 1 nach unten. Es ist an seinem unteren Ende 13 offen und endet dicht am Boden 2 des Gefäßes. Das Rohr ist außerdem im unteren Teil seiner Wand mit symmetrisch verteilten Löchern 14 versehen, um die Verteilung der heißen Gase in das zu kalzinierende Material weiter zu erleichtern. Die Verteilung der Gase, die aus dem Rohr 6 austreten, kann weiter durch einen aufrechten Kegel 15 aus wärmefestem Material begünstigt werden, der unmittelbar unterhalb der Rohröffnung 13 auf den Boden 2 des Gefäßes aufgesetzt ist.

Die Abmessungen des Gefäßes und des konischen Winkels können im Verhältnis zur Temperatur und der Strömungsgeschwindigkeit der heißen Gase durch das Rohr 6 sowie zum beabsichtigten Mineraldurchsatz variiert werden, um die gewünschte Verweilzeit und die Temperatur des Materials in dem Gefäß zu erzielen, sowie ein angemessenes Vermischen und einen wirksamen Wärmeübergang sicherzustellen.

Brenngas, beispielsweise Naturgas, wird durch ein Rohr 16 einem Gasbrenner 17 vom Kreuzstromtyp (nozzle- mix type) zugeführt, der innerhalb des Rohres 6 etwa auf der Höhe der Oberfläche 10 des Materials in dem Gefäß angeordnet ist. In diesen Brenner wird getrennt durch eine Luftleitung 18 von einem Gebläse 19 aus Luft zugeführt. Das Gemisch aus Brenngas und Luft, das den Kreuzstrombrenner 17 verläßt, wird durch einen Funkengeber 20 gezündet, und die heißen, gasförmigen Verbrennungsprodukte strömen nach unten durch das Rohr 6 und verlassen es durch sein offenes Ende 13 und die Löcher 14. Eine Hilfsluftversorgung des Heizrohres wird bei diesem System nicht allgemein angewandt.

Gemäß Fig. 2 wird das Brenngas in einer Leitung 22 durch ein Hauptisolierventil 23, ein Hauptleitungsventil (mains governor) 24, das den Leitungsdruck auf einen geeigneten Wert reduziert (im vorliegenden Falle auf 0,2 bar Überdruck (3 psig)), und anschließend durch eine Dosiervorrichtung 25 geleitet. Der Druck wird anschließend durch zwei Druckschalter 26 überwacht, die so eingestellt sind, daß maximaler und Mindestdruck für einen sicheren Betrieb bestimmt werden. Die Strömung des Gases zu dem Brenner wird aus Sicherheitsgründen durch drei Absperrventile gesteuert, von denen eines (27a) auf die Druckschalter 26 folgt, eines (27c) in der Hauptleitung 28 angeordnet ist und eines (27b) in einer Steuerleitung (pilot line) 29 vorhanden ist. Die Hauptleitung enthält außerdem einen weiteren Regler 31 sowie ein Durchsatzsteuerventil 32, während die Steuerleitung ein paar Druckschalter 33, ihren eigenen Regler 34 sowie ein Begrenzungsventil 35 enthält. Ein Abzweigstromventil 36 verbindet zusätzlich die Hauptzufuhrleitung mit der Steuerleitung 29 und ein Ablaßventil 37 ist mit den Reglern 31 und 34 verbunden. Handventile 38 sind ferner vorgesehen, die normalerweise offengelassen sind, jedoch geschlossen werden können, um Teile des Systems zu isolieren. Sowohl die Hauptleitung 28 als auch die Steuerleitung 29 liefern Brenngas in das Rohr 16 des Heizrohres 6.

Bevor die Zündungssequenz (light-up) begonnen wird, werden die Absperrventile 27 überprüft, um sich zu überzeugen, daß sie geschlossen sind und nicht lecken. Wenn die Zündsequenz durch Einschalten des Brennerschalters begonnen wird, schließt sich das Ablaßventil 37, und eine - nicht dargestellte - Zeitgebereinheit innerhalb des Schaltbrettes für den Brenner überwacht die Sequenz unter Verwendung der beiden Druckschalter 33 und 26, um sicherzustellen, daß der Raum zwischen den drei Absperrventilen 27 nicht durch Hindurchtreten von Gas oder Luft unter Druck gesetzt wird, und um nach 30 Sekunden sicherzustellen, daß, wenn der Raum durch Öffnen des Abzweigventils 36 unter Druck gesetzt wird, der Druck weitere 30 Sekunden lang aufrecht erhalten bleibt.

Wenn diese beiden Überprüfungen zufriedenstellend verlaufen sind, erfolgt eine Sichtanzeige, daß die Überprüfung vollständig ist, und der Steuerungszyklus bewegt sich eine Stufe weiter. Wenn sich eine der beiden Überprüfungen als nicht zufriedenstellend erwiesen hat, erscheint eine Warnanzeige. Nach Erscheinen der Überprüfungsanzeige erfolgt eine Pause von 5 Minuten, währen der die Luft den Brenner und das Kalzinierungssystem reinigt. Nach Ablauf dieser Zeit setzt eine Brennerprogrammiereinheit in der Schalttafel die eigentliche Zündfrequenz in Gang. Ein Funken zündet das Steuergas nach Öffnen des ersten Absperrventils 27a und des Steuerventils 27b, und die Anwesenheit von Flammen wird durch eine Flammenfeststellungssonde 39 (Fig. 1), die etwa 76 mm (3 Zoll) von dem Brenner 17 entfernt ist, festgestellt. Wenn eine Flamme festgestellt und stabil ist, erlaubt die Programmierungseinheit die Öffnung des zweiten Hauptabsperrventils 27c und die Erzeugung der Hauptflamme. Zu diesem Zeitpunkt schließt sich das Ablaßventil 37 und erlaubt die Tätigkeit des Reglers 31. Die Strömungsgeschwindigkeit des Gases wird durch Einstellung des Durchlaßventils 32 gesteuert.

Die vertikale Stellung des Brenners 17 in dem Rohr kann so eingestellt werden, daß die Bildung der Flamme auf jedem beliebigen Pegel im Verhältnis zu dem Gefäß und seinem Inhalt erfolgt.

Einige Vorteile der Kalzinierungseinrichtung gemäß der Erfindung sind:

• 1. Die Kapitalkosten des Systems für einen gegebenen Durchsatz sind niedriger als für einen herkömmlichen Kessel wegen der relativen Kompaktheit und Einfachheit des Gefäßes.
• 2. Die Einheit benötigt keinen Rührer, wodurch insgesamt elektrische Energie eingespart wird.
• 3. Die Wärmewirksamkeit von beispielsweise 85% bis 90% ist selbst höher als bei dem System gemäß GB-PS 14 88 665.
• 4. Die Unterhaltungskosten sind geringer.
• 5. Die Ingangsetzungszeit ist wesentlich kürzer als bei einem herkömmlichen Kessel. Sie beträgt beispielsweise etwa 10 Minuten.

Das Produkt besitzt physikalische Eigenschaften, die im Falle von kalziniertem Gips ähnlich denen des kalzinierten Materials sind, das nach dem Verfahren gemäß der GB-PS 14 88 665 erzeugt wird. Insbesondere besteht das Produkt, wenn die Temperatur der heißen Gase derart eingestellt wird, daß die Temperatur im Inneren des Kalziumsulfats etwa 140°C bis 170°C beträgt, im wesentlichen in seiner Gesamtheit aus Hemihydrat mit wenig löslichem Anhydrit und nahezu keinerlei Gips, bestimmt durch Differenzialthermoanalyse.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Wärmebehandlung von teilchenförmigem Material mit einem Behandlungsgefäß, mit einem mit einem Einlaß versehenen Deckel und einem Auslaß in einer Seitenwand, durch den die Obergrenze des in einem Wirbelbett vorhandenen Materials bestimmt wird, wobei das Gefäß am Boden einen geringeren Querschnitt aufweist als an der Obergrenze des Wirbelbettes, und einem Rohr für die Zufuhr eines heißen Aufwirbelungsgases, das sich nach unten in das Gefäß hinein erstreckt und sich in der Nähe des Bodens öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenabschnitt des Gefäßes (1) undurchlöchert ist und sich verengt, bis er den unteren Abschnitt des Rohres (6) so dicht umschließt, daß ein vollständiges Durchmischen von Gas und teilchenförmigem Material sichergestellt ist.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (2) des Gefäßes (1) unmittelbar unterhalb der unteren Öffnung (13) des Rohres (6) einen aufwärts gerichteten inneren Vorsprung (15) in Form eines aufrechten Kegels trägt.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (1) ganz oder teilweise die Form eines umgekehrten Kegels oder Kegelstumpfes hat.