DE3105709A1 - Verfahren zur herstellung von gipshalbhydrat mit waermemuell - Google Patents

Verfahren zur herstellung von gipshalbhydrat mit waermemuell

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DE3105709A1 DE19813105709 DE3105709A DE3105709A1 DE 3105709 A1 DE3105709 A1 DE 3105709A1 DE 19813105709 DE19813105709 DE 19813105709 DE 3105709 A DE3105709 A DE 3105709A DE 3105709 A1 DE3105709 A1 DE 3105709A1
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Heinrich 4350 Recklinghausen Quante
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QUANTE, HEINRICH, 4350 RECKLINGHAUSEN, DE
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HIS HANDELS- und INDUSTRIEBEDARF GmbH
His Handels & Ind
His Handels und Industriebedarf 4350 Recklinghausen GmbH
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    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/46Sulfates
    • C01F11/466Conversion of one form of calcium sulfate to another
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B11/00Calcium sulfate cements
    • C04B11/02Methods and apparatus for dehydrating gypsum
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • Y02P20/129Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her-
  • stellung von Gipshalbhydrat, insbesondere zur Calcinierung aus bei der Rauchgasentschwefelung von Kraftwerken anfallenden Rauchgasgipses zu einem für den Einsatz im untertägigen Bergbau als nammbaumaterial geeigneten (,i}vshallJhydrat. Die Erfindung betrifft weiter eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.
  • Aufgrund der immer schärfer werdenden Umweltschutzbestimmungen sind die Anforderungen bezüglich der Entschwefelung der Rauchgase insbesondere bei der Verbrennung von Kohle in Kraftwerken immer schärfer geworden. Es sind zahlreiche Verfahren bekannt, bei denen der Schwefel durch Einsatz von Kalkstein und ähnlichen Materialien gebunden werden soll (DE-OS 27 o8 984, DE-OS 27 30 707). Der bei verschiedenen Verfahren anfallende Rauchgasgips ist aber weder abzulagern noch in der anfallenden Form zu verwerten. Daher wird er durch WArmezufuhr in sogenanntes Gipshalbhydrat umgewandelt. Dieses Material kann dann für die verschiedenstsen Zwecke im Bereiche der Bauindustrie sowie unter gewLsserl Voraussetzungen auch als Drmunbaumaterial für den untertägigen Bergbau eingesetzt werden (DE-AS 29 o8 266).
  • Nachteilig bei den bekannten Verfahren ist der hohe Energieaufwand für die Umwandlung des Dihydrates in Halbhydrat.
  • Das gilt auch für das aus der DE-PS 12 38 374 bekannte Verfahren, bei dem die Suspension von Calciumsulfatd@hydrat in Wasser aufgeheizt und dabei eine bestimmte Erhitzungsgeschwindigkeit vorgesehen ist. Nachteilig bei dem bekannten Verfahren ist außerdem die hohe Endtemperatur, die bei der Erwärmung der Suspension erreicht werden muß, die Verwendung von Impfkristallen und der Einsatz eines Autoklaven.
  • In Kraftwerken, und zwar insbesondere in den Kraftwerken, in denen der ohne besondere Behandlung nicht einsetzbare Rauchgasgipsanfällt, werden erhebliche Mengen Wärmemülls erzeugt, der gegenwärtig weitgehend nutzlos in die Atmosphäre abgegeben wird. Außer bei Kraftwerken fällt auch in der chemischen Industrie, bei den Hüttenwerken und anderen Industriezweigen eine erhebliche Menge Wärmemüll an. Auch der hier anfallende Wärmemüll wird nicht oder nur unzureichend genutzt.
  • In den Kraftwerken fällt der hier angesprochene Wärmemüll bei rund 13o0C, bei älteren Kraftwerken auch bei 140°C an. Nachteilig ist, daß der Wärmemüll aufgrund seiner relativ niedrigen Temperaturen und seines Zustandes nicht in der Größenordnung, in der er anfällt, verwertet werden kann.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein technisch einfaches, in vorhandene Prozesse integrierbares, quasi kontinuierliches und energieverbrauchsfreundliches Verfahren zur Calcinierung von Rauchgasgips, Chemiegips, Naturgips und ähnlichen Stoffen zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß aus Calciumsulfatdihydrat hoher Kornfeinheit und aus wässriger Schwefelsäure eine Dispersion hergestellt und unter Zufuhr von industriellem, staubfreiem Wärmemüll mit vorbestimmter Aufheizgeschwindigkeit auf 90-looOC erwärmt wird, woraufhin die festen Bestandteile von der wässrigen Schwefelsäure getrennt und anschließend bei 105-130°C getrocknet werden.
  • Es hat sich überraschend herausgestellt, daß bei einem derartigen Verfahren der mit Temperaturen bis etwa 130°C anfallende Wärmemüll vorteilhaft verwertet werden kann, da für dieses Verfahren die vorgegebenen Temperaturen ausreichen. Außerdem sind die bei modernen Rauchgasentschwefelungsanlagen anfallenden Mengen an Rauchgasgips mit 70-100 000 t und mehr pro Jahr so hoch, daß der in Kraftwerken anfallende Wärmemüll annähernd ganz für die Herstellung des Gipshalbhydrates aus dem Rauchgasgips eingesetzt werden kann. Soweit auch in anderen Industriezweigen Wärmemüll bzw. Rauchgasgips, Chemiegips oder Naturgips vorhanden ist, kann das Verfahren auf die gleiche Art und Weise verwirklicht werden. Mit Hilfe der eingesetzten wässrigen Schwefelsäure kann der Umwandlungsprozeß bei den genannten Temperaturen durchgeführt werden, wobei das abgespaltene Kristallwasser zunächst zu einer Verdünnung der Dispersion führt. Bei weiterer Wärmemüllzufuhr tritt dann eine Verdunstung des Wassers aus der Dispersion und damit eine Regeneration der wässrigen Schwefelsäure bis zur ursprünglichen Konzentration ein.
  • Es hat sich herausgestellt, daß während des Calciniervorganges die Viskosität der Dispersion infolge einer Kristallstrukturänderung steigt, wodurch eine merkliche Behinderung der Begasung mit Wärmemüll und damit ein schlechterer Wärmeübergang eintritt. Dieser schlechtere Wärmeübergang ergibt sich insbesondere dadurch, daß der eingeblasene Wärmemüll sich frühzeitig zu größeren Blasen vereinigt, die nur einen geringeren Wärmeübergang erlauben.
  • Um den Wärmeübergang zu erhalten, ist nach einer Ausbildung der Erfindung vorgesehen, daß die wässrige Schwefelsäure jeweils unter Verdunstung des bei der Dissoziationsreaktion freigesetzten Kristallwassers getrennt aufgeheizt und das Calciumsulfatdihydrat dann in die heiße, wässrige Schwefelsäure eingeleitet wird. Dabei kann die wässrige Schwefelsäure wie bisher im Kreislauf geführt werden, nur daß die Regeneration in einem gesonderten Verfahrensabschnitt erfolgt, der jeweils vor der Calcinierung bzw. daran im Anschluß erfolgt. Dabei erweist es sich als vorteilhaft, daß bei der Calcinierung des Calciumsulfatdihydrates zum Alphacalciumsulfathalbhydrat die schwach exotherme Reaktion ausgenutzt, d.h. weniger Wärmemüll zugeführt werden muß. Die Aufheizung der wässrigen Schwefelsäure und Verdunstung des freien Kristallwassers erfolgt getrennt, wobei die für die Verdunstung erforderliche Wärme durch Einleitung von Wärmemüll in das nach Abtrennen des Alphacalciumsulfathalbhydrates verbleibende Dispersionsmedium.
  • In weiterer Optimierung des Verfahrens ist vorgesehen, daß die wässrige Schwefelsäure soweit aufgeheizt wird, daß sich bei Zuleitung des Calciumsulfatdihydrates mindestens die Dissoziationstemperatur einstellt. Damit wird der Verfahrensablauf abgekürzt, da eine vollständige Kompensation des durch den Eintrag des Calciumsulfatdihydrates von Normaltemperatur in das Dispersionsmedium bedingten Temperaturverlustes gewährleistet ist. Die Dissoziations reaktion selbst verläuft begünstigt durch gleichbleibend kleine Blasen des eingeleiteten Wärmemülls ab.
  • Um auch in der gesonderten Verfahrensstufe der Aufheizung des nach dem Abtrennen des Calciumsulfathalbhydrates verbleibenden Dispersionsmediums einen optimalen Wärmeübergang zu gewährleisten, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Wärmemüll bei der Aufheizung der wässrigen Schwefelsäure in der gleichen Strömungsrichtung und in Übereinstimmung mit deren Fließgeschwindigkeit eingeleitet wird.
  • Dadurch wird wirksam die Bildung von größeren Blaseneinheiten verzögert, so daß der angestrebte günstige Wärmeübergang bei kleinen Blasen gewährleistet ist.
  • Für das Verfahren wird wässrige Schwefelsäure als Reaktionsmedium eingesetzt, wobei gemäß einer Ausbildung der Erfindung das Calciumsulfatdihydrat in diese wässrige Schwefelsäure bis zur Erreichung einer Konzentration von 10-50 Gew.-%, vorzugsweise 15-25 Gew.-%, eingeleitet wird.
  • Dabei hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, das Calciumsulfatdihydrat unter ständigem Rühren in die wässrige Schwefelsäure einzuleiten, um eine gleichmäßige Durchmischung zu gewährleisten.
  • Die Herstellung der notwendigen Dispersion und ein einwandfreier Ablauf des Verfahren ist gewährleistet, wenn eine schwefelsaure, wässrige Dispersion mit einer Konzentration an Schwefelsäure von 15-55 Gew.-%, vorzugsweise 20 Gew.-%, eingesetzt wird. In diese wässrige Schwefelsäure wird dann das Calciumsulfatdihydrat eingeleitet.
  • Wärmemüll fällt in der Regel in Form von Dampf oder Warmluft an, wobei beides sich für das Verfahren eignet.
  • Der gewünschte Calcinierungsvorgang wird zweckmäßigerweise so betrieben, daß der industrielle, staubfreie Wärmemüll vorzugsweise in Form von Dampf zur direkten und/oder indirekten Beheizung der wässrigen Schwefelsäure und/oder des Gemisches unter Einhaltung einer Aufheizgeschwindigkeit von 1-3K/min, vorzugsweise von 1,5K/min eingesetzt wird. Die Aufheizgeschwindigkeit wtrd dabei wie üblich über Ventileinstellungen yeregelt. Ergänzend hierzu hat sich herausgestellt, daß es zweckmäßig ist, die Aufheizgeschwindigkeit von 1,5 K/min einzuhalten, sobald eine Kompensation des beim Aufheizvorganges resultierenden Dampfverlustes durch das beim Calciniervorgang frei werdende Kristallwasser erfolgt. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn die wässrige Schwefelsäure zilsammen mit der elngeleiteten CaicJ urnsuifatdihydratdispersion aufgewärmt werden muß.
  • Die Reaktion wird begünstigt, wenn das Calciumsulfatdihydrat eine Kornfeinheit-von kleiner 25op m aufweist. Hierzu ist es möglich und zweckmäßig, das bei der Rauchgasentschwefelung anfallende Calciumsulfatdihydrat unmittelbar der Calcinierung zuzuführen, weil dann die obengenannte Forderung der Kornfeinheit in der Regel ohne zusätzliche Maßnahmen eingehalten werden kann, weil die Bildung von Konglomeraten, Teiltrocknung u.ä. dann noch nicht eingetreten ist. Auch kann die Temperatur des Rauchgasgipses, d.h. Calciumsulfatdihydrates, dem Prozeß zugeführt werden.
  • Der Calcinierungsvorgang wird erfindungsgemäß bei 9o°C abgebrochen, wobei dann das Calciumsulfathalbhydrat von der wässrigen Schwefelsäure getrennt wird. Hierzu werden in bekannter Weise Filter, Zentrifugen oder Schubzentrifugen eingesetzt, wodurch eine einwandfreie Trennung beider Medien sichergestellt ist. In weiterer Vervollkommnung des Verfahrens ist vorgesehen, daß das Calciumsulfathalbhydrat nach der Filtration mittels Calciumcarbonatmehl neutralisiert und dann bei vorzugsweise 1150C getrocknet wird. In dieser Form ist es dann für die verschiedensten Einsatzzwecke, insbesondere aber für die Verwendung als Dammbaumaterial im Bergbau, geeignet.
  • Werden bestimmte Kristallstrukturen des bei diesem Verfahren gebildeten Calciumsulfathalbhydrates gewünscht, so kann dies durch gezielte Additivzugabe zur wässrigen Schwefelsäure und/oder der Dispersion erfolgen, wobei als Additive Aluminiumsulfat, Kalialaun, Kaliumsulfat u.ä. zugemischt werden.
  • Zur Durchführung des Verfahrens hat sich eine Anlage als zweckmäßig erwiesen, bei der mindestens drei Konverter zu einer Reaktorbatterie gekoppelt sind, die nacheinander zu beschicken, zu heizen und zu entleeren sind.
  • Über die Kopplung der drei Konverter miteinander ist es möglich, ein quasi kontinuierliches Verfahren zu erreichen, da immer einer der drei Konverter sich im Stadium des Beschickens, des Aufheizens oder des Entleerens befindet.
  • über entsprechende Elektronikschaltungen kann der Verfahrensablauf so gesteuert werden, daß sowohl die Zufuhr von Calciumsulfatdihydrat wie auch der Anfall von Calciumsulfathalbhydrat annähernd kontinuierlich erfolgt.
  • Eine gute Durchmischung der Dispersion ist sichergestellt, da erfindungsgemäß jeder Konverter ein Rührwerk aufweist.
  • Die für die Calcinierung notwendige Energiezufuhr bzw. Wärmezufuhr erfolgt besonders gleichmäßig und intensiv bei einer Anlage, bei der die Wärmezuleitung in einen Rohrkranz mit nach oben gerichteten Düsen einmündet, der in Höhe des Auslauftrichters angeordnet ist. Der Heizdampf bzw. die Heizluft perlt dann von unten durch die Dispersion aus wässriger Schwefelsäure und Calciumsulfatdihydrat, so daß die einzelnen Bereiche unter gleichzeitiger Auflockerung mit der benötigten Wärme versorgt werden.
  • Zur Aufteilung des Verfahrens in Calcinierung und Regenerierung der wässrigen Schwefelwäure ist vorgesehen, daß den Konvertern jeweils ein Konzentrator vorgeschaltet ist.
  • In diesem Konzentrator wird die wässrige Schwefelsäuredispersion durch Einleiten von Wärmemüll regeneriert und soweit aufgeheizt, daß sich bei Zuleitung des Calciumsulfatdihydrates in den Konvertern mindestens Dissoziationstemperatur einstellt.
  • Bei einer gleichmäßigen Aufwärmung bzw. Aufheizung der wässrigen Schwefelsäuredispersion ist es zweckmäßig, die Bildung von größeren Blaseneinheiten in dem Konzentrator zu vermeiden. Dies wird effektvoll dadurch erreicht, daß innerhalb des Konzentrators oberhalb des den Wärmemüll zuführenden Einlasses ein unterhalb des Dispersionsspiegels endendes Rohr angeordnet ist. Über dieses innen angeordnete Rohr wird der eingeleitete Wärmemüll insbesondere in Form von Warmluft oder Wasserdampf so in die Dispersion hineingeleitet, daß beide mit etwa gleicher Geschwindigkeit aufsteigen, wobei dann die Dispersion zwischen innerem Rohr und Wand des Konzentrators wieder abwärtsgeführt wird.
  • Die Dimensionierung von Rohr und Konzentrator ist so bemessen und auf die vorgesehene Gasgeschwindigkeit abgestimmt, daß Flüssigkeit und Gas in dem inneren Rohr wie erwähnt annähernd die gleiche Geschwindigkeit aufweisen.
  • Die Flüssigkeitsförderung im inneren Rohr wird durch die aufsteigenden Gasblasen bewirkt. Dies trifft generell auch für das Rückströmen der Flüssigkeit bzw. Dispersion zu, wobei dieser Flüssigkeitsstrom erfindungsgemäß noch dadurch gefördert werden kann, daß zwischen Rohrwandung und Wand des Konzentrators eine oder mehrere Flüssigkeitspumpen angeordnet sind.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Anlage zeichnen sich insbesondere dadurch aus, daß unter Verwendungdes bisher nicht verwendungsfähigen Wärmemülls der in erheblichen Mengen anfallende Rauchgasgips zu nutzbarem Gipshalbhydrat umgewandelt werden kann.
  • Durch die Kopplung dreier Konverter ist das Verfahren annähernd kontinuierlich zu betreiben und durch die Zuordnung von Konzentratoren auch noch zu optimieren, weil dann ein gleichmäßiger Wärmeübergang sowohl im Konverter wie im Konzentrator sichergestellt ist.
  • Weitere Merkmale und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den notwendigen Einzelheiten der erfindungsgemäße Anlage und mit dazugehörigen Einzelteilen näher erläutert ist. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch einen Konverter und Fig. 2 einen Schnitt durch einen zugeordneten Konzentrator.
  • Die Anlage wird von drei Konvertern 1 gebildet, die dem in Fig. 1 gezeigten Konverter entsprechen. Von daher wird in der Figur jeweils nur ein Konverter 1 und ein Konzentrator 15 gezeigt.
  • In den Deckel 2 des Konverters 1 sind neben dem eine Schleuse 3 aufnehmenden Rohr für die Zuführung des Calciumsulfatdihydrates auch die Wärmezuleitung 4 und die Abführungsleitung 5 eingeführt. Über die Schleuse 3 wird das Calciumsulfatdihydrat jeweils soweit eingefüllt, daß zusammen mit der wässrigen Schwefelsäure 50-60 % des Gesamtvolumens ausgefüllt werden. Die Dispersion ist mit 6 bezeichnet. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Dispersion dient das Rührwerk 7, das unterhalb des Rohrkranzes 8 mit den Düsen 9 oberhalb des Auslauftrichters 10 angeordnet ist.
  • Auf diese Weise wird eine gleichmäßige Durchmischung gewährleistet, so daß über die Schleuse 11 und die Abzugsvorrichtung 12 letztlich nur fertiges Calciumsulfathalbhydrat abgezogen wird.
  • Die quasi kontinuierliche Betriebsweise der drei Konverter 1 wird dadurch gewährleistet, daß von den drei Konvertern gleichzeitig jeweils ein Konverter aufgefüllt, der zweite, bereits aufgefüllte Konverter durch Einleitung des pflugaschefreien Wärmemülls aufgeheizt und aus dem dritten Konverter das sedimentierte Fertigprodukt abgezogen wird, das anscllließend in bekannter Weise mittels Filter, Zentrifuge oder Schubzentrifuge vom Reaktionsmedium getrennt wird, und ,ar dann, wenn es eine Temperatur von über 9o°C erreicht hat. Das so gewonnene Reaktionsmedium wird gemeinsam mit dem im dritten Konverter verbleibenen Reaktionsmedium in den ersten Konverter zurückgefördert. Das Fertiggut wird mit Calciumcarbonatmehl neutralisiert und anschließend mit Wärmemüll bei 1o5-13o0C, vorzugsweise 1150C, getrocknet oder falls möglich feucht verarbeitet.
  • Fig. 2 zeigt den den Konvertern 1 zugeordneten Konzentrator 15, in dem die wässrige Schwefelsäuredispersion regeneriert wird. Zu diesem Zwecke wird über den Einlaß 16 Wärmemüll beispielsweise in Form von Wasserdampf, Warmluft oder Rauchgas über einen Siebboden 17 in das Innere des Konzentrators 15 hineingeschleust. Um zu vermeiden, daß sich der eingeblasene Wärmemüll vorzeitig zu größeren Blaseneinheiten vereinigt, wodurch die damit verbundene Verkleinerung der Gesamt-Blasenoberfläche und die daraus resultierende ungünstige Beeinflussung der Wärmeübertragung beeinflußt wird, weist der Konzentrator 15 ein eingezogenes Rohr 18 aber, das genau oberhalb des Siebbodens 17 und des Einlasses 16 angeordnet ist. Über die Zuleitung des Wärmemülls entsteht ein Dispersions-Gasstrom 23, wobei Dispersion und Gas etwa die gleiche Geschwindigkeit aufweisen. Hierdurch wird sowohl die Bildung von größeren Blaseneinheiten vermieden als auch ein günstiger Wärmeübergang von den Gasblasen auf die Dispersion sichergestellt. Das Rohr 18 endet kurz unterhalb des Dispersionsspiegels 22, so daß der Dispersions--sstrom 23 in Form eines Flüssigkeitsstromes 21 umgeleitet und zwischen Rohrwandung 19 und Wand 20 zurück Richtung Siebboden 17 strömt. Der Wärmemüll bzw. das Gas verläßt über den Auslaß 24 den Konverter 15.
  • Beispiel In einem Technikums-Konverter mit einem Fassungsvermögen von 1o Litern wurden 5 Liter einer 20 Gew.-%igen Dispersion von Calciumsulfatdihydrat einer Kornfeinheit kleiner 250 m in einer 20 Gew.-%igen wässrigen Schwefelsäure mittels Warmluft von 120°C von 450 auf 950C mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 1,5 K/min erwärmt.
  • Nach Erreichen der Temperatur von 95°C wurde das Reaktionsprodukt von der Mutterlauge getrennt und nach Trocknung bei 1150C mittels Röntgenstrukturanalyse geprüft.
  • Das Reaktionsprodukt war frei von Calciumsulfatdihydrat.
  • Die Hauptmenge des Reaktionsproduktes bestand aus Calciumsulfathalbhydrat neben einem sehr kleinen Anteil Anhydrit III und Spuren von Anhydrit II.
  • Das Endprodukt Calciumsulfathalbhydrat liegt nach der Trocknung als feinkörniges Material vor, das sowohl in Säcken wie auch in Containern transportiert und dann z.B.
  • unter Tage in Streckenbegleitdämmen oder ähnlichen Bereichen verblasen werden kann, wobei Wasser zugegeben werden muß.
  • Das Endprodukt erreicht sehr früh hohe Festigkeiten, ist gut benetzbar und entwickelt wenig Staub, so daß es für diese Einsatzzwecke besonders geeignet ist. Das Material kann als reines Halbhydrat oder in Mischungen mit ähnlichen Dammbaustoffen verwendet werden.

Claims (18)

  1. Verfahren zur Herstellung von Gipshalbhydrat mit Wärmemüll P a t e n t a n s l) r ü c h e l.) Verfahren zur Herstellung von Gipshalbhydrat, insbesondere zur Calcinierung des bei der Rauchgasentschwefelung von Kraftwerken anfallenden Rauchgasgipses zu einem für dn Einsatz im untertägigen Bergbau als Dammbaumaterial geeigneten Gipshalbhydrat, dadurch gekennzeichnet, daß aus Calciumsulfatdihydrat hoher Kornfeinheit und aus wässriger Schwefelsäure eine Dispersion hergestellt und unter Zufuhr von industriellem, staubfreiem Wärmemüll mit vorbestimmter Aufheizgeschwindigkeit auf 90-100°C erwärmt wird, woraufhin die festen Bestandteile von der wässrigen Schwefelsäure getrennt und anschließend bei 105-130°C getrocknet werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Schwefelsäure jeweils unter Verdunstung des bei der Dissoziatiozreaktion freigesetzten Kristallwassers getrennt aufgeheizt und das Calciumsulfatdihydrat dann in die heiße, wässrige Schwefelsäure eingeleitet wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z ei c h n e t daß die wässrige Schwefelsäure soweit aufgeheizt wird, daß sich bei Zuleitung des Calciumsulfatdihydrates mindestens die Dissoziationstemperatur einstellt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmemüll bei der Aufheizung der wässrigen Schwefelsäure in der gleichen Strömungsrichtung und in Ubereinstimmung mit deren Fließgeschwindigkeit eingeleitet wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumsulfatdihydrat in die wässrige Schwefelsäure bis zur Erreichung einer Konzentration von lo-So Gew.-%, vorzugsweise 15-25 Gew.-%, eingeleitet wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine schwefelsaure, wässrige Dispersion mit einer Konzentration an Schwefelsäure von 15-55 Gew.-%, vorzugsweise 20 Gew.-%, eingesetzt wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der industrielle, staubfreie Wärmemüll vorzugsweise in Form von Dampf zur direkten und/oder indirekten Beheizung der wässrigen Schwefelsäure und/oder des Gemisches unter Einhaltung einer Aufheizgeschwindigkeit von 1-3K/min, vorzugsweise von 1,5 K/min eingesetzt wird.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Aufheizgeschwindigkeit von 1,5 K/min eingehalten wird, sobald eine Kompensation den beim Aufheizvorgang resultierenden Dampfverlustes durch das beim Calciniervorgang frei werdende Kristallwasser erfolgt.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Rauchgasentschwefelung anfallende Calciumsulfatdihydrat unmittelbar der Calcinierung zugeführt wird.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 2, c a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß das Calciumsulfatdihydrat eine Kornfeinheit von kleiner 250 µm aufweist.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumsulfathalbhydrat bei Erreichen einer Temperatur über 90°C von der wässrigen Schwefelsäure getrennt wird.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der wässrigen Schwefelsäure und/oder der Dispersion zur Erreichung vorgegebener Kristallstrukturen Additive, wie Aluminiumsulfat, Kalialaun, Kaliumsulfat u.ä., zugemischt werden.
  13. 13. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und/oder einem der nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Konverter (1) zu einer Reaktorbatterie gekoppelt sind, die nacheinander zu beschicken, zu heizen und zu entleeren sind.
  14. 14. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Konverter (1) ein Rührwerk (7) aufweist.
  15. 15. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmezuleitung (4) in einen Rohrkranz (8) mit nach oben gerichteten Düsen (9) einmündet, der in Höhe des Auslauftrichters (10) angeordnet ist.
  16. 16. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß den Konvertern (1) jeweils ein Konzentrator (15) vorgeschaltet ist.
  17. 17. Anlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Konzentrators (15) oberhalb des den Wärmemüll zuführenden Einlasses (16) ein unterhalb des Dispersionsspiegels (22) endendes Rohr (18) angeordnet ist.
  18. 18. Anlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Rohrwandung (19) und Wand (20) des Konzentrators (15) eine oder mehrere Flüssigkeitspumpen angeordnet sind.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3331838A1 (de) * 1983-09-03 1985-03-21 Gottfried Bischoff Bau kompl. Gasreinigungs- und Wasserrückkühlanlagen GmbH & Co KG, 4300 Essen Verfahren zur umsetzung des rueckstandes aus rauchgas-entschwefelungsanlagen zu alphahalbhydrat-gipskristallen

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DE3331838A1 (de) * 1983-09-03 1985-03-21 Gottfried Bischoff Bau kompl. Gasreinigungs- und Wasserrückkühlanlagen GmbH & Co KG, 4300 Essen Verfahren zur umsetzung des rueckstandes aus rauchgas-entschwefelungsanlagen zu alphahalbhydrat-gipskristallen

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