DE3240317A1 - Verfahren zur herstellung von calciumsulfat-dihydrat im zuge der entschwefelung von rauchgasen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von calciumsulfat-dihydrat im zuge der entschwefelung von rauchgasenInfo
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Description
-A-
Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren
zur Herstellung von Calciumsulfat-Dihydrat im Zuge der Entschwefelung von Rauchgasen aus Kraftwerkskesselfeuerungen
u. dgl.,
wobei die Rauchgase in einen Waschturm eingeführt und in dem Waschturm mit einer Kalk enthaltenden Waschwassersuspension
behandelt werden,
wobei in den Waschturm außerdem Sauerstoff in.Form von Luft
oder von mit Sauerstoff angereicherter Luft eingeblasen wird und wobei endlich die aus dem Waschturmsumpf abgezogene
Waschwasser-Suspension im Kreislauf zum Waschturm zurück und zumindest mit einem Teilstrom über einen Eindicker
geführt sowie aus dem Eindicker ein Calciumsulfat-Dihydratschlamm abgezogen wird. Kalk meint Kalkstein und
andere für die Reaktion mit Schwefeldioxid geeignete Calciumverbindungen .
Bei dem (aus der Praxis) bekannten gattungsgemäßen Verfahren
stellt man fest, daß der abgezogene Calciumsulfat-Dihydrat schlamm mehr oder weniger vollständig aus Calciumsulfat-Dihydrat
besteht, häufig aber neben diesen Calciumsulfatbestandteilen in erheblicher Menge auch Calciumsulfit
enthält. Der Calciumsulfitanteil stört in beachtlichem
Maße bei der Weiterverarbeitung, mag es sich bei der Weiterverarbeitung beispielsweise um die Herstellung von Gips- :
kartonplatten u. dgl. handeln, mag es sich darum handeln, aus dem Calciumsulfat-Dihydratschlamm einen Alpha-Halbhydratgips
herzustellen. Es versteht sich von selbst, daß bei der Herstellung von Gipskartonplatten aus dem Calciumsulfat-
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Dihydrat dieses Calciumsulfat-Dihydrat zunächst calciniert wird. Darüber hinaus genügt die Qualität des Calciumsulfat-Dihydrats
häufig nicht den Anforderungen, insbesondere liegt die Körnung der einzelnen Calciumsulfat-Dihydratkristalle
so, daß die Entwässerung und/oder Trocknung Schwierigkeiten bereitet und auch anzuschließende chemische
Reaktionen nicht mit definierter Reaktionszeit ablaufen. Man versucht im Rahmen der bekannten Maßnahmen, diese
Mangel durch Änderung der Verfahrensparameter auszugleichen. Andererseits versteht sich von selbst, daß im Rahmen eines
solchen Verfahrens großtechnisch mit definierten Verfahrensparametern in bezug auf Behandlungszeit, Behandlungstemperatur
und Stofffluß gearbeitet werden muß, wenn anders eine großtechnische Weiterverarbeitung des Calciumsulfat-Dihydrats
kaum möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, daß gattungsgemäße Verfahren so weiter auszubilden, daß zunächst ein
Calciumsulfat-Dihydratschlamm entsteht, der Calciumsulfitanteile
praktisch nicht mehr aufweist, und dessen Calciumsulfat-Dihydratkristalle sich durch große Korngröße auszeichnen
und daher leicht weiterverarbeitet werden können, mag es sich bei der Weiterverarbeitung um eine Weiterbehandlung
im physikalischen Sinne oder auch um angeschlossene chemische Reaktionen handeln. Insbesondere sollen die
Voraussetzungen dafür geschaffen werden, daß der Calciumsulfat-Dihydratschlamm
durch Behandlung mit Schwefelsäure definiert und vollständig in Älpha-Halbhydrat umgesetzt und
danach auch mit Wasser ausgewaschen sowie von restlicher
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Schwefelsäure befreit werden kann.
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— 6 —
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß das Waschwasser in dem über Waschturmsumpf, Waschturm und Eindicker
geführten Kreislauf mit einer mittleren Verweilzeit von 5 bis 25 Stunden, vorzugsweise mehr als 15 Stunden,
umgewälzt wird, daß aus dem Eindicker die Calciumsulfat-Dihydratkristalle
mit einer Kornverteilung von etwa 90 % größer als 100 pm abgezogen werden und daß der so abgezogene
Calciumsulfat-Dihydratschlamm entwässert sowie als Produkt weiterverarbeitet wird. - Das nach der Lehre
der Erfindung gewonnene Calciumsulfat-Dihydrat zeichnet sich durch Kristallkörner großer Kristallgröße aus. Man erreicht
eine erstaunlich gute Entwässerbarkeit und insbesondere auch eine gute Waschbarkeit, wenn es sich darum handelt,
das Calciumsulfat-Dihydrat mit wenig Waschwasser von mitgeführten Chloriden zu befreien. Im übrigen liegt eine
Kornverteilung vor, die das gewonnene Produkt besonders für die Weiterverarbeitung zu Gipskartonplatten, nach
Calcinierung, geeignet macht. Die großen Kristalle in dem nach der Erfindung hergestellten Calciumsulfat-Dihydrat
ergeben insgesamt eine geringe Oberfläche, so daß sich bei einer Trocknung, die beispielsweise mit Ktaftwerksrauchgasen
durchgeführt wird, nur wenig Chloride aus den Rauchgasen im trockenen Produkt anlagern. Insbesondere
besteht die Möglichkeit, das entwässerte Calciumsulfat-Dihydrat zu Alpha-Halbhydrat weiterzuverarbeiten. Dazu lehrt
die Erfindung, daß das entwässerte Calciumsulfat-Dihydrat bei einer Temperatur von unter 100 C mit der Schwefelsäure
zu Alpha-Halbhydrat umgesetzt und danach mit Wasser gewaschen wird. Vorzugsweise wird bei einer Temperatur von
70 bis 80° C gearbeitet.
BAD ORIGINAL
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Um besonders große Calciumsulfat-Dihydratkristalle zu erhalten, lehrt die Erfindung, daß die Waschwasser-Suspension
in dem erwähnten Kreislauf auf einer Temperatur von 45 bis 50° C gehalten wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
kann der Calciumsulfat-Dihydratschlamm ohne Schwierigkeiten entwässert werden. Das beruht auf der angegebenen
Korngrößenverteilung. Bei der Entwässerung kann mit den verschiedensten Entwässerungsapparaten gearbeitet werden,
überraschenderweise sind die Calciumsulfat-Dihydratkristalle hinreichend groß, um die Entwässerung sogar mit einem
Hydrozyklon durchzuführen. Der so entwässerte Calciumsulfat-Dihydratschlamm hat kaum noch schlammartigen Charakter
und kann ohne weiteres mit Schwefelsäure behandelt und zu Alpha-Halbhydratgips umgesetzt werden. Nach bevorzugter
Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Umsetzung
dieses Calciumsulfat-Dihydrates bei einer Temperatur von 80 bis 100° C, die durch Zuführung von Wärme, ζ. B. in
Form von Wasserdampf, eingestellt bzw. gehalten werden kann. Die Tatsache, daß das nach der Lehre der Erfindung
hergestellte Calciumsulfat-Dihydrat Kristalle sehr großer Körnung aufweist, wirkt sich vorteilhaft auch bei der
Weiterverarbeitung aus. Gleichgültig ob es sich um die Herstellung von Gipsbetonplatten oder aber um die Herstellung
von Alpha-Halbhydrat handelt, in beiden Fällen zeichnet sich auch das Produkt durch entsprechende Körnungen
der Kristalle aus, wodurch die mechanischen Eigenschaften der Gipsbetonplatten bzw. des Alpha-Halbhydratgipses
bzw. daraus hergestellter Gegenstände verbessert wird.
Die erreichten Vorteile sind zusammengefaßt darin zu sehen, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Rahmen fester,
experimentell leicht ermittelbarer Betriebsparameter sicher
- 8
und reproduzierbar ein Calciumsulfat-Dihydrat entsteht, welches praktisch nur aus Calciumsulfatkristallen aufgebaut
ist und Calciumsulfit nicht mehr mitführt. Die Calciumsulfat-Dihydratkristalle haben eine solche Körnung, daß
jede Weiterverarbeitung erleichtert wird. Insbesondere kann bei der Weiterverarbeitung mit dünnen Schichten gearbeitet
werden, was bekanntlich sowohl physikalische als auch chemische Weiterverarbeitungsmaßnahmeri erleichtert,
wie im folgenden anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung für die Weiterverarbeitung
zu Alpha-Halbhydrat erläutert wird.
Die in der Figur dargestellte Anlage dient zur Herstellung von Alpha-Halbhydratgips im Zuge der Entschwefelung von
Rauchgasen aus Kraftwerkskesselfeuerungen u. dgl.. Die Rauchgase werden in einen Waschturm 1 eingeführt. Die
werden in dem Waschturm 1 mit einer Kalk enthaltenden Waschwasser-Suspension behandelt. Diese Waschwasser-Suspension
wird über Dralldüsen 2 od. dgl. in den Waschturm 1 eingeführt, und zwar in verschiedenen Etagen. Das zu
behandelnde Rauchgas wird etwa mittig in den Waschturm 1 eingeführt und strömt im Gegenstrom zu der Waschwasser-Suspension
durch den Waschturm 1. Es tritt oben aus dem Waschturm 1 aus, der einen entsprechenden Auslaß 3 aufweist.
Oben kann in den Waschturm 1 allerdings über die Leitung auch Zusatzwasser eingeführt werden. Der Waschturm 1 besitzt
einen Waschturmsumpf 5. In den Waschturmsumpf 5
kann Sauerstoff in Form von Luft über die Leitung 6 eingebracht werden, wobei den Luftaustrittsdüsen 7 Verteilerkappen
8 zugeordnet sind. In den Waschturmsumpf 5 kann über die Leitung 9 Kalkmilch eingeführt werden. Die aus dem
Waschturmsumpf 5 abgezogene Waschwasser-Suspension wird
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{im Kreislauf zum Waschturm 1 zurückgeführt, wird jedoch
zumindest teilweise über einen Eindicker 10 geführt. Der unmittelbare Kreislauf geht über die Leitungen 12, 13.
Aus dem Eindicker wird über die Leitung 14 ein Calciumsulfat-Dihydratschlamm abgezogen. Es versteht sich von
selbst, daß die beschriebenen Leitungen mit den üblichen Pumpen 15 bzw. Gebläsen 16 ausgerüstet sind, die in die
Figur eingezeichnet wurden. Die Waschwasser-Suspension wird in dem über den Waschturmsumpf 5 und den Waschturm 1
sowie den Eindicker 10 geführten Kreislauf mit einer mittleren Verweilzeit von 5 bis 25 Stunden, vorzugsweise mehr
als 15 Stunden, geführt. Entsprechend ist der Kreislauf eingestellt. Das bedeutet mit anderen Worten, daß aus dem
Eindicker 10 nur ein geringer Mengenstrom ausgeschleust wird. Nichtsdestoweniger wird die Waschwasser-Suspension ;
insgesamt so eingestellt, daß sie ohne Schwierigkeiten im Kreislauf geführt werden kann. Der Eindicker 10 wird so
betrieben, daß die Calciumsulfat-Dihydratkristalle mit einer mittleren Kristallgröße von 90 % über 100 pm abgeschieden
und ausgeschleust werden. Der so abgezogene Calciumsulfat-Dihydratschlamm gelangt im Ausführungsbeispiel
über die schon erwähnte Leitung 14 zu einem Hydrozyklon 17. Er wird hier entwässert. Im Anschluß daran wird
der entwässerte Calciumsulfat-Dihydratschlamm im Ausführungsbeispiel einem Vakuumbandfilter 18 aufgegeben, und
zwar über die Leitung 19. Das Band 20 des Vakuumbandfilters 18 läuft über mehrere Abteilungen 21 - 25. In der ersten
Abteilung 21 findet eine bloße Absaugung von Restwasser statt, welches über die Leitung 26 zum Waschturm zurückgeführt
wird. In einer zweiten Abteilung 22 ist eine Waschstufe 27 zwischengeschaltet. In einer dritten Abteilung
23 werden im Ausführungsbeispiel Dampf und Schwefelsäure über die Leitung 28 zugeführt, wobei in dieser Abteilung
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23 definierte und vollständig die Umsetzung des Calciumsulfat-Dihydratschlammes
in Alpha-Halbhydratgips erfolgt. Im Anschluß daran erfolgt in einer weiteren Abteilung 24
zunächst ein Absaugen von Schwefelsäure und danach in der Abteilung 25 ein Waschen mit Wasser. Das abgezogene
Waschwasser wird über die Leitung 29 der Waschstufe 27 zugeführt. Bei 30 kann der erzeugte Alpha-Halbhydratgips,
der sehr definierte Eigenschaften aufweist, wie sie für die bautechnische Verwendung erforderlich sind, abgezogen
werden.
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Claims (1)
- ""Γ:. -: :*":. ■::·■": 32AQ317Andrejewski, Honke & Partner PatentanwälteDiplom-PhysikerDr. Walter AndrejewskiDiplom-IngenieurDr.-Ing. Manfred HonkeDiplom-PhysikerDr. Karl Gerhard MaschÄnwaltsakte: 4300 Essen 1, Theaterplatz 3, Postf. 10 02! 58 980/En- " 5. Oktober 1982j PatentanmeldungGottfried Bischoff Bau kompl. Gasreinigungs- und Wasserrückkühlanlagen GmbH & Co. Kommanditgesellschaft; Gärtnerstraße 444.30.0. Essen. 1 . ."Verfahren zur Herstellung von Calciumsulfat-Dihydrat im Zuge der Entschwefelung von Rauchgasen "Patentansprüche:\1.J Verfahren zur Herstellung von Calciumsulfat-Dihydrat im Zuge der Entschwefelung von Rauchgasen aus Kraftwerkskesselfeüerungen u. dgl.fwobei (die Rauchgase in einen Waschturm eingeführt und in dem Waschturm mit einer Kalk enthaltenden Waschwassersuspension behandelt werden.wobei in den Waschturm außerdem Sauerstoff in Form von LuftAndre jewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essenoder von mit Sauerstoff angereicherter Luft eingeblasen wird und wobei endlich die aus dem Waschturm abgezogene Waschwasser-Suspension im Kreislauf zum Waschturm zurück und zumindest mit einem Teilstrom über einen Eindicker geführt wird sowie aus dem Eindicker Calciumsulfat-Dihydratschlamm abgezogen wird, dadurch gekennzeich-: net, daß das Waschwasser in dem über Waschturmsumpf, Waschturm und Eindicker geführten Kreislauf mit einer mittleren Verweilzeit von 5 bis 25 Stunden, vorzugsweise mehr als 15 Stunden, umgewälzt wird, daß aus dem Eindicker die Calciumsulfat-Dihydratkristalle mit einer Kornverteilung von etwa 90 % größer als 100 um abgeschieden werden, und daß der so abgezogene Calciumsulfat-Dihydratschlamm entwässert sowie das dabei gewonnene Calciumsulfat-Dihydrat als Produkt abgezogen und weiterverarbeitet wird.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das entwässerte Calciumsulfat-Dihydrat bei einer Temperatur von unter 100° C, vorzugsweise von etwa 70° bis 80° C, mit Schwefelsäure zu Alpha-Halbhydrat umgesetzt und danach mit Wasser ausgewaschen und ggf. entwässert und getrocknet wird.3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kreislauf geführte Waschwasser-Suspe]Suspension auf einer Temperatur von 45 bis 50 C gehalten4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Calciumsulfat-Dihydratschlamm in einem Hydrozyklon entwässert wird.5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumsulfat-Dihydrat vor oder bei der Behandlung mitBAD ORIGINALAndreiewsld, Honke & Partner, Patentanwälte in EssenSchwefelsäure, ζ. B. durch Dampf, auf einer Temperatur von 80 bis 100° C gehalten wird.6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das entwässerte Calciumsulfat-Dihydrat in dünner Schicht mit der Schwefelsäure und ggf. mit Dampf behandelt und in dieser Schicht auch mit Wasser gewaschen wird.
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