DE3339381A1

DE3339381A1 - Verfahren zum aufschaeumen von flugasche

Info

Publication number: DE3339381A1
Application number: DE19833339381
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 8770 Lohr Pieper
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-10-29
Filing date: 1983-10-29
Publication date: 1985-05-09

Description

Titel; Verfahren zum Aufschäumen von Flugasche
Verfahren zum Aufschäumen von Flugasche Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschäumen von Flugasche.
Flugasche fällt bei modernen Kohlekraftwerken, die staubgefeuert sind, in großen Mengen an. Eine Verwendung dieser Flugasche als Zuschlagstoff bei der Betonherstellung ist nur begrenzt möglich und die sonst erforderliche Deponie dieser Flugasche ist mit hohen Aufwendungen verbunden. Insgesamt kann sogar gesagt werden, daß die Verwertung bzw. Beseitigung der Flugasche mit erheblichen, umweltbelastenden Problemen verbunden ist, Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, welches die Flugasche als wertvollen Grundstoff einer Weiterverwendung zuführen kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren soll weiterhin imstande sein, aus der Flugasche zu Bauzwecken oder als Betonzuschlagstoff verwendbare Strukturkörper zu schaffen, die leicht sind, wirtschaftlich herstellbar sein sollen und die insbesondere als Isolationskörper auch bei sehr hohen Temperaturen von mehr als 10000 C verwendbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Flugasche Siliziumnitrit oder -carbid und in Wasser gelöster Kalisalze werden und die Mischung bei der Erweichungstemperatur der Flugasche aufschäumt.
Vorteilhaft kann der Flugasche als weiteres Schäummittel Metalloxyd wie MnO2 oder Fe2O3 zugesetzt werden und als Alkalisalz kann wirtschaftlich vorteilhaft Na2C03 (Soda) verwendet werden.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kann gekennzeichnet sein durch einen Fallschacht mit Lufterhitzungsmitteln, in dem die Grundstoffe als Mischkörper in einer temperaturgesteuerten Zone unter Schwerkrafteinfluß absinken und auf einem Transportband abgelegt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1 schematisch einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung, Figur 2 die Vorrichtung gemäß Figur 1 in perspektivischer Darstellung, Figur 3 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Figur 1 im Ablagebereich der Partikel und Figur 4 die Umlenkung des Transportbandes in gegenüber den Figuren 1 und 2 vergrößertem Maßstab.
Ein Verfahren zum Aufschäumen von Flugasche und ähnlicher Mineralstoffe ist bereits in der Patentanmeldung P 33 24 936.9 vom 11. 7. 1983 des gleichen Anmelders beschrieben. Auf diese Anmeldung wird ausdrücklich Bezug genommen. Für den Fachmann überraschend hat es sich aber gezeigt, daß als Schäummittel nicht nur Ferrosiliziumnitrit verwendet werden kann, sondern daß auch Siliziumnitrit oder -carbid sehr gute Ergebnisse ergeben, wenn diese in Verbindung mit wasserlöslichen Alkalisalzen verwendet werden, die in Wasser gelöst sind und wenn insbesondere der Mischung der Schäummittel ein Metalloxyd wie Mn02 oder Fe203 zugesetzt wird. Als Alkalisalz kann dabei vorteilhaft Na2C03 (Soda) eingesetzt werden.
Das Gewicht des Ferrosiliziumnitrits oder -carbids beträgt ca. 1 % der zu schäumenden Flugasche, die Gewichte der übrigen Zuschlagstoffe als Schäummittel bewegen sich in der gleichen Größenordnung, d. h.
maximal einige Prozent.
Für den Fachmann überraschend ist es in diesem Zusammenhang, daß das Wasser nicht nur als Lösungsmittel für die verwendeten Alkalisalze von Bedeutung ist, sondern auch selbst für eine verbesserte Schaumreaktion sorgt.
Als Alkalisalze kommen alle wasserlöslichen und gegebenenfalls auch unlöslichen Verbindungen der Alkalimetalle infrage, wobei insbesondere Lithium, Natrium und Kalium-Salze von Bedeutung sind. Diese Alkaklimetalle können aber in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung auch als Nitrat, Borat, Sulfat oder in anderer Form zugesetzt werden.
Beim Einsatz von Soda liegt der Anteil desselben an dem Gesamtgewicht der zu schäumenden Mischung ca. bei 1,8 - 2 t.
Es ist vorteilhaft, wenn auch zur Herstellung von festen Platten und dergleichen eine Schäumung derart erfolgt, daß in einem Luftstrom kleine Mischungskörper aufschäumen und diese dann auf einem Förderband abgelegt werden, wobei sie zusammen sintern oder schmelzen und dadurch plattenförmige Körper bilden.
Gemäß Figur 1 wird in einem Extruder die zu schäumende Mischung mit dem notwendigen, eine Fließfähigkeit ergebenden Wassergehalt ausgepreßt und mittels einer zentralen Schneidvorrichtung 1 a zu kleinsten Partikeln in zum Schäumen günstiger Mischung zerteilt. Die Partikel fallen in einem Fallschacht 3 unter Schwerkrafteinfluß nach unten und werden innerhalb dieses Fallschachtes durch Brenner 2 erhitzt, wobei erst das Wasser größtenteil verdampft und dann eine Temperaturerhöhung bis zur Schaumtemperatur vorgenommen wird.
Die Steuerung der Temperatur erfolgt mit Hilfe eines diese abtastenden Thermoelementes 10 und die Partikel werden in gerade aufgeschäumtem Zustand pneumatisch aus dem Fallschacht in eine Beruhigungskammer gefördert, in welcher sie auf ein Förderband 5 abgelegt werden.
Um ein Ankleben der abgelegten Partikel auf dem Band 5 zu verhindern, weist dieses eine Schicht mit Abfall bereits geschäumten Stoffes 6 auf, welche über einen Bunkel am Anfang des Bandes zugeführt wird. Dieser Abfallstoff ergibt sich beim Schneiden der abgelegten Partikel zu Platten mit glatten Seiten- und Oberflächen.
In Laufrichtung hinter der Beruhigungskammer 4, in welcher das Ablegen der geschäumten kleinen Partikel erfolgt, ist eine Glättwalze 8 angeordnet, welche die Oberfläche der späteren Platten glättet. Dahinter befindet sich eine Eingabeeinrichtung 18 mit einer Zellenschleuse für Fritten oder dergleichen, die auf die Plattenoberfläche aufgestreut werden und durch eine Reihe von quer zu der Bandlaufrichtung angeordnete Brenner 13 aufgeschmolzen werden, so daß bereits eine inherente und gegebenenfalls wetterbeständige sowie farblich wie gewünscht abgestimmte Oberfläche entsteht. Die Rauchgase der Brenner 13 werden dabei durch einen Abzug 14 abgeführt.
Nach Abnahme von dem Band 5 wird der entstandene Schaumkörper in Platten geschnitten, wobei der Verschnitt ebenso wie der direkt auf das Band aufgegebene Verschnitt wieder dem Anfangsbunker zugeführt wird.
Aus der Beruhigungskammer 4 wird das Rauchgas über einen Abzug 11 abgeführt, der einen Staubabscheider aufweist (14).
Ein Luftventilator 12 führt die notwendige Abluft zu und durch eine Verbindung 9 mit einem eingesetzten Steingitter ist es möglich, von den Brennern 2 genügend Energie in die Beruhigungskammer abzuführen, so. daß nicht nur die gewünschte Temperaturführung möglich ist, sondern auch mit Hilfe der Brenner 19 eine ausreichende Temperatur in der Absetzkammer eingestellt werden kann, um ein Sintern oder Verkleben der abgelegten Teilchen sicherzustellen.
Um eine gleichmäßige Schichtstärke des aufgelegten Materials 6 zu sichern, weist der Eingangsbunker einen Einlaufschieber 20 auf. Die abgelegten Teilchen als Schaumkörper sind mit 7 bezeichnet.
Das Band 5 weist in dem Schacht, in welchem es verläuft, seitlich Begrenzungsplatten 15 auf, die eine seitliche Begrenzung des Bandes bilden und verhindern, daß die abzulegenden Teilchen seitlich wegrutschen.
Neben den Begrenzungsplatten 15 sind gekühlte Wandungen vorhanden, wodurch sichergestellt wird, daß das Schaummaterial nach dem Ablegen so stark abkühlt, daß die Aufgabe der Fritten möglich ist.
Für den Fachmann überraschend ist der Ausdehungskoeffizient des geschäumten Materials so gering, daß eine.
Behandlung in Kühlbahnen nicht erforderlich ist und eine Direktabkühlung noch auf dem Band 5 bzw. nach Abnahme davon erfolgen kann. Die aufwendigen Kühlbahnen können daher entfallen.
Es ist für den Fachmann ersichtlich, daß die aufzuschäumenden Partikelchen noch als Mischung mit einer gewissen Oberflächenversiegelung zu versehen sind.
Hierfür bietet sich Wasserglas oder ein ähnliches Material an.
Insgesamt ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, beliebige Formkörper zu schäumen und mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ist für den Fachmann überraschend nicht nur die Herstellung von kleinen Partikeln, sondern auch von plattenförmigen Körpern möglich.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Aufschäumen von Flugasche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flugasche Siliziumnitrit oder -earbid und in Wasser gelöste Alkalisalze beigemischt und die Mischung bei der Erweichungstemperatur der Flugasche aufschäumt.
2. Verfahren nach -Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flugasche als weiteres Schäummittel Metalloxyd wie MnO2 oder Fe203 zugesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkalisalz Na2CO3 (Soda) eingesetzt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die geschäumte Mischung in kleinsten Partikeln aufschäumt, wobei die Mischungsformlinge durch Wasserglas an ihrer Oberfläche versiegelt sind.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung von flächigen Schaumkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß kleinste, aufgeschäumte Partikel in noch sinterfähigem oder klebrigem Zustand auf einem Transportband abgelegt werden und dort zu einem flächigen Körper zusammensintern.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Aufschäumkammer(3)eine Absetz- und Beruhigungskammer(4)vorliegt, wobei zwischen den Kammern ein Querstrom vorliegt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fallschacht(3)Brenner(2)sowie Temperaturfühler(iO)aufweist, um in einem definierten Temperaturfeld das Aufschäumen der Mischungspartikel vorzunehmen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderband (5) eine Zwischenschicht (16) unterhalb der aufgelegten Schaumkörper (7) aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (16) aus zerkleinerten Bestandteilen der Schaumkörper besteht.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Absetzkammer(4)im Quer-Längsstrom mit erhitztem Medium beschickt wird und in der Kammer die Partikel gleichmäßig über die Breite verteilt absinken und dann auf dem Transportband(5) ausgetragen werden.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderband (5) seitlich Begrenzungsplatten 15 aufweist, die senkrecht zu der Bandfläche verlaufen und deren Kanten bei gestrecktem Band aneinander anliegen, so daß eine durchgehende seitliche Begrenzung gebildet wird.