DE4020786A1 - Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von feuchtem feinkoernigem rauchgasgips - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von feuchtem feinkoernigem rauchgasgipsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von fein
körnigem feucht anfallendem oder nachträglich befeuchtetem
synthetischem Gips, wie er vor allem bei der Rauchgasentschwefelung,
aber auch bei der Flußsäureproduktion und gleichartigen chemischen
Prozessen anfällt.
Anwendungsmöglichkeiten bestehen auch in anderen Gebieten überall
dort, wo feinkörnige Stoffe in ein grobkörniges Gut überführt werden
sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Es ist bekannt, daß mit steigenden Anforderungen zur Reinhaltung
der Luft die Entschwefelung von Rauchgasen aus der Verbrennung
fossiler Brennstoffe an Bedeutung gewinnt. Bei den heute angewendeten
Verfahren fällt in erheblichen Mengen Gips an, den es weiterzuverwer
ten gilt. In einigen Anwendungsfällen ist es gelungen, die Verwendung
so zu gestalten, daß Rauchgasgips durch Naturgips ersetzt wird. So
wird Rauchgasgips gemäß der DE-OS 37 11 367 mit einer Autoklav
behandlung in Calziumsulfathalbhydrat umgewandelt und zur Herstel
lung geformter Körper verwendet. Auch gemäß der DE-OS 34 19 559
werden aus Rauchgasgips mit fasrigen Zuschlagstoffen Gipsfaserplatten
hergestellt, die nach der Formgebung durch eine Druck- und Temperatur
behandlung verfestigen.
Es sind weiter Vorschläge aus den DE-OS 36 39 841, 32 05 147 und
35 29 823 bekannt, Baumaterialien aus Stoffgemischen herzustellen,
an denen Rauchgasgips einen wesentlichen Mengenanteil hat. Sie sind
hauptsächlich für Anwendungen mit massivem Einsatz und niedrigen
Festigkeitsanforderungen bestimmt.
Ein großer Teil des Rauchgasgipses wird keiner technischen Verwendung
zugeführt und muß deponiert werden. Zugleich wird Naturgips in großem
Maßstab für industrielle Zwecke abgebaut. Ursache ist zum Teil die
schlechte Handhabbarkeit des in Bunkern und Schurren stark zur
Brückenbildung neigenden Rauchgasgipses. Die Substitution von
Naturgips durch Rauchgasgips als Abbinderegler ist im Zement, bekannt
aus der DE-AS 2 01 667, bisher nur in beschränktem Maß erfolgt, weil
sich vor dem Einsatz in den vorhandenen Zementanlagen eine Aufberei
tung erforderlich macht, deren Kosten jedoch die Gewinnungskosten
für Naturgips in der Regel überschreiten.
Bekannt ist auch aus der DE-OS 36 20 778 die Möglichkeit, die Feuch
tigkeit durch Zumischen eines trockenen feinporigen Gutes, vorzugs
weise Flugasche, zu senken, wobei sich die geringere Feuchte aus der
einfachen Mischungsregel ergibt. Eine solche Aufbereitung ist jedoch
für viele Einsatzfälle ungenügend. Es kommt danach zum Beispiel in
Anlagen, auf denen sonst Anhydritschotter verarbeitet wird, zu dau
ernden Störungen im Materialfluß.
Für die Brikettierung ohne Zusatzstoffe ist entsprechend der
DE-OS 32 01 833 die vorherige Trocknung auf <1 Gew.-% Feuchte
notwendig. Die Trocknung ist auf Grund der hohen Feinheit mechanisch
nicht möglich. Deshalb macht sich ein energieintensiver Prozeß mit
hohem operativen Aufwand erforderlich.
Die Brikettierung an sich erfolgt mit hohen elektrischen Antriebs
leistungen der Maschinen bei einem hohen Verschleiß.
Dies gilt auch für ein anderes bekanntes Verfahren, bei dem das Gut
mit einer Kollerstrangpresse bearbeitet wird. Problematisch ist die
Gewährleistung einer hohen Formbeständigkeit von Rauchgasgipsbriketts,
besonders unter nachträglicher Feuchteeinwirkung. Beschrieben wird die
Erhöhung der Lagerfähigkeit, Abriebbeständigkeit und Druckfestigkeit
der Briketts durch Vermischen mit einem Bindemittel vor der Briket
tierung, insbesondere mit den bekannten hydraulisch abbindenden
Baustoffen Zement oder REA-Gipsbaustoffen der Gipsphasen α- und β-
Halbhydrat sowie Anhydrit II mit 3 bis 40 Gew.-% in der DE-OS 35 01 238.
Durch den Bindemitteleinsatz entstehen dabei zur aufwendigen Brikett
herstellung noch zusätzliche Kosten.
Ebenfalls sehr aufwendig ist nach der DE-OS 3 26 912 ein Verfahren,
bei dem vor der Brikettierung der Rauchgasgips teilweise kalziniert,
indem er bei relativ hohen Temperaturen, das heißt Abgastemperaturen
von 120°C, getrocknet wird.
Aus anderen Technikgebieten sind gemäß den DD-PS 2 43 170 und DE 36 15 677
Vorrichtungen bekannt, mit denen feuchte feinkörnige Stoffe granuliert
werden. So gibt es verschiedene Rotorgranulatoren, bei denen eine mit
Löchern versehene Trommel, welche das Gut aufnimmt und Anpreßwalzen
oder Streichbleche zueinander in rotierende Relativbewegung versetzt
werden, wodurch das Gut durch die Löcher gedrückt wird.
Ähnlich arbeitet gemäß der DE-OS 36 17 175 eine Einrichtung zum Pas
sieren, insbesondere Granulieren und/oder Sieben eines Gutes, bestehend
aus einem senkrecht stehenden rotationssymmetrischen Behälter mit
kegelförmigem Boden, bei dem die Kegelmantelfläche durch ein Sieb
gebildet wird und eine im Behälter umlaufende Streichwendel das Gut
durch das Sieb drückt.
Diese Lösungen haben gemeinsam, daß das Gut mittels mechanischem Druck
durch die Öffnungen gepreßt wird. Dabei stellen sich entsprechend
dem aufgewendeten Druck ein relativ hoher Energieverbrauch, Verschleiß
und Instandhaltungsaufwand ein. Mit diesen Apparaten hergestellte
Gipsagglomerate haben wegen der verbliebenen Feuchte eine geringe
Formbeständigkeit und lassen sich nicht vom Ort der Formgebung weg
transportieren, ohne daß ein großer Teil des Rauchgasgipses wieder
als formlose Masse vorliegt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Aufberei
tung von feinkörnigem vorliegendem, feucht anfallenden oder nachträg
lich befeuchtetem Gips, wie er vor allem bei der Rauchgasentschwefe
lung oder bei der Flußsäureproduktion und gleichartigen chemischen
Prozessen anfällt, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens, zu schaffen, bei dem unter kostengünstiger Verwendung gro
ße Mengen Rauchgasgips in eine Materialform überführt werden, welche
eine Verwendung auf industriellen Anlagen zur Herstellung von Produk
ten, vorzugsweise der Baustoffindustrie, gestattet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Rauchgasgips
aus einem Förderstrom geteilt wird, indem er eine mit Öffnungen ver
sehene Teilungsfläche ohne äußere Druckanwendung auf Grund der Schwer
kraft passiert, wonach die im Fallen reißenden Gipsstränge in einem
Gutbett aus selbsterhärtetem oder hydraulischem Bindemittel, welches
von einem Förderer unter der Teilungsfläche entlanggeführt wird,
aufgefangen und als Gipskörper während der gemeinsamen Weiterförderung
bei schonender Umwälzung allseitig mit Bindemittel umhüllt werden.
Es ist im Sinne der Erfindung, daß der Durchgang des Rauchgasgipses
durch die Teilungsfläche durch Vibration und/oder Umwälzung auf der
Teilungsfläche unterstützt wird.
Eine Ausgestaltungsform ist es, wenn die Vermischung des Bindemittels
mit mindestens einem Stoff erfolgt, der die Enthärtung der Krusten
durch das Bindemittel unterstützt, indem er als Festkörper in Kör
nungen von vorzugsweise <10 mm vorliegt und/oder in die festigkeits
fördernde chemische Reaktion mit dem Bindemittel tritt.
Es ist eine Ausgestaltungsform der Erfindung, daß eine Teilungs
fläche, in der sich Öffnungen für den geteilten Materialdurchtritt
auf Grund der Schwerkraft befinden, vorgesehen ist, die in Vibration
bzw. einer alternierenden Bewegung arbeitet und sich unter einem
Aufgabetrichter befindet, gekoppelt mit einer unter der Teilungs
fläche entlangführenden, an sich bekannten Förderschnecke, welche
hier in einem die Funktion Zuführung des Bindemittels, schonendes
Auffangen des Gipses im Bindemittelgutbett und Umwälzung der
Gipskörper im Bindemittel ausübt.
Im weiteren Sinne der Erfindung ist es, daß die Teilungsfläche als
Trog ausgebildet ist, in dem um eine Achse eine Schneckenwendel als
Schuborgan rotiert, die das Gut auf der Teilungsfläche umwälzt, wobei
die Öffnungen in so großer Zahl und solcher Geometrie vorhanden sind,
daß alles Gut ohne Verfestigung durch die Öffnungen tritt und die
Schuborgane so ausgebildet sind, daß keine Materialpressungen im zu
behandelnden Gut auftreten.
Ausgebildet ist die Erfindung weiterhin dadurch, daß die Teilungs
fläche als Trog ausgebildet ist, in dem um eine Achse Umwälzbleche
als Schuborgane rotieren.
Vorteilhaft wird der zu behandelnde Rauchgasgips in einzelne Körper
geteilt, die mit einer Kruste aus einem, vorzugsweise hydraulisch,
erhärteten Bindemittel umhüllt werden. Indem die Verfahrensstufen
Trocknen und Pressen umgangen werden und die Gipskörper im Innern
Rauchgasgips im Ausgangszustand enthalten, wird ein energetischer
Vorteil gegenüber Verfahren erzielt, bei denen die gesamte Stoff
menge einer Umwandlung unterzogen wird. Es entfallen der Einsatz
von Wärmeenergie und die hohen Antriebsleistungen für Preßwerkzeuge.
Für die Herstellung der Gipskörper können die thixotropen Eigenschaf
ten des feuchten Rauchgasgipses genutzt werden. Nachdem der Gips aus
einem Förderstrom in den Bereich oberhalb einer mit Öffnungen verse
henen Teilungsfläche gelangt ist, wird seine Fließfähigkeit durch ein
gebrachte Vibration erhöht, so daß er die Öffnungen passiert und die
abreißenden Stränge nachfolgend die knolligen Gipskörper bilden.
Sobald der Gips aus dem Wirkungsfeld der Vibration gelangt, wird das
Wasser teilweise aus den oberflächennahen Bereichen der Knollen
zurückgezogen, indem die während der Vibration gestörte Kappilarstruk
tur das Wasser wieder aufsaugt. Dies verbessert gleichzeitig die Vor
aussetzungen für die nachfolgende Verkrustung im Zusammenhang mit dem
Bindemittel.
Insbesondere bei geringen Ausgangsfeuchten des Rauchgasgipses kann
eine andere Variante der Teilung in einzelne Gipskörper angewendet
werden, indem Schuborgane den Rauchgasgips auf der Teilungsfläche
mechanisch umwälzen, damit die Brückenbildung über den Öffnungen
verhindert wird, wobei erfindungsgemäß der Durchfluß ohne Druck
anwendung erzielt wird.
Wegen der geringen Festigkeiten müssen die Gipsknollen schonend auf
gefangen werden. Dafür eignet sich ein Gutbett aus dem Bindemittel,
beispielsweise solches die Krusten aufbauenden Stoffgemisches.
Das Stoffgemisch wird unterhalb der Teilungsfläche entlang mit
einem Förderer bewegt, der beim Fördervorgang eine schonende Umwäl
zung des Gutbettes bewirkt, wobei gleichzeitig die allseitige Verkrustung
der Gipskörper mit Bindemittel gewährleistet wird. Die Dauerfestigkeit
der Verkrustung stellt sich erst nach Ablauf der Verfestigungsreaktion
des Bindemittels ein.
Um den Bindemitteleinsatz bzw. die Verfestigung zu unterstützen, kann
das Bindemittel mindestens mit einem Stoff vorgemischt werden, der
als Festkörper in Körnungen von vorzugsweise <10 mm vorliegt und/oder
in die festigkeitsfördernde chemische Reaktion mit dem Bindemittel tritt.
Die Erfindung offenbart vorteilhaft eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens, die eine unterhalb eines Aufgabetrichters angeordnete
Teilungsfläche, gekoppelt mit einer an sich bekannten Förderschnecke
aufweist. In der Teilungsfläche befinden sich Öffnungen für den geteil
ten Materialdurchtritt auf Grund der Schwerkraft. Zur Verhinderung
der Brückenbildung arbeitet die Teilungsfläche vorteilhaft in Vibration
bzw. in einer alternierenden Bewegung. Die Förderschnecke ist vorteil
haft unterhalb der Teilungsfläche angeordnet und übt in einem die
Funktion Zuführung des Bindemittels, schonendes Auffangen des Gipses
im Bindemittelgutbett und Umwälzung der Gipskörper im Bindemittel aus.
Zur Vermeidung der Brückenbildung kann die Teilungsfläche der Vor
richtung auch als Trog ausgebildet sein, in dem Schuborgane in Form
einer Schneckenwendel oder von Umwälzblechen rotieren.
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert
werden.
In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Vorrichtung
in einer Seitenansicht;
Fig. 2 den Schnitt A-A in Fig. 1;
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung;
Fig. 4 den Schnitt B-B in Fig. 3 als a-Variante;
Fig. 5 den Schnitt B-B in Fig. 3 als b-Variante.
Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung besteht aus einer ebenen
Teilungsfläche 2 mit kreisrunden Löchern, auf der ein Aufgabetrichter 1
fest montiert ist. Zur Erzeugung der Vibration ist die Teilungsfläche
mit Außenvibratoren (f=2625 min-1) ausgerüstet. Von der Bindemittel
aufgabestelle 4 führt eine Förderschnecke 5 unterhalb der Teilungs
fläche 2 entlang zum Austrag 6. Die Vorrichtung kann sowohl stationär
als auch auf einem Chassis eines Fahrzeuges angeordnet werden.
Gemäß Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
Die Vorrichtung weist im Unterschied zu den Fig. 1 und 2 eine trog
förmige Teilungsfläche 2 auf, die aus einem aus verschweißten Rund
stählen gebildeten Korb besteht. In diesem Korb ist gemäß Fig. 4,
Variante a, ein Schneckenwendel 7 angeordnet. Entsprechend Fig. 5,
Variante b, ist eine Einrichtung mit rotierenden Umwälzblechen in
dem Korb 2 vorgesehen.
Eine Ausführungsform des Verfahrens ist wie folgt gestaltet:
Aus einem mehrere Monate frei gelagerten Rauchgasgips mit einer
Feuchte von 30% wurden knollige Körper nach dem beschriebenen Ver
fahren mit einem Volumen von 5 bis 10 cm3 hergestellt. Als Binde
mittel wurde Hüttenzement ZZ 1/25 verwendet. Der Zementeinsatz betrug
10 Gew,-% zur Gesamtmenge.
Die Stoffe sind durch folgende Analysewerte gekennzeichnet:
Nach einer Lagerzeit von einem Monat lag das Versuchsgut in grobstückiger
Form ohne Feinanteile vor.
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
1 Aufgabetrichter für Rauchgasgips
2 Teilungsfläche
3 Vibrator
4 Bindemittelaufgabestelle
5 Förderschnecke
6 Austrag
7 Schneckenwendel
8 Umwälzbleche
2 Teilungsfläche
3 Vibrator
4 Bindemittelaufgabestelle
5 Förderschnecke
6 Austrag
7 Schneckenwendel
8 Umwälzbleche
Claims (6)
1. Verfahren zur Aufbereitung von feuchtem feinkörnigem Gips, der
vorzugsweise bei der Rauchgasentschwefelung anfällt unter Zugabe
eines erhärtenden Bindemittels zur Erzielung eines körnigen
Haufwerkes, dadurch gekennzeichnet, daß Rauchgasgips aus einem
Förderstrom geteilt wird, indem er eine mit Öffnungen versehene
Teilungsfläche ohne äußere Druckanwendung auf Grund der Schwerkraft
passiert, wonach die im Fallen reißenden Gipsstränge in
einem Gutbett aus selbsthärtendem oder hydraulischem Bindemittel,
welches von einem Förderer unter der Teilungsfläche entlanggeführt
wird, aufgefangen und als Gipskörper während der gemeinsamen Weiterförderung
bei schonender Umwälzung allseitig mit Bindemittel umhüllt
werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durch
gang des Rauchgasgipses durch die Teilungsfläche (2) durch Vibration
und/oder Umwälzung auf der Teilungsfläche unterstützt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Vermischung
des Bindemittels mit mindestens einem Stoff, der die Erhärtung
der Krusten durch das Bindemittel unterstützt, indem er als Festkörper
in Körnungen von vorzugsweise <10 mm vorliegt und/oder in
die festigkeitsfördernde chemische Reaktion mit dem Bindemittel
tritt.
4. Vorrichtung zur Aufbereitung von feuchtem feinkörnigem Rauchgasgips,
gekennzeichnet durch eine Teilungsfläche (2), in der sich
Öffnungen für einen geteilten Materialdurchtritt auf Grund der
Schwerkraft befinden und die in Vibration bzw. einer alternierenden
Bewegung arbeitet und sich unter einem Aufgabetrichter (1) befindet,
gekoppelt mit einer unter der Teilungsfläche (2) entlangführenden
an sich bekannten Förderschnecke (5), welche hier in einem die
Funktion Zuführung des Bindemittels, schonendes Auffangen des
Gipses im Bindemittelgutbett und Umwälzung der Gipskörper im
Bindemittel ausübt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß die
Teilungsfläche (2) als Trog ausgebildet ist, in dem um eine
Achse eine Schneckenwendel (7) als Schuborgane rotierend,
das Gut auf der Teilungsfläche (2) umwälzt, wobei die Öffnungen
in so großer Zahl und solcher Geometrie vorhanden sind, daß alles
Gut ohne Verfestigung durch die Öffnungen tritt und die Schub
organe so ausgebildet sind, daß keine Materialpressungen im zu
behandelnden Gut auftreten.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Teilungsfläche als Trog ausgebildet ist, in dem um eine
Achse Umwälzbleche (8) als Schuborgane rotieren.
Applications Claiming Priority (1)
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Country Status (3)
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CS (1) | CS323090A3 (de) |
DD (1) | DD285335B5 (de) |
DE (1) | DE4020786A1 (de) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3501238A1 (de) * | 1985-01-16 | 1986-10-16 | Frank W. Dr.-Ing. 6600 Saarbrücken Fink | Verfahren zur erhoehung der lagerfaehigkeit, abriebbestaendigkeit und druckfestigkeit von calciumsulphat-dihydratbriketts durch zugabe von bindemitteln vor der brikettierung |
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1989
- 1989-06-28 DD DD33004289A patent/DD285335B5/de not_active IP Right Cessation
-
1990
- 1990-06-27 DE DE19904020786 patent/DE4020786A1/de active Granted
- 1990-06-28 CS CS903230A patent/CS323090A3/cs unknown
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---|---|---|---|---|
DE3501238A1 (de) * | 1985-01-16 | 1986-10-16 | Frank W. Dr.-Ing. 6600 Saarbrücken Fink | Verfahren zur erhoehung der lagerfaehigkeit, abriebbestaendigkeit und druckfestigkeit von calciumsulphat-dihydratbriketts durch zugabe von bindemitteln vor der brikettierung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DD285335A5 (de) | 1990-12-12 |
DE4020786C2 (de) | 1993-04-08 |
DD285335B5 (de) | 1993-09-16 |
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