DE4020786C2

DE4020786C2 -

Info

Publication number: DE4020786C2
Application number: DE19904020786
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. Rostock; Gerhard Dipl.-Ing. O-1220 Eisenhuettenstadt De Mueller
Original assignee: Rudersdorfer Zement GmbH
Current assignee: Rudersdorfer Zement GmbH
Priority date: 1989-06-28
Filing date: 1990-06-27
Publication date: 1993-04-08
Also published as: CS323090A3; DE4020786A1; DD285335A5; DD285335B5

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 36 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 feinkörnig vorliegendem, feucht anfallendem 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 Verbrauchsgut 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

Claims

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.