DE4313314A1

DE4313314A1 - Method of water management for the process water in a plant for producing sand-lime bricks

Info

Publication number: DE4313314A1
Application number: DE19934313314
Authority: DE
Original assignee: NORDHESSISCHE KALKSANDSTEINWER
Current assignee: NORDHESSISCHE KALKSANDSTEINWER
Priority date: 1993-04-23
Filing date: 1993-04-23
Publication date: 1994-10-27

Abstract

Method of water management for the process water in a plant for producing sand-lime bricks (lime-sand bricks), wherein the condensate formed in the plant is worked up, wherein the condensate formed in brick curing (H2O + Ca(OH2)) and the lime-containing fresh water (H2O + Ca(HCO3)2) are fed to a precipitation step in which CaCO3 is precipitated, and the water formed in the precipitation is fed to the steam generator and the CaCO3 is added to the base mixture for brick production.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wasserführung des Brauchwassers in einer Anlage zur Herstellung von Kalksandsteinen, wobei das in der Anlage anfallende Kondensat aufbereitet wird.The invention relates to a method for guiding the water Process water in a plant for the production of Sand-lime bricks, whereby the condensate accumulating in the system is processed.

Die Herstellung von Kalksandsteinen erfolgt bekanntermaßen in der Art, daß Kalk und ein siliciumdioxidhaltiges Gemisch, insbesondere Quarzsand intensiv miteinander vermischt werden und über eine Förderanlage in einen Reaktionsbehälter geleitet werden. Im Reaktionsbehälter löscht der Branntkalk zu Kalkhydrat ab. Das Mischgut wird dann in einem Nachmischer auf Preßfeuchte gebracht, wobei dann aus dieser Mischung Steinrohlinge geformt werden. In Dampfhärtekesseln erfolgt dann das Härten der Steinrohlinge bei Temperaturen von etwa 200°C unter Sattdampfdruck etwa 4-8 Stunden. The production of sand-lime bricks is known to take place in the type that lime and a mixture containing silicon dioxide, in particular quartz sand are mixed intensively with one another and via a conveyor system into a reaction container be directed. The quicklime is extinguished in the reaction container to hydrated lime. The mix is then in a post-mixer brought to press moisture, then from this mixture Stone blanks are shaped. In steam hardening boilers then the hardening of the stone blanks at temperatures of about 200 ° C under saturated steam pressure for about 4-8 hours.

Bei dem Härtevorgang wird durch die Heißdampfatmosphäre Kieselsäure von der Oberfläche der Sandkörner angelöst. Die Kieselsäure bildet mit dem Bindemittel Kalkhydrat kristalline Bindemittelphasen - die CSH-Phasen -, die auf die Sandkörner aufwachsen und diese fest miteinander verzahnen. Es entstehen hierbei keine Schadstoffe.During the hardening process, the hot steam atmosphere Silica dissolved from the surface of the grains of sand. The Silicic acid forms lime hydrate with the binder crystalline binder phases - the CSH phases - that on the Grains of sand grow up and interlock them firmly. There are no pollutants.

Nach dem Härten und Abkühlen sind die Kalksandsteine gebrauchsfertig.After hardening and cooling, the sand-lime bricks are ready to use.

Die Wasserführung bei diesem umschriebenen Herstellungs verfahren ist üblicherweise so, daß das Frischwasser für die Dampferzeugung, das beispielsweise einer Quelle entzogen wird, und das eine gewisse Karbonathärte aufweist, durch Ionenaustauscher entkarbonisiert wird. Hierbei läuft folgende Reaktion ab:The water flow in this circumscribed manufacturing The procedure is usually such that the fresh water for the Steam generation, which is removed from a source, for example is, and which has a certain carbonate hardness, by Ion exchanger is decarbonized. The following runs here Response from:

Ca(HCO3)2 + Na-wofatit = Ca-wofatit + 2NaHCO3. Dieses entkarbonisierte Wasser wird entgast, bevor es dem Dampfkessel zugeführt wird. Bei der Entgasung wandelt sich unter Zuführung von Wärme das NaHCO3 wie folgt um:Ca (HCO3) 2 + Na-wofatite = Ca-wofatite + 2NaHCO3. This decarbonized water is degassed before it is released Steam boiler is fed. Degassing changes with the addition of heat, the NaHCO3 as follows:

2 NaHCO3 + Wärme → Na2CO3 + H2O + CO2.2 NaHCO3 + heat → Na2CO3 + H2O + CO2.

Nach dem Abscheiden des CO2 erhält man das leichtlösliche Na2CO3, welches zusammen mit anderen löslichen Salzen (Nichtkarbonathärte-Salze) im Dampferzeuger durch die Wasserverdampfung aufkonzentriert und kontinuierlich als "Absalzsohle" dem Abwasserkanal zugeführt wird. Das Wasser hat hierbei eine Temperatur von über 100°C und einen pH-Wert zwischen 11 und 13. Das bedeutet, daß ein derartiges Abwasser für die Umwelt eine erhebliche Belastung darstellt, und wegen der überschrittenen zulässigen Grenzwerte besonders aufbereitet bzw. entsorgt werden muß.After separating the CO2, the easily soluble is obtained Na2CO3, which together with other soluble salts (Non-carbonate hardness salts) in the steam generator through the Concentrated water evaporation and continuous as "Desalination bed" is fed to the sewer. The water has a temperature of over 100 ° C and a pH value between 11 and 13. This means that such waste water represents a significant burden on the environment, and because of the exceeded permissible limit values in particular must be processed or disposed of.

Der erzeugte Sattdampf (Druck ca. 16 bar) wird zur Herstellung der für den Härtevorgang erforderlichen Heißdampfatmosphäre verwendet. Während des Härteprozesses wird der Sattdampf größtenteils kondensiert und nach einer Druckentspannung abgeführt. Diese Kondensat fällt ebenfalls mit einer Temperatur von 100°C und einem pH-Wert von ca. 11-12 an und kann wegen seiner Verunreinigungen nicht problemlos wiederverwertet werden. In den meisten Kalksandsteinwerken gelangt dieses Wasser nach einer Wärmeausnutzung als Prozeßwasser zur Mischanlage für Kalk und Sand, bzw. in den Abwasserkanal oder in eine Sickergrube.The saturated steam generated (pressure approx. 16 bar) becomes Production of the necessary for the hardening process Superheated steam atmosphere used. During the hardening process the saturated steam largely condenses and after one Pressure relief dissipated. This condensate also falls with a temperature of 100 ° C and a pH of approx. 11-12 on and can because of its contaminants are not easily recycled become. This occurs in most sand-lime brick plants Water after heat utilization as process water Mixing plant for lime and sand, or in the sewer or into a septic tank.

Es ist nun aus der DE-PS 30 05 649 bekannt, das bei der Steinhärtung entstehende Kondensat zumindest teilweise einer Feststoffabscheidung durch Klärung oder Filtration zuzuführen, wobei nachfolgend eine Entsalzung durch einen Ionenaustauscher erfolgt. Danach wird das Wasser der Dampferzeugung wieder zugeführt, und zwar in die Entgasungsstufe. Die bei der Feststoffabscheidung und der Entsalzung entstehenden Feststoffe werden wieder der Steinproduktion zugeführt.It is now known from DE-PS 30 05 649, which in the Stone hardening condensate at least partially Solid separation by clarification or filtration supply, followed by desalination by a Ion exchanger takes place. After that, the water of the Steam generation is fed back into the Degassing stage. The solids separation and Desalination solids are again the Stone production fed.

Ein Ionenaustauscher besteht im Prinzip aus einer Kunstharzkerze, beispielsweise dem o.g. Na-Wofatit. Sind die Na-Ionen des Harzes gegen die Ca-Ionen der härtebildenden Salze ausgetauscht, werden die Kerzen mit einer NaCL-Lösung gespült und somit wieder mit Na-Ionen angereichert. Die Ca- Ionen verbinden sich während dieser Regeneration mit dem CL- Ion des NaCL zu CaCL2. Die CaCL2-Lösung gelangt zum Abwasserkanal.An ion exchanger basically consists of one Synthetic resin candle, for example the above Na-wofatite. Are the Na ions of the resin against the Ca ions of the hardness-forming When the salts are exchanged, the candles are washed with a NaCL solution rinsed and thus enriched again with Na ions. The Ca Ions combine with the CL- during this regeneration NaCL ion to CaCL2. The CaCL2 solution reaches the sewer.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem der pH-Wert der gesamten Abwässer, die Abwassermengen und auch die hohen Abwassertemperaturen vermindert werden können.The invention is therefore based on the object of a method of the type mentioned at the beginning with which the pH value of the total wastewater, the wastewater quantities and also the high ones Waste water temperatures can be reduced.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das bei der Steinhärtung anfallende Kondensat, welches sich bei der Härtung mit Ca(OH)2 anreichert (H2O + Ca(OH)2 gelöst) und das karbonathärtehaltige Frischwasser (H2O + Ca(HCO3)2) gelöst) einer Fällungsstufe zugeführt werden, in der bei Einhaltung gewisser Reaktionsbedingungen (hohe Temperaturen und Verweilzeit) CaCO3 ausgefällt wird, und daß bei der Fällung entstehende Wasser nach einer Feststoffabscheidung dem Dampferzeuger zugeführt wird. Die bei der Feststoffabscheidung anfallende Suspension wird dem Grundgemisch zur Steinherstellung, bestehend aus Branntkalk, einem siliciumdioxidhaltigen Zuschlagsmittel und Wasser zugegeben. Die in der Fällungsstufe ablaufende Reaktion stellt sich wie folgt dar:The object is achieved in that the the stone hardening resulting condensate, which is in the Enriched with Ca (OH) 2 (H2O + Ca (OH) 2 dissolved) and that Fresh water containing carbonate hardness (H2O + Ca (HCO3) 2) dissolved) a precipitation stage in which, if adhered to certain reaction conditions (high temperatures and Residence time) CaCO3 is precipitated, and that during the precipitation resulting water after a solid separation Steam generator is supplied. The at the Solid suspension is the Basic mixture for stone production, consisting of quicklime, a silica-containing aggregate and water admitted. The reaction taking place in the precipitation stage Is as follows:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2 CaCo3 + 2 H2O
bzw.
Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2 + 2 CaCO3 + 2 H2O.Ca (HCO3) 2 + Ca (OH) 2 → 2 CaCo3 + 2 H2O
respectively.
Mg (HCO3) 2 + Ca (OH) 2 → Mg (OH) 2 + 2 CaCO3 + 2 H2O.

Durch die oben beschriebene chemische Reaktion wird das Wasser in der Fällungsstufe weitgehend entkarbonisiert, so daß es unmittelbar dem Dampferzeuger zugegeben werden kann.The chemical reaction described above will Water largely decarbonized in the precipitation stage, see above that it can be added directly to the steam generator.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens zur Wasserführung des Brauchwassers sieht vor, daß das Wasser nach der Fällungsstufe, bevor es dem Dampferzeuger zugeführt wird, die konventionelle Entkarbonitisierungsstufe und den Entgaser durchläuft. Diese Stufen sind, insbesondere beim Anlauf der Anlage erforderlich, d. h., wenn die Anlage kalt ist und nicht genügend Kondensat bei der Steinhärtung entsteht, welches der Fällungsstufe zugeführt werden könnte.A particularly advantageous embodiment of the method for the water flow of the process water provides that the water after the precipitation stage before it is fed to the steam generator the conventional decarbonization stage and the Degasser passes through. These levels are, especially at Start-up of the system required, d. that is, when the system is cold and not enough condensate when hardening the stone arises, which could be fed to the precipitation stage.

Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist der Fällungsstufe eine Stufe zur Feststoffabscheidung von CaCO3 aus dem Härtekessel mit ausgeschwemmten Feststoffen nachgeschaltet, wobei die Scheidung bevorzugt durch einen Filtriervorgang erfolgt.According to a further advantageous feature of the invention the precipitation stage a stage for solids separation of CaCO3 from the hardening vessel with washed-out solids downstream, the divorce preferably by a Filtration process takes place.

Grundsätzlich wird durch die erfindungsgemäße Vorentkarbonisierung (Entfernung von Ca(HCO3)2, sowie auch Mg(HCO3)2) die Standzeit des Ionenaustauschers bis zu seiner Regeneration mit einer NaCl-Lösung wesentlich verlängert, und darüber hinaus die Anreicherung von Na2CO3 im Dampferzeuger verringert, wodurch sich die Menge an Absalzsohle vermindert, was in Folge hiervon zu einer Energie- und Wassereinsparung führt.Basically, the invention Pre-decarbonization (removal of Ca (HCO3) 2, as well Mg (HCO3) 2) the service life of the ion exchanger up to its Regeneration with a NaCl solution significantly extended, and in addition, the accumulation of Na2CO3 in the steam generator decreases, which reduces the amount of desalination, resulting in energy and water savings leads.

Anhand des Verfahrensschemas wird die Erfindung nachstehend näher beispielhaft erläutert.Based on the process scheme, the invention is as follows explained in more detail by way of example.

Das zur Herstellung des Sattdampfes im Dampferzeuger benötigte Wasser mit einer bestimmten Karbonathärte (H2O + Ca(HCO3)2 wird der Fällungsstufe zugeführt. Dieser Fällungsstufe wird ebenfalls das Kondensat, das bei der Steinhärtung im Dampfhärtekessel entsteht, zugesetzt. Dieses Kondensat (H2O + Ca(OH2) gelöst) besitzt einen pH-Wert zwischen 11 und 12. In der Fällungsstufe wird CaCO3 ausgefällt (Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2 CaCO3 + H2O). In einer nachfolgenden Stufe erfolgt eine Feststoffabscheidung, wobei das Wasser mit einem pH-Wert von etwa 8-9 entweder mittelbar über die Entkarbonisierungsstufe und einer Stufe zur Entgasung des Wassers, oder unmittelbar dem Dampferzeuger zugeführt wird. Der entstehende Feststoff in Form von 2CaCO3 kann der Steinproduktion, d. h. dem Gemisch aus Branntkalk, siliciumdioxidhaltigem Zuschlagsmaterial und Wasser zugesetzt werden.That for the production of saturated steam in the steam generator required water with a certain carbonate hardness (H2O + Ca (HCO3) 2 is fed to the precipitation stage. This Precipitation is also the condensate, which at Stone hardening occurs in the steam hardening boiler, added. This Condensate (H2O + Ca (OH2) dissolved) has a pH value between 11 and 12. In the precipitation stage, CaCO3 precipitated (Ca (HCO3) 2 + Ca (OH) 2 → 2 CaCO3 + H2O). In a subsequent stage is a solid separation, whereby the water with a pH of about 8-9 is either indirect over the decarbonization stage and a stage for Degassing the water, or directly to the steam generator is fed. The resulting solid in the form of 2CaCO3 can the stone production, d. H. the mixture of quicklime, silica-containing aggregate and water added become.

Nur noch geringe Absalzmengen des Dampfkessels wegen geringer Salzfracht erlauben bei gleichzeitig geringeren Regeneratmengen des Ionenaustauschers die Beimischungen der Wässer zur Steinproduktion, wobei letztlich kein Abwasser mehr entsorgt werden muß.Only small amounts of desalination from the steam boiler due to lower Allow salt freight with lower at the same time Regenerate quantities of the ion exchanger the admixtures of the Water for stone production, but ultimately no waste water must be disposed of more.

Hieraus folgt, daß durch das erfindungsgemäßen Verfahren die Umweltbelastung erheblich herabgesetzt wird.It follows that the process according to the invention Environmental pollution is significantly reduced.

Gleiches erfolgt mit Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2 + 2CaCO3 + 2 H2O, wobei Mg(HCO3)2 jedoch nur in sehr geringen Mengen anfällt.The same happens with Mg (HCO3) 2 + Ca (OH) 2 → Mg (OH) 2 + 2CaCO3 + 2 H2O, whereby Mg (HCO3) 2, however, only in very small amounts arises.

Claims

1. A process for water supply of the process water in a plant for the production of sand-lime bricks, the condensate obtained in the plant being processed, characterized in that the condensate obtained during the hardening of the stone (H2O + Ca (OH2) and the calcareous fresh water (H2O + Ca (HCO3) 2 are fed to a precipitation stage in which CaCO3 is precipitated, and the water formed during the precipitation is fed to the steam generator, and the CaCO3 is added to the basic mixture for stone production.

2. The method according to claim 1, characterized in that the water before it is fed to the steam generator is decarbonized.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the water is degassed.

4. The method according to claim 1. characterized in that the precipitation stage is a stage for solids separation of 2 CaCO3 is connected by H2O.

5. The method according to claim 4, characterized in that the solids separation by a filtration process he follows.