DE840539C

DE840539C - Verfahren und Vorrichtung zum Gewinnen von verwertbaren Mineral-rueckstaenden aus bituminoesen oder kohlenstoffhaltigen Stoffen

Info

Publication number: DE840539C
Application number: DEO491A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Mewes
Original assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Current assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Priority date: 1950-05-13
Filing date: 1950-05-13
Publication date: 1952-06-03

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Gewinnen von verwertbaren Mineralrückständen aus bituminösen oder kohlenstoffhaltigen Stoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine zur Ausübung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung, welche es ermöglichen, beim Schwelen und anschließenden Vergasen von kohlenstoffhaltigen Stoffen die Mineralrückstände in einer solchen Form zu erhalten, daß sie als Rohstoff für die Schaumbetonherstellung oder als Bindemittel für kaltverformte Bauteile (als Zementersatz) verwendbar sind. Um den Rückständen die gewünschten wertvollen Eigenschaften zu erteilen, muß während des Ausbrennens eine bestimmte Glühtemperatur und -zeit eingehalten werden. Versuche, diese Glühbedingungen in Meilern, auf Rosten, in Retorten, Schachtöfen od. dgl. zu erfüllen, führten zu großen Betriebsschwierigkeiten. Das entstehende Schwelgas und der Teer verursachten nämlich durch Korrosion und Verschmutzen Betriebsstörungen bzw. -unterbrechungen und hohe Unterhaltungskosten. Die Betriebsbedingungen bei dem Schwelen und Vergasen einerseits und beim Glüh- und Umwandlungsprozeß der Mineralsubstanz andererseits widersprechen sich zum Teil, so daß die durch Laboratoriumsversuche ermittelten Glühzeiten und -temperaturen im Betrieb nicht oder nur schwer einzuhalten sind.
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile durch ein Verfahren zur Gewinnung von Mineralrückständen, die für die Schaumbetonherstellung oder als Bindemittel geeignet sind, aus kohlenstoffhaltigen Mineralien durch Ausglühen oder Ausbrennen der brennbaren Bestandteile, bei welchem der Stoff zunächst in gröberer Körnung von beispielsweise 5 bis 6o mm einer Entgasung, gegebenenfalls einer teilweisen Vergasung, unterworfen alsdann zerkleinert und in feinerer Kör-*nung von beispielsweise o bis 8 mm dem Ausbrennen bzw. Ausglühen unterworfen wird.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine zur Ausübung des vorerwähnten Verfahrens geeignete Vorrichtung mit einer Schwelvorrichtung, in welcher das 1insatzgut in gröberer Körnung von überwiegend bis 6o mm einer Schwelung und einer teilweisen Vergasung des Kohlenstoffes unterworfen wird, sowie mit einer Glühvorrichtung, welcher der geschwelte und teilweise vergaste Stoff in einer Körnung von o, bzw. Staubfeinheit, bis 8 mm zugeführt wird. .Dabei wird der in der Schwelvorrichtung beim Schwelen verbliebene Kohlenstoff zweckmäßig nur so weit vergast, claß die Verbrennung des Kohlenstoffrestes des Rückstandes den Wärmebedarf des nachgeordneten Glühvorganges ganz oder annähernd deckt. Dies bietet betriebstechnisch den Vorteil, daß durch eine Zusatzbeheizung, die zweckmäßig mittels Verbrennens von leicht einstellbaren Mengen an Ent- oder Vergasungsgas erfolgt, Temperatur und Wärmezufuhr der Glühvorrichtung genau zu regeln sind. Die Zusatzbeheizung erfolgt vorteilhaft durch einen Zusatzgasbrenner: Als Schwelvorrichtung kann ein keramischer Schachtofen vorgesehen werden, bei welchem ein Spülmittel, das aus Dampf, Gas, Verbrennungsgas, einem Gemisch derselben mit Luft oder untereinander oder einem Dampfluftgemisch besteht, quer durch das abwärts sinkende Gut geeigneter Körnung (etwa 5 bis 6o min) tritt.
In Weiterentwicklung des Erfindungsgedankens wird vorgeschlagen, daß die Glühvorrichtung drei hintereinander angeordnete Stufen oder Zonen aufweist, in denen die Aufenthaltsdauer des Gutes, seine Beaufschlagung mit Spülmitteln und @'erbrennungsluft und die Temperatur für jede Stufe oder Zone unabhängig von der anderen regelbar sind. Dabei ist zweckmäßig hinter der ersten Zone, in welcher der Rückstand angewärmt und sein Kohlenstoffrest verbrannt wird, eine Glühzone und hinter dieser eine Kühlzone eingeschaltet. In der Kühlzone vorgewärmte Spülmittel und Verbrennungsluft werden zweckmäßig zum überwiegenden Teil unmittelbar der Anwärmzone zugeleitet und nur zum kleineren Teil in regelbarer Menge durch die Glühzone geführt.
Dabei kann die Schaltung so vorgesehen sein, daß in der Kühlstufe die Vorwärmung des Spülmittels und der Verbrennungsluft bei geeigneter Verdünnung der Verbrennungsluft vorgenommen wird, wobei die Abkühlung des geglühten Rückstandes erfolgt. Von der Verbrennungsluft oder dem Gemisch von Verbrennungsluft und Spülmittel wird ein Teilstrom durch die Glühstufe geführt, und die Größe dieses Teilstromes und die Stärke der Zusatzbeheizung zwischen der Kühlstufe und der Glühstufe werden so bemessen, daß bei der jeweils gewählten Verweildauer des zu glühenden Stoffes die gewünschte Temperatur über den ganzen Glühweg eingehalten wird.
Der übrige Teil der Verbrennungsluft und des Spülmittels wird unmittelbar der Verbrennungszone des Restkohlenstoffes und der Anwärmzone des Schwelrückstandes zugeführt. Die Temperatur des Rückstandes ain heißen Ende dieser Zone wird durch einen 1 Zusatzbrenner geregelt. Außerdem wird in dieser Zone an ihrem heißen Ende der durch die Glühzone geführte Teilstrom wieder eingeleitet.
Die heißen Verbrennungsgase werden zu dem zu behandelnden Stoff im Gegenstrom geführt und geben den Hauptteil ihrer nutzbaren Wärme an diesen ab, ..den daß der Stoff mit Glühtemperatur die Anwärmzone verläßt und in die Glühzone eintritt.
Zur Durchführung des Verfahrens können Zonenwanderroste, Zonenvorschubroste, Zonendüsenroste mit fließbettartigerWirkung, Retorten mit Behandlung des Gutes im Schwebezustand oder in bezug auf den Weg des Rückstandes hintereinandergeschaltete Drehtrommeln verwendet werden.
Die Abbildungen geben in schaubildlicher Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wieder, und zwar ist in Abb. i eine Gesamtanlage dargestellt und in Abb. 2 die Gasführung schematisch gezeigt.
Das bitumenhaltige Rohmaterial wird nach Aufbereitung in einer vorwiegenden Körnung von 5 bis 6o mm bei io bis 20"" unter 5 mm dem Schwelofen i .zugeführt und wandert in dem Schacht 2 kontinuierlich abwärts. Das Einsatzgut wird mittels der Zündvorrichtung 3 gezündet. In einer hinter der dargestellten Schnittebene liegenden anderen Schnittebene, welche im Teilausschnitt 4 zu sehen ist, befinden sich, über die Höhe des Ofens verteilt, Kanäle 5, durch die das dem jeweiligen Material angepaßte Spül- oder Vergasungsmittel strömt. In den Heizzügen 6 zieht das Verbrennungsgas abwärts, das durch Verbrennen von Ent- oder Vergasungsgas erhalten wurde und die Spül-und Vergasungsmittel beheizt. Das entstehende Schwelgas wird bei 8 und das entstehende Vergasungsgas bei 9 abgezogen. Das Schwelgas wird zur Abscheidung des Öles einer Kondensation und das Vergasungsgas einer Kühleinrichtung zugeleitet. Bei io wird der noch 2 bis 5 ",'" Kohlenstoff enthaltende Rückstand kontinuierlich durch eine mechanische Vorrichtung ausgetragen und einer Zerkleinerungsvorrichtung ii, im vorliegenden Fall einer Rohrmühle, zugeführt und auf die für den Glühprozeß geeignete Körnung (o bis 8 mm) gebrochen.
Hiernach läuft der Rückstand der Trommel 12 zu, in der er im Gegenstrom zum abziehenden Verbrennungsgas vorgewärmt und im unteren Ende bei Verbrennung seines Kohlenstoffes auf Glühtemperatur gebracht wird. Seine Erwärmung läßt sich durch den mit Gas beheizten Zusatzbrenner 13 regeln.
Von der Trommel 12 tritt der Rückstand in die Trommel 14. In dieser wird er bei einer einstellbaren Temperatur eine bestimmte Zeit geglüht, deren Dauer von der Trommeldrehzahl, von ihrer Füllung und von der Durchlaufgeschwindigkeit des Rückstandes abhängt. Mittels des mit Gas beheizten Zusatzbrenners 15 und durch Bemessung des durch die Trommel 14 tretenden Teilstromes an Spülmittel ist die Glühtemperatur genau regelbar.
Aus der Trommel 14 tritt der Rückstand in die Trommel 16. In dieser wird das Spülmittel, dem die Verbrennungsluft beigemischt ist, vorgewärmt und dabei der Rückstand gekühlt. _11s Spülmittel kann Dampf oder Verbrennungsgas benutzt werden, wobei die Luftzugabe und damit die Sauerstoffkonzentration dem jeweiligen Material angepaßt werden.
Der geglühte und gekühlte Stoff gelangt in den Btmker 17, aus dem er zur Verwendung oder Weiterverarbeitung abgezogen wird. Verbrennungsluft und Spülmittel treten bei 18 in die Trommel 16 ein, durchströmen diese, und ein Teilstrom gelangt in die Trommel 14. Der regelbare Hauptteil an Verbrennungsluft und Spülmittel wird durch die Leitung ig unmittelbar der Trommel 12 zugeleitet und durchströmt mit dem aus der Trommel 14 austretenden Anteil an Spülmittel die Trommel 12. Durch das Gebläse 20 wird das Spülmittel nebst Verbrennungsgas abgesaugt. Bei Verwendung von Verbrennungsgas als Spülmittel wird die benötigte Menge zur Trommel 16 zurück, der Rest ins Freie geleitet. Bei Verwendung von Wasserdampf als Spülmittel wird die Kondensationswärme eines Teiles des Wasserdampfes zur 13rwärmung von Wasser benutzt und mit diesem heißen Wasser die Verbremiiuigsluft in einem Sättiger aufgesättigt.
Mit 21 ist eine Fördereinrichtung bezeichnet, die den Rückstand vom Schwelofen zur Zerkleinerungsvorrichtung ii bringt.

Claims

PATF\TA\1I'RCC HE: i. Verfahren zum Gewinnen von Mineralrück- ständen, die für die Schaumbetonherstellung oder als Bindemittel geeignet sind, aus kohlenstoff- haltigen Mineralien durch Ausglühen oder Aus- brennen der brennbaren Bestandteile, dadurch gekennzeichnet, daß der kohlenstoffhaltige Stoff zunächst in griiberer Körnung von beispielsweise 5 bis 6o min einer 1?ntgasung, gegebenenfalls einer teilweisen Vergasiuig, unterworfen, alsdann zer- kleinert und in feinerer Körnung von beispiels- weise o bis 8 mm dem Ausbrennen bzw. Ausglühen unterworfen wird. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekenn- zeichnet, daß in der Schwelvorrichtung der beim Schwelen verbliebene Kohlenstoff nur so weit ver-

gast wird, daß die Verbrennung des Kohlenstoffrestes des Rückstandes den Wärmebedarf des nachgeordneten Glühvorganges ganz oder annähernd deckt. 3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens .nach Anspruch i oder 2, gekennzeichnet durch eine Schwelvorrichtung, in welcher das Einsatzgut in gröberer Körnung von überwiegend 5 bis 6o mm einer Schwelung und einer teilweisen Vergasung des Kohlenstoffes unterworfen wird, sowie durch eine Glühvorrichtung, welcher der geschwelte und teilweise vergaste Werkstoff in einer Körnung von o bis 8 mm zugeführt wird. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Zusatzbeheizung, beispielsweise einen Zusatzgasbrenner, durch die die Temperatur der Glühvorrichtung geregelt wird. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, gekennzeichnet durch einen keramischen Schachtofen als Schwelvorrichtung, bei dem ein Spülmittel quer durch das im Schacht abwärts sinkende Gut geleitet wird. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühvorrichtung drei hintereinander angeordnete Stufen oder Zonen aufweist, in denen die Aufenthaltsdauer des Gutes, seine Beaufschlagung mit Spülmitteln und Verbrennungsluft und die Temperatur für jede Stufe oder Zone unabhängig von der anderen regelbar sind. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der ersten Zone, in welcher der Rückstand angewärmt und sein Kohlenstoffrest verbrannt wird, eine Glühzone und hinter dieser eine Kühlzone geschaltet sind. B. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Kühlzone vorgewärmte Spülmittel und die darin vorgewärmte Verbrennungsluft zum überwiegenden Teil unmittelbar der Anwärmzone zugeleitet und nur zum kleineren Teil in regelbarer Menge durch die Glühzone geführt werden.