DK153939B - Fremgangsmaade til calcinering af calciumsulfatdihydrat samt apparat til udoevelse af fremgangsmaaden - Google Patents

Description

i

DK 153939 B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde og apparat til calcinering af calciumsulfatdihydrat og nærmere bestemt til fremstilling af brændt gips ud fra et gipsmineral under anvendelse af en calci neri ngsbeholder.

5

Gipscalcinering kan gennemføres portionsvis eller kontinuerligt. Imidlertid er produktionshastigheden for både portionsvis og kontinuerlig kedelcalcinering for øjeblikket begrænset af den maksimalt tilladelige varmeoverførsel gennem kedel bunden. Den varmemængde, der 10 kan tilføres gennem kedlens bund, er begrænset, da der er en øvre grænse for den temperatur, som tillades af metallet, f.eks. stål, som danner kedel bunden.

Den foreliggende opfindelse tager sigte på at øge varmetilførslen 15 til calcineringsbeholdere både ved portionsvis og kontinuerlig drift for på denne måde at øge beholderens produktionskapacitet uden risiko for i uheldig grad at påvirke produktionskvaliteten eller væsentligt at øge beholderbundens temperatur.

20 DE fremlæggelseskrift nr. 1.258.321 beskriver en fremgangsmåde til calcinering af gips, hvor der som varmekilde anvendes en brænder under bunden af calcineringsbeholderen samtidig med, at der i beholderen er vist et perforeret fordelingsrør, hvorigennem der kan føres varme forbrændingsgasser ind i gipsmaterialet. Anvendelsen af 25 et sådant fordelingsrør udgør blot et teoretisk alternativ, som på grund af sine mange og betydelige praktiske ulemper aldrig har været kommercielt udnyttet.

Det har nu overraskende vist sig, at disse ulemper kan undgås, og at 30 der kan opnås en betydelig forøgelse af calcineringskapaciteten, hvis fordelingsrøret anbringes i det væsentlige lodret.

Ifølge den foreliggende opfindelse tilvejebringes der således en fremgangsmåde til calcinering af calciumsulfatdihydrat, hvorved 35 di hydratet opvarmes i en calciumbeholder med varme, som tilføres beholderens yderside, og varm gas, som føres gennem et rør til direkte berøring med massen, som skal calcineres, hvilken fremgangsmåde er ejendommelig ved, at den varme gas tilføres gennem et rør, som fra toppen af calcineringsbeholderen strækker sig ned i

DK 153939B

2 denne.

Opfindelsen angår også et apparat til udøvelse af den ovenfor angivne fremgangsmåde, hvilket apparat er ejendommeligt ved et rør, 5 som er indrettet til at kunne føres ned i det indre af en calcineringsbeholder og som er åbent ved sin nedre ende og i sidevæggen har fordelingshuller til fordeling af varm gas i beholderens indre.

10 I en foretrukket udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen anvendes en brænder, som er indesluttet i eller forbundet med røret, som strækker sig nedad fra calcineringsbeholderens top, således at forbrændingsgasser kan indføres i laget af gipsmineral eller en anden form for calciumsulfatdihydrat. Forbrændingsgasserne 15 fordeles fortrinsvis gennem rækker af fordelingshuller i røret inde i laget. Brænderen kan passende anbringes på toppen af calcineringsbeholderen med røret førende ned i laget. Røret bør fortrinsvis være åbent ved sin nedre ende. Et indløb for sekundærluft bør fortrinsvis være udformet ved den øvre ende af røret, 20 hvorved en sekundærluftstrøm kan køle rørvæggene i det frie rum over laget og regulere temperaturen af blandingen af luft og varme forbrændingsgasser i røret efter behov til fremstilling af kemi hydratgips, anhydrit og/eller gipsblandinger, herunder stukgips.

25 I forbindelse med anbringelse af røret i bestående sædvanlige calciumbeholdere kan det være nødvendigt at foretage modifikationer af enkelte af de eksisterende rørerskovle for at tillade anbringelse af røret inde i beholderen. Det kan være muligt at anvende en hul omrøreaksel som forbrændingsrør eller forbrændingsrøret kan være 30 anbragt coaxialt rundt om omrøreakslen. Sådanne modifikationer vil almindeligvis ikke på uheldig måde påvirke beholderens virkemåde eller gipsproduktets egenskaber.

Den foreliggende opfindelse vil i det følgende blive beskrevet 35 nærmere under henvisning til tegningen, hvor: fig. 1 skematisk viser kontrolsystemet for varmetilførselsrøret, der benyttes i forbindelse med den foreliggende opfindelse,

DK 153939 B

3 fig. 2 viser et delvis snitbillede af varmetilførselsrøret, og fig. 3 og 4 viser billeder set fra siden af to typer kontinuerlige calcineringskedler forsynet med varmetilførselsrør.

5

Som vist i fig. 1 og 2 tilføres en blanding af luft og brændselsgas, f.eks. naturgas, gennem et rør 1 til en gasbrænder 2. Brændselsluftblandingen antændes ved hjælp af en gnistsonde 3, og varme, gasformige produkter fra forbrændingen passerer ned gennem et rør 4, 10 der omgiver brænderen 2. Røret 4 er i dets foretrukne udførelsesform åbent forneden og forsynet med rækker af huller 5 til fordeling af de varme gasser i materialet, hvori røret er nedsænket. Spædeluft tilføres gennem en tilførselsåbning 6 i siden på røret 4 til afkøling af røret 4's vægge og regulering af temperaturen af de varme 15 gasser, der passerer gennem røret 4.

Brændselsgassen tilføres gennem et rør 7, der er forsynet med en kontraventil 8, en regulator 9 og et måleapparat 11 til en injektor 12, hvor den blandes med forbrændingsluft tilført gennem et rør 13.

20 Brændsels-luftblandingen blæses derefter ved hjælp af en booster-ventilator 14 til brænderen 2 gennem røret 1. Der er anbragt reguleringsventiler 16 og 17 i hhv. brændsels- og luftrørene 7 og 13 til regulering af strømhastighederne, hvorved varmen, der udvikles af brænderen, kan reguleres og det optimale forhold mellem brændsel og 25 luft kan vælges.

Der er tilvejebragt en elektrisk kontrolenhed 18, der tilfører den elektriske impuls til tændgnisten gennem en leder 19 til gnistsonden 3. Som en sikkerhedsforanstaltning er der anbragt en flammedetek-30 torsonde 21 i varmetilførselsrøret 4, og den er indrettet til at blive påvirket af flammen fra brænderen 2. Sonden 21 er ved hjælp af en ledningen 22 forbundet med kontrolenheden 18. I tilfælde af flammesvigt lukker kontrolenheden 18 automatisk en solenoidpåvirket ventil 23 i brændselstilførselsrøret 7, hvilken ventil 23 er for-35 bundet med kontrolenheden 18 ved hjælp af en ledning 24.

Spæde!uften til varmetilførselsrøret 4 blæses fra spæde!ufttilfør-selsåbningen fra en ventilator 20 gennem et rør 25, og tilførslen af spædeluft kan reguleres ved hjælp af en ventil 30 i røret 25.

DK 153939 B

4 I fig. 3 og 4 er der vist varmetilførselsrør, der hver for sig svarer til det, der er vist på fig. 2, og anbragt i kontinuerlige calcineringskedler med en kapacitet på hhv. ca. 150 kg og 1 t. De samme henvisningsbetegnelser vil blive anvendt til at betegne 5 tilsvarende dele.

Den kontinuerlige calcineringskedel, der har form af en beholder 26, der er åben for oven, er forsynet med et låg 27, der er anbragt i et forbrændingskammer 28. En gasbrænder er monteret i forbrændingskam-10 meret 28 under den lukkede bund i beholderen 26 og opvarmer en masse af gips, der er indeholdt i beholderen ved varmeledning gennem beholderens bund- og sidevægge.

I hver af de viste kedler er der i låget 27 anbragt et 15 varmetilførselsrør 4, som opvarmer gipsen direkte ved at indføre varme forbrændingsgasser i gipsmassens indre gennem fordelingshullerne 5 og røret 4's åbne ende.

Selv om ovennævnte system anvender brændselsgas, kan andre brændsler 20 anvendes.

Ved den kontinuerlige calcineringsproces tilføres rå gips til kedlen kontinuerligt gennem en indførselsåbning 29 i låget 27 og fortrænger det calcinerede produkt, der forlader kedlen gennem et produktover-25 løbsrør 31 i beholderen 26's sidevæg. Som vist i fig. 4 er der anbragt en skærmplade 32 i calcineringsbeholderen 26. For at hindre at frisk indført rå gips forlader beholderen gennem overløbsrøret 31, før det er blevet tilstrækkeligt calcineret, strækker pladen 32 sig ned i massen af gips under niveauet for den åbning i beholderens 30 side, hvormed overløbsrøret 31 er forbundet, og den strækker sig til kontakt med den indvendige side af beholderen 26 på begge sider af nævnte åbning. Ved produktion i stor målestok foretrækkes det at anvende et produktudløbsrør, der er forbundet med den nederste del af beholderen 26, og som strækker sig opefter og udefter. Et nedad 35 og udefter skråtstillet udtømningsrør står i forbindelse med dette rør i et punkt under niveauet for beholderlåget 27. Produktet strømmer op til udløbsrøret og passerer derefter ned gennem udtømningsrøret til et varmopbevaringsområde.

DK 153939B

5

Kedlerne er hver for sig forsynet med en udlufter 33, der fører til en cyklon eller andet støvopsamlingsudstyr, og de er forsynet med en udtømningsledning 34 i beholderens bund, hvorigennem kedlens indhold, om ønsket, kan udtømmes. Kedlen, der er vist på fig. 3, har en 5 tilførselsledning 36 til tilbageføring af faste gipsbestanddele, der er blevet udskilt i cyklonen til det indre af massen. Hver kedel har omrørerskovle 37, der er monteret på en roterende aksel 38 under enden på røret 4, til omrøring af massen af materiale i beholderen 26 under calcineringsprocessen. I stedet for at anvende røret 4 10 kunne akselen 38 være hul og forsynet med huller. Som en anden mulighed kunne akslen 38 være omgivet af et koncentrisk anbragt forbrændingsrør, såsom røret 4. Den modificerede aksel kunne i så fald anvendes til at indføre varme gasformige forbrændingsprodukter i gipsmassen.

15 I det efterfølgende eksempel gennemføres en kontinuerlig drift under anvendelse af den kedel, der er vist på fig. 3, med og uden ekstra opvarmning fra røret 4 samt under anvendelse af naturgas som brændsel for røret 4 og bundbrænderen, der er anbragt under beholderen.

20 Produktionshastigheden udgjorde, når alene den konventionelle kedel bundbrænder var i drift, 42 kg/time med en naturgasstrømhastig- 3 hed gennem kedel bundbrænderen på tilnærmelsesvis 4,2 m /time. Når en lige så stor mængde yderligere varme blev tilført gennem varmetilførselsrøret 4, kunne produktionshastigheden forøges væ-25 sentligt uden i væsentlig grad at påvirke kedel bundtemperaturen eller produktets kemiske sammensætning (hemihydratgips}, selv om det opnåede produkt er lettere at dispergere. De kemiske analyser og kedel bundtemperaturerne for produktet med og uden anvendelse af varmetilførselsrør 4 er vist i nedenstående tabel: 30 35 5 6

DK 153939 B

Kun med konven- Kedelbundbræn- tionel kedel- der plus varme- bundbrænder tilførselsrør 4

Gipsmineral tilførsel (kg/time) 50 110

Produktudtømning (kg/time) 42 74

Calcineringstemperatur (eC) 153 170 in Naturgasstrømhastighed til kedel bundbrænder (nr/time) 4,19 4,25

Naturgasstrøwhastighed til brænder 2 (nr/time) - 4,25

Kedel bundtemperatur (°C) 269 266 15 _

Tilnærmet analyse:

Frit vand % 0,57

Opløseligt anhydrit % - 5,9 20

Hemihydrat % 68 69,7

Gips % 8,36 0,98

Selv om en kontinuerlig calcineringsproces er omtalt i enkeltheder 25 ovenfor, er det klart, at varmetilførselsrøret vil kunne anvendes som en yderligere varmekilde ved portionsvis calcinering af calci umsulfatdi hydrat.

30 35

Claims (6)

1. Fremgangsmåde til calcinering af calciumsulfatdihydrat, hvorved di hydrat opvarmes i en calcineringsbeholder med varme, som tilføres 5 beholderens yderside, og varm gas, som føres gennem et rør til direkte berøring med massen, som skal calci neres kendetegnet ved, at den varme gas tilføres gennem et rør, som fra toppen af calcineringsbeholderen strækker sig ned i denne.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1 kendetegnet ved, at den varme gas indføres gennem et rør, som omgiver akselen for en omrører for calcineringsmassen eller gennem en hul aksel for omrøreren.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2k endetegnet ved, at varme, 15 gasformige forbrændingsprodukter tilvejebringes ved hjælp af en brændselsbrænder, som er indesluttet i eller forbundet med røret eller akslen.

4. Apparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1 kende-20 tegnet ved et rør (4) , som er indrettet til at kunne føres ned i det indre af en calcineringsbeholder (26), og som er åbent ved sin nedre ende og i sidevæggen har fordelingshuller (5) til fordeling af varm gas i beholderens indre.

5. Apparat ifølge krav 4 k e n d e t e g n e t ved, at en brænd selsbrænder (2) til tilførsel af varme, gasformige forbrændingsprodukter er anbragt ved den øverste ende af røret (4).

6. Apparat ifølge krav 4 eller 5 kendetegnet ved, at 30 røret udgøres af en hul aksel for en omrører for beholderen eller omgiver akselen for en omrører for beholderen. 35