EP0646058A1 - Anlage zur herstellung von bausteinen aus keramischem material - Google Patents

Anlage zur herstellung von bausteinen aus keramischem material

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EP0646058A1
EP0646058A1 EP93912384A EP93912384A EP0646058A1 EP 0646058 A1 EP0646058 A1 EP 0646058A1 EP 93912384 A EP93912384 A EP 93912384A EP 93912384 A EP93912384 A EP 93912384A EP 0646058 A1 EP0646058 A1 EP 0646058A1
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EP
European Patent Office
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water
ceramic material
building blocks
plant
condensation
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Withdrawn
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EP93912384A
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English (en)
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Inventor
Walter Linke
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Wienerberger Ziegelindustrie AG
Original Assignee
Wienerberger Ziegelindustrie AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/24—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for curing, setting or hardening
    • B28B11/243—Setting, e.g. drying, dehydrating or firing ceramic articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B17/00—Details of, or accessories for, apparatus for shaping the material; Auxiliary measures taken in connection with such shaping
    • B28B17/02—Conditioning the material prior to shaping
    • B28B17/026—Conditioning ceramic materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B25/00—Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
    • F26B25/005—Treatment of dryer exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B25/00—Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
    • F26B25/005—Treatment of dryer exhaust gases
    • F26B25/006—Separating volatiles, e.g. recovering solvents from dryer exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/008—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases cleaning gases

Definitions

  • the present invention relates to a system for producing building blocks from ceramic material with a device for processing the ceramic material by means of water and steam, a device for pressing the building blocks, a device for drying the building blocks and a device for burning the dried building blocks.
  • Another emission source is that after the clay material has been compressed into building blocks, a large part of the moisture is removed from it in a device provided for this purpose, in particular in a tunnel dryer. With the water vapor which is thereby produced, however, portions of the ceramic material are also removed which are not known in their composition and in their extent and which have not been taken into account to date. Subsequently, the building blocks are fired in a device provided for this purpose, in particular in a tunnel kiln, and are guided in countercurrent to the fuel gases. The emission emitted by the tunnel furnace therefore contains combustion residues on the one hand and, on the other hand, parts of ceramic material. In order to avoid damage to the environment, it is known to clean the emissions emitted by the tunnel furnace using filter systems before they are discharged via a chimney.
  • the present invention is based on the knowledge that there is a need not only to clean the emissions released by the tunnel kiln before they are released into the atmosphere, but that this requirement also applies to the emissions released by the device for drying the building blocks, it is also taken into account that the processing of the ceramic material requires water which has so far been taken from external water sources in such systems.
  • the object of the present invention is therefore to provide a plant for the production of building blocks from ceramic material, from which less harmful emissions are emitted to the environment than is the case with known plants, and this also for the processing of the ceramic material required water is obtained in the system itself.
  • a device in which the emissions emitted by the drying device are condensed. Furthermore, a device is preferably provided in which the water obtained by condensation is treated. In particular, the water vapor emitted by the drying device is condensed in a heat exchanger.
  • the water obtained by condensation can be fed to the device for processing the ceramic material. Furthermore, the water obtained by the condensation can be fed to a treatment device, from which it is released to a steam boiler for generating the water vapor or to a sewer.
  • the treatment device can be used for mechanical and chemical cleaning of the water obtained by condensation.
  • Fig. 1 such a system, in a schematic representation
  • Fig. 2 shows a part of this system, on an enlarged scale compared to Fig. 1.
  • a conveyor e.g. a wheel loader 1
  • ceramic material such as clay
  • a further conveyor such as a box feeder 2
  • a pan mill 3 is fed.
  • the clay material is plasticized and homogenized.
  • the material discharged from the pan mill 3 is subsequently fed to a first rolling mill 6 and then to a second rolling mill 7, in which it is subjected to coarse grinding and fine grinding.
  • the ground material is fed from the second rolling mill 7 by means of a conveyor, in particular by means of a conveyor belt 8, to an intermediate storage 10, in which it is stored for one to two weeks.
  • an intermediate storage 10 in which it is stored for one to two weeks.
  • the clay particles are disrupted for the further processing of the material.
  • the clay material which has been digested as a result of the storage is removed from the intermediate storage 10 by means of an excavator 11 and then fed to a twin-shaft mixer 12, in which water vapor supplied to it via a line 13 is mixed.
  • the material is delivered from the twin-shaft mixer 12 to a screw press 14, in which a clay strand is produced, which is then divided into individual building blocks 16 by a cutting device 15.
  • the building blocks 16 produced in this way are applied to dryer cars 17 and guided through them through a drying device, in particular a tunnel dryer 18.
  • a drying device in particular a tunnel dryer 18.
  • the saturated water vapor with a temperature of 30 ° C. to 50 ° C. released by the tunnel dryer 18 via an exhaust gas line 19 is fed to a device 20 for processing the water vapor, which is described below with reference to FIG. 2.
  • the building blocks coming out of the tunnel dryer 18 are separated and are subsequently applied to kiln cars 33 by means of a setting machine 32, by means of which they are passed through a tunnel kiln 34.
  • the building blocks are fired in the tunnel furnace 34, being passed in the direction of the arrows A, whereas the flue gases are passed in the counterflow in the direction of the arrow B. After filtering and processing, the flue gases are released into the atmosphere via a chimney 35.
  • the fired building blocks are reloaded onto pallets 37 by means of a gripper 36.
  • the pallets 37 are subsequently moved to a packaging station 38, in which they are wrapped in a film. Using a forklift 39 the pallets 37 are brought to a warehouse 40, from which they are transported by trucks 41.
  • the device 20 shown in FIG. 2 for processing the emissions emitted by the tunnel dryer 18 via line 19 consists of a heat exchanger 22 in which air supplied via a connection 23 is heated and in which the water vapor supplied via line 19 is condensed.
  • the condensed water released by the heat exchanger 22 acting as a condenser is released via a line 24 to a water basin 25.
  • the line 4 goes from the water basin 25 to the pan mill 3.
  • the water required in the pan mill 3 can be removed from the water basin 25, so that no external water source is required for this.
  • water from the water basin 25 is also fed to a treatment device 28, in which the water mixed with portions of the ceramic material is so largely cleaned by mechanical treatment, such as filtering, and chemical treatment, that on the one hand it is supplied via a line 29 a steam boiler 30, in which the steam required in the twin-shaft mixer 12 is generated, and on the other hand can be discharged via a line 31 to a sewer.
  • a treatment device 28 in which the water mixed with portions of the ceramic material is so largely cleaned by mechanical treatment, such as filtering, and chemical treatment, that on the one hand it is supplied via a line 29 a steam boiler 30, in which the steam required in the twin-shaft mixer 12 is generated, and on the other hand can be discharged via a line 31 to a sewer.
  • the condensation of the steam emitted by the drying device 18 and the subsequent treatment of the water obtained in the condenser 22 thus prevent emissions which contain harmful components from being emitted to the environment. This also results in the water that is used on the one hand for processing the clay material in the pan mill and on the other hand for generating the steam required in the twin-shaft mixer in the steam boiler is recovered in the plant, whereby there is no need to supply water from an external water source.

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Abstract

Anlage zur Herstellung von Bausteinen aus keramischem Material mit einer Vorrichtung (12) zur Aufbereitung des keramischen Materials mittels Wasser und Wasserdampf, einer Vorrichtung (14) zum Pressen der Bausteinen, einer Vorrichtung (18) zum Trocknen der Bausteine und einer Vorrichtung (34) zum Brennen der getrockneten Bausteine. Dabei ist weiters eine Einrichtung (22) vorgesehen, in welcher die von der Trocknungsvorrichtung (18) abgegebenen Emissionen kondensiert werden.

Description

Anlage zur Herstellung von Bausteinen aus keramischem Material
Die gegenständliche Erfindung betrifft eine Anlage zur Herstellung von Bausteinen aus keramischem Material mit einer Vorrichtung zur Aufbereitung des keramischen Materials mittels Wasser und Wasserdampf, einer Vorrichtung zum Pressen der Bausteine, einer Vorrichtung zum Trocknen der Bausteine und einer Vorrichtung zum Brennen der getrockneten Bausteine.
Bekannte derartige Anlagen weisen drei Anlagenteile, von welchen für die Umwelt schädliche Emissionen abgegeben werden können, auf:
Es ist dies der Dampfkessel, in welchem der für die Plastifizierung des Tonmaterials erforderliche Dampf hergestellt wird. Da jedoch die vom Dampfkessel abgegebenen Emissionen weitgehend von dem in diesem verwendeten Brennstoff abhängen, sind sie bekannt und werden sie mittels herkömmlicher Technologien beherrscht. Soferne z.B.. für die Herstellung des für die Aufbereitung des Tonmaterials erforderlichen Wasserdampfes Erdgas verwendet wird, treten hierbei nahezu keine schädlichen Emissionen auf.
Eine weitere Emissionsquelle besteht darin, daß nach dem Verpressen des Tonmaterials zu Bausteinen diesen in einer hierfür vorgesehenen Vorrichtung, insbesondere in einem Tunneltrockner, ein Großteil der Feuchtigkeit entzogen wird. Mit dem Wasserdampf, welcher hierdurch anfällt, werden allerdings auch Anteile des keramischen Materials abgeführt, welche in ihrer Zusammensetzung und in ihrem Ausmaß nicht bekannt sind und welche bislang nicht berücksichtigt wurden. In weiterer Folge werden die Bausteine in einer hierfür vorgesehenen Vorrichtung, insbesondere in einem Tunnelofen, gebrannt, wobei sie im Gegenstrom zu den Brenngasen geführt werden. Die vom Tunnelofen abgegebene Emission enthält demnach einerseits Verbrennungsrückstände und andererseits gleichfalls Anteile an keramischem Material. Um eine Schädigung der Umwelt zu vermeiden, ist es bekannt, die vom Tunnelofen abgegebenen Emissionen, bevor sie über einen Schornstein abgeführt werden, mittels Filteranlagen zu reinigen.
Der gegenständlichen Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß das Erfordernis besteht, nicht nur die vom Tunnelofen abgegebenen Emissionen, bevor sie an die Atmosphäre abgegeben werden, zu reinigen, sondern daß dieses Erfordernis auch für die von der Vorrichtung zum Trocknen der Bausteine abgegebenen Emissionen zutrifft, wobei weiters berücksichtigt wird, daß für die Aufbereitung des keramischen Materials Wasser benötigt wird, welches bislang bei derartigen Anlagen aus externen Wasserquellen entnommen wird. Der gegenständlichen Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zur Herstellung von Bausteinen aus keramischem Material zu schaffen, von welcher an die Umwelt weniger schädliche Emissionen abgegeben werden, als dies bei bekannten Anlagen der Fall ist, wobei zudem das für die Aufbereitung des keramischen Materials erforderliche Wasser in der Anlage selbst gewonnen wird.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, in welcher die von der Trocknungsvorrichtung abgegebenen Emissionen kondensiert werden. Vorzugsweise ist weiters eine Vorrichtung vorgesehen, in welcher das durch Kondensation gewonnene Wasser aufbereitet wird. Insbesondere wird der von der Trocknungsvorrichtung abgegebene Wasserdampf in einem Wärmetauscher kondensiert. Dabei kann das durch Kondensation gewonnene Wasser der Vorrichtung zur Aufbereitung des keramischen Materials zugeführt werden. Weiters kann das durch die Kondensation gewonnene Wasser einer Aufbereitungseinrichtung zugeführt werden, von welcher es an einen Dampfkessel zur Erzeugung des Wasserdampfes bzw. an einen Abwasserkanal abgegeben wird. In der Aufbereitungseinrichtung kann eine mechanische und eine chemische Reinigung des durch Kondensation gewonnenen Wassers erfolgen.
Eine erfindungsgemäße Anlage ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine derartige Anlage, in schematischer Darstellung, und
Fig. 2 einen Teil dieser Anlage, in gegenüber Fig. 1 ver¬ größertem Maßstab.
Wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, wird mittels einer Fördereinrichtung, z.B. einem Radlader 1, keramisches Material, wie Ton, an eine weitere Fördereinrichtung, wie an einen Kastenbeschicker 2, abgegeben, durch welche ein Kollergang 3 gespeist wird. Im Kollergang 3, welchem über eine Leitung 4 Wasser zugeführt wird, erfolgt eine Plastifizierung und Homogenisierung des Tonmaterials. Das vom Kollergang 3 abgegebene Material wird in weiterer Folge einem ersten Walzwerk 6 und hierauf einem zweiten Walzwerk 7 zugeführt, in welchen es einer Grobvermahlung und einer Feinvermahlung unterzogen wird.
Das vermahlene Material wird aus dem zweiten Walzwerk 7 mittels einer Fördereinrichtung, insbesondere mittels eines Förderbandes 8, einem Zwischenlager 10, in welchem es ein bis zwei Wochen gelagert wird, zugeführt. Im Zwischenlager 10 erfolgt die für die Weiterverarbeitung des Materials erforderliche AufSchließung der Tonteilchen. Aus dem Zwischenlager 10 wird das infolge der Lagerung aufgeschlossene Tonmaterial mittels eines Baggers 11 abgetragen und hierauf einem Doppelwellenmischer 12 zugeführt, in welchem ihm über eine Leitung 13 zugeführter Wasserdampf zugemischt wird. Vom Doppelwellenmischer 12 wird das Material an eine Schneckenpresse 14 abgegeben, in welcher ein Tonstrang erzeugt wird, der hierauf durch eine Schneidvorrichtung 15 in einzelne Bausteine 16 unterteilt wird.
Die hierdurch hergestellten Bausteine 16 werden auf Trocknerwagen 17 aufgebracht und mittels dieser durch eine Trocknungsvorrichtung, insbesondere einen Tunneltrockner 18, hindurchgeführt. Der vom Tunneltrockner 18 über eine Abgasleitung 19 abgegebene, gesättigte Wasserdampf mit einer Temperatur von 30° C bis 50° C wird einer Einrichtung 20 zur Aufbereitung des Wasserdampfes, welche nachstehend anhand der Fig. 2 beschrieben ist, zugeführt.
Die aus dem Tunneltrockner 18 gelangenden Bausteine werden vereinzelt und werden in weiterer Folge mittels einer Setzmaschine 32 auf Ofenwagen 33 aufgebracht, mittels welcher sie durch einen Tunnelofen 34 hindurchgeführt werden. Im Tunnelofen 34 werden die Bausteine gebrannt, wobei sie in Richtung der Pfeile A hindurchgeführt werden, wogegen die Rauchgase im Gegenstrom in Richtung des Pfeiles B hindurchgeführt werden. Die Rauchgase werden nach deren Filterung und Aufbereitung über einen Kamin 35 an die Atmosphäre abgegeben. Nachdem die Ofenwagen 33 den Tunnelofen 34 verlassen haben, werden die gebrannten Bausteine mittels eines Greifers 36 auf Paletten 37 umgeladen. Die Paletten 37 werden in weiterer Folge zu einer Verpackungsstation 38 bewegt, in welcher sie mit einer Folie umhüllt werden. Mittels eines Gabelstaplers 39 erfolgt eine Verbringung der Paletten 37 zu einem Lager 40, von welchem mittels Lastwagen 41 deren Abtransport erfolgt.
Die in Fig. 2 dargestellte Einrichtung 20 zur Aufbereitung der vom Tunneltrockner 18 über die Leitung 19 abgegebenen Emissionen besteht aus einem Wärmetauscher 22, in welchem über einen Anschluß 23 zugeführte Luft erwärmt wird und in welchem der über die Leitung 19 zugeführte Wasserdampf kondensiert wird. Das von dem als Kondensator wirkenden Wärmetauscher 22 abgegebene kondensierte Wasser wird über eine Leitung 24 an ein Wasserbecken 25 abgegeben. Vom Wasserbecken 25 geht die Leitung 4 zum Kollergang 3 ab. Somit kann das im Kollergang 3 benötigte Wasser aus dem Wasserbecken 25 entnommen werden, sodaß hierfür keine externe Wasserquelle benötigt wird.
Über eine weitere Leitung 27 wird Wasser aus dem Wasserbecken 25 zudem einer Aufbereitungseinrichtung 28 zugeführt, in welcher das mit Anteilen des keramischen Materials versetzte Wasser durch mechanische Behandlung, wie Filterung, und chemische Behandlung so weitgehend gereinigt wird, daß es einerseits über eine Leitung 29 an einen Dampfkessel 30, in welchem der im Doppelwellenmischer 12 erforderliche Dampf erzeugt wird, und andererseits über eine Leitung 31 an einen Abwasserkanal abgegeben werden kann.
Durch die Kondensation des von der Trocknungsvorrichtung 18 abgegebenen Dampfes und darauffolgende Aufbereitung des im Kondensator 22 gewonnenen Wassers wird demnach verhindert, daß von der Trocknungsvorrichtung 18 an die Umwelt schädliche Bestandteile enthaltende Emissionen abgegeben werden. Zudem wird hierdurch dasjenige Wasser, welches einerseits für die Aufbereitung des Tonmaterials im Kollergang und andererseits für die Erzeugung des im Doppelwellenmischer benötigten Dampfes im Dampfkessel erforderlich ist, in der Anlage wiedergewonnen, wodurch kein Erfordernis der Zufuhr von Wasser aus einer externen Wasserquelle besteht.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Anlage zur Herstellung von Bausteinen aus keramischem Material mit einer Vorrichtung zur Aufbereitung des keramischen Materials mittels Wasser und Wasserdampf, einer Vorrichtung zum Pressen der Bausteine, einer Vorrichtung zum Trocknen der Bausteine und einer Vorrichtung zum Brennen der getrockneten Bausteine, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (22), in welcher die von der Trocknungsvorrichtung (18) abgegebenen Emissionen kon¬ densiert werden.
2. Anlage nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (28), in welcher das durch Kondensation gewonnene Wasser aufbereitet wird.
3. Anlage nach einem der Patentansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß der von der Trocknungsvorrichtung (18) abgegebene Wasserdampf in einem Wärmetauscher (22) kondensiert wird.
4. Anlage nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Kondensation gewonnene Wasser der Vorrichtung (3) zur Aufbereitung des keramischen Materials zugeführt wird.
5. Anlage nach einem der Patentansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Kondensation gewonnene Wasser einer Aufbereitungseinrichtung (28) zugeführt wird, von welcher es an einen Dampfkessel (30) zur Erzeugung des Wasserdampfes bzw. an einen Abwasserkanal abgegeben wird.
6. Anlage nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aufbereitungseinrichtung (28) eine mechanische und eine chemische Reinigung des durch Kondensation gewonnenen Wassers erfolgt.
EP93912384A 1992-06-16 1993-05-27 Anlage zur herstellung von bausteinen aus keramischem material Withdrawn EP0646058A1 (de)

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