EP2603758A1 - Method and device for stabilizing, cooling, and drying plaster of paris - Google Patents

Method and device for stabilizing, cooling, and drying plaster of paris

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Publication number
EP2603758A1
EP2603758A1 EP11757751.0A EP11757751A EP2603758A1 EP 2603758 A1 EP2603758 A1 EP 2603758A1 EP 11757751 A EP11757751 A EP 11757751A EP 2603758 A1 EP2603758 A1 EP 2603758A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stucco
calcium sulfate
zone
cooling
ambient air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11757751.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Alfred Brosig
Günther Schäfer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Grenzebach BSH GmbH
Original Assignee
Grenzebach BSH GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Grenzebach BSH GmbH filed Critical Grenzebach BSH GmbH
Publication of EP2603758A1 publication Critical patent/EP2603758A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • F27D15/00—Handling or treating discharged material; Supports or receiving chambers therefor
    • F27D15/02—Cooling
    • F27D15/0206—Cooling with means to convey the charge
    • F27D15/028—Cooling with means to convey the charge comprising a rotary drum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B11/00—Calcium sulfate cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/46—Sulfates
    • C01F11/466—Conversion of one form of calcium sulfate to another
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B11/007—After-treatment of the dehydration products, e.g. aging, stabilisation
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    • C04B11/00—Calcium sulfate cements
    • C04B11/26—Calcium sulfate cements strating from chemical gypsum; starting from phosphogypsum or from waste, e.g. purification products of smoke
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/14—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
    • C04B28/145—Calcium sulfate hemi-hydrate with a specific crystal form
    • 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
    • F27D15/00—Handling or treating discharged material; Supports or receiving chambers therefor
    • F27D15/02—Cooling
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Definitions

  • This invention relates to a process for the continuous conditioning of stucco.
  • Gypsum is the mineralogical technical name of the chemical compound of calcium sulfate dihydrate (CaS0 4 ⁇ 2 H 2 0).
  • gypsum VA loses molecules of its chemically bound water of crystallization per formula unit, the calcium sulfate dihydrate is converted to calcium sulfate hemihydrate CaS0 4 ⁇ 1 H 2 O.
  • the preparation of the alpha modification of the calcium sulfate hemihydrate is carried out from supersaturated aqueous solutions, in solutions of electrolytes of acids and salts or at elevated temperature and elevated vapor pressure in autoclaves. These conversions are typically performed using additives that affect the morphology of the resulting crystals in a desired shape.
  • the present invention relates to the stabilization, cooling and dehumidification of stucco with the aim of producing predominantly the beta-modification of the calcium sulfate hemihydrate.
  • CONFIRMATION COPY There are different methods for calcining gypsum, are classified fn according to the supply of thermal energy "indirect and direct calcination. Cooker and Drehrohrkalzinatoren fall into the category of indirect calcination process, in which the plaster is not in contact with combustion gas Located. Direct calcination, calcination in a rotary kiln, calcining in a current tube and related apparatuses, etc.
  • the directivity of the gypsum calcination, the calcination in the rotary kiln, the calcination in a current tube and related equipment For example, stucco calcined in the digester or rotary kiln calciner exhibits higher phase stability due to the lower thermal load per unit of time gypsum lasting up to several hours. In contrast, the contact time with the combustion gas in a Mahlkalzinier psychologist or during calcination in a stream tube a maximum of 20 to 30 seconds.
  • the direct calcination processes are increasingly used industrially, because the equipment is more compact and thus cheaper and because the thermal efficiency is higher. Also, the setting time of stucco is shorter, which favors the industrial production of plasterboard.
  • the desired phase for the production of gypsum mortars and gypsum boards is the calcium sulfate hemihydrate CaS0 4 ⁇ ⁇ ⁇ H 2 O, which is produced technically at a process temperature of 150 ° C to 170 ° C. If the process temperature is in a range from 180 ° C. to about 300 ° C., then the soluble calcium sulfate anhydrite (anhydrite III) is formed. The soluble anhydrite is free from crystalline water. However, soluble anhydrite converts to calcium sulfate hemihydrate in the presence of water or even water vapor. This is a reversible exothermic conversion that releases thermal energy from 210 kJ to 225 kJ per kg of calcium sulfate hemihydrate.
  • EP 1 547 984 A1 describes a method in which stucco is moistened in a rotating apparatus in order to convert the soluble calcium sulfate anhydrite to calcium sulfate hemihydrate. For this purpose, water or steam is supplied. All external equipment surfaces that are in contact with the stucco are heated to over 100 ° C. A cooling of the stucco is not provided. ,
  • WO 2008 074137 A1 also describes the supply of steam for the conditioning of stucco.
  • Stucco plaster which is in a static apparatus, is brought into contact with water vapor.
  • the water vapor pressure within the apparatus is set higher than the atmospheric pressure. Cooling and dehumidification of stucco is not provided.
  • the process of phase stabilization is discontinuous.
  • gypsum obtained by flash calcination is post calcinated in a reaction vessel while supplying hot moist gas, the residence time in the reaction vessel being much greater than in the previous flash calcination. Also in this method, cooling and dehumidification of stucco are not provided.
  • the stucco plaster obtained by one of the methods listed above is used in particular for the production of plasterboard.
  • the plasterboard is the most widely used plasterboard.
  • Between two cardboard layers is a gypsum core, which is completely enclosed by the two cardboard layers.
  • fluctuating phases in stucco cause a fluctuating demand for water and a changed setting behavior.
  • a variety of additives is in addition to the main ingredients stucco and water added to a mixer to achieve a desired setting of the stucco. Additives such as dispersants, accelerators and retarders cause the desired setting behavior.
  • the more stable the properties of a stucco the lower the need for water and additives.
  • the setting of plaster stucco is optimal when the temperature of a suspension of stucco and water is 35 ° C and does not exceed 40 ° C. For this reason, the stucco must be cooled to about 80 ° C in order to achieve an optimum suspension temperature.
  • the gypsum industry uses direct and indirect stucco cooling systems.
  • Direct cooling systems are based on direct contact with cooling air in power tubes and fluid bed coolers. Most widespread, however, has an indirect cooling system in which a rotary tube cooler is used. It is known that in a rotary tube cooler in addition to the cooling of the stucco and a certain reduction of the soluble calcium sulfate anhydrite takes place. However, hardly any reduction of calcium sulfate dihydrate takes place because the exothermic energy liberated in the conversion of soluble calcium sulfate anhydrite to calcium sulfate hemihydrate is absorbed by the cooling air.
  • the inventive method has the object to provide a method and apparatus for the production of phase-stable, dehumidified and chilled stucco, which unfolds in an energy-saving manner cost effective and technically reliable its effect.
  • this object is achieved in a method for the continuous conditioning of stucco by stucco in the form of particles from an upstream calcining a Stuckgipskühler is fed, in this first soluble calcium sulfate anhydrite to calcium sulfate hemihydrate and calcium sulfate dihydrate to calcium sulfate Hemihydrate converted and crystal defects are cured and then brought the stucco with ambient air in contact and dehumidified by this and at the same time indirectly cooled.
  • the invention provides a continuous process for the stabilization, cooling and dehumidification of stucco without water or water vapor having to be supplied for the purpose of stabilization. Also, no additional thermal energy is needed to dehumidify the stucco.
  • the stucco is introduced into the stucco cooler at a density of 0.7 to 0.9 kg / dm 3 .
  • the stucco is introduced into the reaction vessel together with process gas entrained from the calcining system.
  • the process gas preferably has a density of 0.65 to 0.7 kg / m 3 .
  • the process gas is introduced with a water vapor content of 0.25 to 0.40 kg / m 3 , based on the volume of the process gas at standard conditions.
  • the stucco plaster is first introduced through a stabilization zone arranged in the rotary tube cooler.
  • the stabilization zone is constructed in such a way that in it the water vapor released by phase exchange in the stucco is removed by the supply of the ambient air into a cooling zone arranged downstream of the stucco in the stabilization zone.
  • the ambient air is passed in countercurrent to the flow direction of the stucco over this for absorbing water vapor in order to ensure a good water absorption and a good heat transfer. It proves to be particularly advantageous if the ambient air is fed into the cooling zone at a flow rate of less than 0.1 m / s.
  • the ambient air supplied is heated by contact with the stucco to a temperature greater than 80 ° C.
  • the ambient air is deflected at a transition between the stabilization zone and the cooling zone in the flow direction of the stucco, ie by 180 ° C, and led out again from the stucco.
  • the reversal of the flow direction prevents the ambient air from extracting water vapor from the stabilization zone, which is required there to phase stabilize the stucco phases.
  • the stucco is additionally cooled indirectly by ambient air guided in cooling tubes.
  • the ambient air used for this indirect cooling is in this case heated to a temperature of up to 100 ° C.
  • a particular advantage of the method according to the invention is that the heated in the cooling tubes ambient air as cooler exhaust air can be supplied as preheated combustion air again at least one burner of the calcining, so that in this way fuel energy is saved.
  • a phase stabilization, dehumidification and cooling of the stucco takes place in two zones: First, calcium sulfate anhydrate soluble in a stabilizing zone is converted to calcium sulfate hemihydrate by absorption of water vapor and release of exothermic conversion energy; Calcium sulfate dihydrate is converted to calcium sulfate hemihydrate using the released exothermic energy, and defects of the primary calcium sulfate hemihydrate are cured.
  • the stucco which is phase-stabilized in this way, is dehumidified in the cooling zone in direct contact with ambient air and cooled in indirect contact with ambient air.
  • activated steam located between Stuckgipspumblen activated from the process gas of an upstream calcination system, the conversion of soluble calcium sulfate anhydrite to calcium sulfate hemihydrate.
  • water vapor of crystalline-bound water of the calcium sulfate dihydrate released upon conversion to calcium sulfate hemihydrate continues to convert from soluble calcium sulfate anhydrite to calcium sulfate hemihydrate.
  • the stabilization of the stucco takes place in a first zone of the device.
  • the cooling and dehumidification take place in a second zone.
  • the invention also relates to a device for carrying out the method.
  • the device is characterized in that it comprises a stucco chiller, which is designed as a rotary tube cooler and comprises a separate stabilization zone and a separate cooling zone.
  • a circumferential seal in particular at least one baffle, is provided between the stabilization zone and the cooling zone.
  • a plurality of vertical baffles are incorporated to avoid shorting the stucco flow from the stucco land chute to exiting the stabilization zone.
  • cooling tubes for indirect heat exchange between the stucco and the ambient air supplied as cooling air are provided in the cooling zone. It also proves to be advantageous if a dehumidifying tube is provided in the cooling zone, in particular in its central axis.
  • an entry chute with a seal is provided centrally in the front plate of the rotary tube cooler for introducing the stucco into the stabilization zone.
  • a simple removal of the finished stucco plaster is made possible if connect to the cooling zone stucco plaster housing and a rotary valve to remove the stucco.
  • the bearing of the rotary tube cooler is designed with races and roller bearings, one of which is designed as a fixed bearing and one, to compensate for thermal expansion as a floating floating bearing.
  • the drive of the rotary tube cooler is designed for example as a chain drive or as a sprocket gear.
  • the rotary tube cooler rotates at three to eight revolutions per minute.
  • a thermal insulation is not necessary for either the stabilization zone or the cooling zone.
  • Fig. 1 a stucco gypsum cooler according to the invention consisting of a
  • Fig. 2 shows the anhydrite III content in stucco in the starting state of a gypsum cooler with a stabilizing zone as a function of time
  • the stucco chiller shown in FIG. 1 is characterized in particular by the fact that it consists of a stabilization zone 2 and a cooling zone 3.
  • an indirectly cooled horizontal rotary tube cooler which is customary in practice is modified according to the invention in that a stabilization zone 2 has been integrated.
  • This stabilization zone 2 has inside a baffle 10, so that the injected calcined stucco A does not flow in the short circuit to the outlet of the stabilization zone 2. It is known that freshly calcined stucco A is in a fluidized state. In this fluidized state, the stucco floats on the stucco already in the stabilization zone 2. The baffle 10 prevents this short circuit and the injected calcined stucco A is mixed with the stucco present in the stabilization zone 2.
  • the fluidized state of the stucco with the associated good flow properties is also the reason why a Stuckgipseintragsschurre 1 at the entrance of the stabilization zone 2 is sufficient.
  • a feed screw is not required.
  • the injected calcined stucco A has, depending on the phase composition, a density of 2.55 to 2.65 kg / dm 3 .
  • the bulk density of the calcined stucco A is only 0.7 to 0.9 kg / dm 3 .
  • the stucco particles are surrounded by low-density process gas of 0.65 to 0.7 kg / m 3 .
  • the process gas comes from the previously installed calcining system.
  • the water vapor content in the process gas is between 0.25 and 0.4 kg / m 3 , reference being made to the volume of the process gas under standard conditions.
  • the heat of conversion of calcium sulfate dihydrate to calcium sulfate hemihydrate is 570 to 580 kJ / kg calcium sulfate hemihydrate.
  • the exothermic conversion energy of soluble calcium sulfate anhydrite to 1 kg of calcium sulfate hemihydrate involves the potential to convert calcium sulfate dihydrate (gypsum) to 0.35-0.4 kg of calcium sulfate hemihydrate.
  • 1 1 / parts of the crystal-bound water are released in calcium sulfate dihydrate. Only part of this crystal-bound water becomes the further transformation of soluble Calcium sulfate anhydrite used. This crystalline water is released until the proportion of calcium sulfate dihydrate in stucco has completely consumed.
  • An externally supplied mass of water, steam or steam-containing process gas is not necessary.
  • the residence time of the calcined stucco A in the stabilization zone 2 is 10 to 15 minutes.
  • the stucco cooler is driven by means of a chain drive 9 or a sprocket gear 9.
  • the races 8 sit on roller bearings, one of the bearings is designed as a fixed bearing.
  • the floating floating bearing compensates for changes in length caused by thermal expansion.
  • the speed of the stucco cooler is between three and eight revolutions per minute. In this case, the stucco in the stabilization zone 2 and the cooling zone 3 is gently moved. The friction between the stucco particles caused by this movement has a positive effect on the water requirement of the stucco plaster.
  • the surface of a stucco cast particulate is rough and fissured after calcination. This is especially true for stucco that was fired in a direct calcination system. Without treatment of the particle surfaces, a higher water requirement is needed to produce a suspension with the stucco. Due to the movement and friction of the stucco in the rotating stucco cooler with stabilization zone 2, the particle surface is smoothed. In the process, fine stucco particles dissolve, which have a positive effect on the particle distribution of the stucco plaster. These fine particles occupy the space between coarser stucco particles and thus reduce the water requirement for filling the gaps. Due to the high thermal load, especially in direct calcination, the Stuckgipspumble are under tension and have intercrystalline disturbances.
  • the phase change from calcium sulfate dihydrate to calcium sulfate hemihydrate using the exothermic heat of the conversion of soluble calcium sulfate anhydrite to calcium sulfate hemihydrate increases the water vapor content in the stabilization zone 2.
  • the water vapor content, which is not used for the conversion of soluble Caicium sulfate anhydrite is needed to calcium sulfate hemihydrate is to be removed.
  • This excess water vapor enter the cooling zone 3 would set by dew point undershooting condensation on the cooling tubes.
  • finely particulate solid tends to contact surfaces in contact with water. Fine stucco particles would be absorbed into the surface moisture and occupy the cooling tubes. As a result, the heat transfer would be hampered by the cooling tubes.
  • the best carrier for dehumidifying stucco is atmospheric ambient air.
  • the dehumidifying air D enters a stucco plaster housing 5 and from there into the cooling housing 3. In countercurrent to stucco, the dehumidifying D heats up to 80 ° C.
  • the flow velocity in the cooling zone 3 is less than 0.1 m / s. This heated air stream has the potential to absorb even the smallest amounts of water vapor from the stucco.
  • the flow direction of the dehumidifying air D is reversed by 180 °. This ensures that the dehumidifying air D no Water vapor from the stabilization zone 2 removes, since the water vapor is needed here for phase stabilization.
  • the dehumidifying air F loaded with steam passes to an external dust filter 12.
  • a fan 13 conveys the dedusting air F through the stucco and the dust filter 12.
  • plaster dust contained in the dehumidifying air F is returned to the stucco cooler.
  • the stucco gypsum atmospheric ambient air is used.
  • This cooling air C is sucked into a plurality of cooling pipes 11 located in the cooling zone 3.
  • the stucco gives off its heat to the cooling air C.
  • the cooling air C heats up to 100 ° C.
  • the heated cooling air C passes from the cooling tubes 11 into a cooling air collecting housing 4 and is sucked out there by means of a fan 15.
  • the heated radiator exhaust air E is dust-free and can therefore be supplied to the burners in the calcining plant as preheated combustion air.
  • the phase-stabilized, cooled and dehumidified stucco B is continuously emptied from the cooling zone 3 by means of lifting blades (not shown). Through the stucco plaster housing 5 and an external rotary valve 6, the stucco can now be removed from the outlet.
  • the continuous process according to the invention or the device according to the invention ensures that the production of phase-stable, cooled and dehumidified stucco takes place in an energy-saving and reliable manner and provides stucco of high quality.
  • the calcium sulfate anhydrite content in stucco in the starting state of the gypsum cooler is lowered to a weight percentage of less than 10% after only one and a half hours, so that in continuous operation of the stucco less than a quarter of an hour in the stabilization zone. 2 must remain in order to lower the anhydrite III content to this value.
  • the content of the calcium sulfate Hemihydrate bound crystal water (Fig. 3), which is also given in weight percent.

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Abstract

In a method for continuously conditioning plaster of Paris, the plaster of Paris is fed from an upstream calcining system to a plaster-of-Paris cooler in the form of particles. In the plaster-of-Paris cooler, firstly soluble calcium sulfate anhydrite is converted to calcium sulfate hemihydrate and calcium sulfate dihydrate is converted to calcium sulfate hemihydrate and crystal defects are remedied. Then the plaster of Paris is brought in contact with ambient air and dried by the ambient air and at the same time indirectly cooled.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Stabilisierung, Kühlung und Entfeuchtung von Stuckgips  Method and device for stabilizing, cooling and dehumidifying stucco
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Konditionierung von Stuckgips. This invention relates to a process for the continuous conditioning of stucco.
Gips ist die mineralogisch-technische Bezeichnung der chemischen Verbindung des Calciumsulfat-Dihydrates (CaS04 · 2 H20). Durch Zufuhr von thermischer Energie verliert Gips VA Moleküle seines chemisch gebundenen Kristallwassers je Formeleinheit, das Calciumsulfat-Dihydrat wird zu Calciumsulfat-Halbhydrat CaS04 · 1 H2O umgewandelt. Gypsum is the mineralogical technical name of the chemical compound of calcium sulfate dihydrate (CaS0 4 · 2 H 2 0). By supplying thermal energy gypsum VA loses molecules of its chemically bound water of crystallization per formula unit, the calcium sulfate dihydrate is converted to calcium sulfate hemihydrate CaS0 4 · 1 H 2 O.
Vom Calciumsulfathalbhydrat existieren zwei technische Formen, die in der Praxis häufig als Alpha- und Beta-Modifikation unterschieden werden, obwohl sie chemisch- mineralogisch identisch sind. Erfolgt die Zufuhr der thermischen Energie bei atmosphärischem Druck, so erhält man die Beta-Modifikation des Calciumsulfat- Halbhydrates. Die Beta-Modifikation ist Hauptbestandteil des Stuckgipses, dem als Bindemittel für die Gipsmörtel- und Gipsplattenherstellung große Bedeutung zukommt. There are two technical forms of calcium sulfate hemihydrate, which are often distinguished in practice as alpha and beta modifications, although they are chemically mineralogical identical. If the supply of thermal energy at atmospheric pressure, so you get the beta-modification of calcium sulfate hemihydrate. The beta modification is the main component of stucco, which is of great importance as a binder for gypsum mortar and gypsum plasterboard production.
Die Herstellung der Alpha-Modifikation des Calciumsulfat-Halbhydrates erfolgt aus übersättigten wässrigen Lösungen, und zwar in Lösungen von Elektrolyten aus Säuren und Salzen oder bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Dampfdruck in Autoklaven. Diese Umwandlungen werden in der Regel unter Verwendung von Additiven durchgeführt, die die Morphologie der entstehenden Kristalle in einer erwünschten Form beeinflussen. The preparation of the alpha modification of the calcium sulfate hemihydrate is carried out from supersaturated aqueous solutions, in solutions of electrolytes of acids and salts or at elevated temperature and elevated vapor pressure in autoclaves. These conversions are typically performed using additives that affect the morphology of the resulting crystals in a desired shape.
Die vorliegende Erfindung betrifft die Stabilisierung, Kühlung und Entfeuchtung von Stuckgips mit dem Ziel, überwiegend die Beta-Modifikation des Calciumsulfat- Halbydrats herzustellen. The present invention relates to the stabilization, cooling and dehumidification of stucco with the aim of producing predominantly the beta-modification of the calcium sulfate hemihydrate.
Der in der Technik gebräuchliche Begriff zur Entfernung von im Gips kristallin gebundenem Wasser durch Zuführung von thermischer Energie ist die Kalzinierung. The term commonly used in the art for removing crystalline water bound in gypsum by supplying thermal energy is calcination.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Es existieren unterschiedliche Verfahren zur Kalzinierung von Gips, die entsprechend der Zuführung der thermischen Energie fn " indirekte und direkte Kalzinierverfahren eingeteilt werden. Kocher und Drehrohrkalzinatoren gehören in die Kategorie der indirekten Kalzinierverfahren, bei denen sich der Gips nicht im Kontakt mit Verbrennungsgas befindet. Befindet sich der zu kalzinierende Gips im Kontakt mit Verbrennungsgas, so liegt ein direktes Kalzinierverfahren vor. Zu den direkten Verfahren gehören die Mahlkalzinierung, die Kalzinierung im Drehrohrofen, die Kalzinierung in einem Stromrohr und in verwandten Apparaten. Entsprechend der verfahrenstechnischen Bedingungen unterscheiden sich die Eigenschaften des Stuckgipses aus den verschiedenen Kalzinierverfahren. So weist ein im Kocher oder Drehrohrkalzinator kalzinierter Stuckgips eine höhere Phasenstabilität auf. Die Ursache dafür ist die geringere thermische Belastung je Zeiteinheit. Bei indirekten Verfahren kann die Zeit zur Kalzinierung des Gipses bis zu einigen Stunden dauern. Dagegen beträgt die Kontaktzeit mit dem Verbrennungsgas in einem Mahlkalzinierverfahren oder bei der Kalzinierung in einem Stromrohr maximal 20 bis 30 Sekunden. Die direkten Kalzinierverfahren werden industriell vermehrt angewandt, weil die Ausrüstungen kompakter und damit kostengünstiger sind und weil der thermische Wirkungsgrad höher ist. Auch ist die Abbindezeit des Stuckgipses kürzer, dies begünstigt die industrielle Fertigung von Gipsplatten. CONFIRMATION COPY There are different methods for calcining gypsum, are classified fn according to the supply of thermal energy "indirect and direct calcination. Cooker and Drehrohrkalzinatoren fall into the category of indirect calcination process, in which the plaster is not in contact with combustion gas Located. Direct calcination, calcination in a rotary kiln, calcining in a current tube and related apparatuses, etc. The directivity of the gypsum calcination, the calcination in the rotary kiln, the calcination in a current tube and related equipment For example, stucco calcined in the digester or rotary kiln calciner exhibits higher phase stability due to the lower thermal load per unit of time gypsum lasting up to several hours. In contrast, the contact time with the combustion gas in a Mahlkalzinierverfahren or during calcination in a stream tube a maximum of 20 to 30 seconds. The direct calcination processes are increasingly used industrially, because the equipment is more compact and thus cheaper and because the thermal efficiency is higher. Also, the setting time of stucco is shorter, which favors the industrial production of plasterboard.
Die gewünschte Phase zur Herstellung von Gipsmörtel und Gipsplatten ist das Calciumsulfat-Halbhydrat CaS04 · ΛΑ H2O, das technisch bei einer Prozesstemperatur von 150 °C bis 170 °C erzeugt wird. Liegt die Prozesstemperatur in einem Bereich von 180 °C bis ca. 300 °C, so bildet sich das lösliche Calciumsulfat- Anhydrit (Anhydrit III). Das lösliche Anhydrit ist frei von kristallin gebundenem Wasser. Allerdings wandelt sich lösliches Anhydrit in Anwesenheit vom Wasser oder selbst Wasserdampf in Calciumsulfat-Halbhydrat um. Hierbei handelt es sich um eine reversible exotherme Umwandlung, bei der thermische Energie von 210 kJ bis 225 kJ je kg Calciumsulfat-Halbhydrat abgegeben wird. The desired phase for the production of gypsum mortars and gypsum boards is the calcium sulfate hemihydrate CaS0 4 · Λ Α H 2 O, which is produced technically at a process temperature of 150 ° C to 170 ° C. If the process temperature is in a range from 180 ° C. to about 300 ° C., then the soluble calcium sulfate anhydrite (anhydrite III) is formed. The soluble anhydrite is free from crystalline water. However, soluble anhydrite converts to calcium sulfate hemihydrate in the presence of water or even water vapor. This is a reversible exothermic conversion that releases thermal energy from 210 kJ to 225 kJ per kg of calcium sulfate hemihydrate.
Übersteigt die Prozesstemperatur 300 °C, bildet sich schwer lösliches Calciumsulfat- Anhydrit. Im Stuckgips ist diese Phase unerwünscht. Schwer lösliches Anhydrit nimmt bei der normalen Verwendung von Stuckgips nicht am Abbindeprozess teil. Allerdings wurde für die Umwandlung zu schwer löslichem Anhydrit thermische Energie benötigt, die keinen Nutzen für den hergestellten Stuckgips aufweist. Grundsätzlich weist die Anwesenheit von schwer löslichem Anhydrit im Stuckgips auf ein unwirtschaftliches Kalzinierverfahren hin. If the process temperature exceeds 300 ° C, slightly soluble calcium sulfate anhydrite forms. In stucco, this phase is undesirable. Poorly soluble anhydrite does not participate in the setting process during normal use of stucco. However, thermal energy was needed for the conversion to poorly soluble anhydrite, which has no benefit for the stucco produced. Basically, the presence of poorly soluble anhydrite in stucco indicates an uneconomical calcination process.
Technisch kalzinierter Stuckgips ist selten phasenrein, sondern weist eine Zusammensetzung von bis zu vier Calciumsulfat-Phasen auf. Gewünscht ist die Phase des Calciumsulfat-Halbhydrates CaS04 · Vz H2O. Im Kern größerer Stuckgipspartikel können sich Rückstände an Calciumsulfat-Dihydrat (Gips) CaSO4 · 2 H20 befinden, die keine ausreichende thermische Energie empfangen haben. Dagegen können kleinere Stuckgipspartikel bereits die Phase des löslichen Caiciumsulfat-Anhydrit CaS04 aufweisen. Die Anwesenheit von Calciumsulfat- Dihydrat und löslichem Caiciumsulfat-Anhydrit im Stuckgips haben einen Einfluss auf die Abbindezeit des Stuckgipses und seinen Wasseranspruch. Ziel ist es, diese beiden Phasen zu eliminieren oder zumindest stabil auf einen geringst möglichen Anteil zu reduzieren. Technically calcined stucco is rarely phase pure, but has a composition of up to four calcium sulfate phases. If desired the phase of calcium sulfate hemihydrate CaS0 4 · Vz H 2 O. In the core larger stucco particles can be residues of calcium sulfate dihydrate (gypsum) CaSO 4 .2H 2 0, which did not receive sufficient thermal energy. In contrast, smaller stucco particles can already have the phase of the soluble calcium sulfate anhydrite CaS0. 4 The presence of calcium sulphate dihydrate and soluble calcium sulphate anhydrite in stucco have an influence on the setting time of the stucco and its water content. The goal is to eliminate these two phases or at least to reduce them to a stable minimum.
Nicht weniger wichtig als der Abbau von löslichem Calciumsulfat-Halbhydrat für den Wasseranspruch des Stuckgipses ist die Heilung von Defekten des primären Halbhydrats, das die Hauptmasse des kalzinierten Stuckgipses vor der Konditionierung ausmacht. Intrakristalline Defekte, Oberflächendefekte sowie interkristalline Spannungen zwischen den Halbhydratkristallen unter einander oder zwischen Halbhydratkristallen und den anderen drei Calciumsulfat-Phasen kommen vor. No less important than the degradation of soluble calcium sulfate hemihydrate for the stucco's water claim is the healing of defects of the primary hemihydrate which constitutes the bulk of the calcined stucco prior to conditioning. Intra-crystalline defects, surface defects and intercrystalline tensions between the hemihydrate crystals with each other or between hemihydrate crystals and the other three calcium sulfate phases occur.
In der Vergangenheit sind erhebliche Anstrengungen unternommen worden, lösliches Caiciumsulfat-Anhydrit zu Calciumsulfat-Halbhydrat umzuwandeln. In der EP 1 547 984 A1 wird eine Methode beschrieben, bei der Stuckgips in einem rotierenden Apparat befeuchtet wird, um das lösliche Caiciumsulfat-Anhydrit zu Calciumsulfat-Halbhydrat umzuwandeln. Dazu wird Wasser oder Wasserdampf zugeführt. Alle äußeren Apparateflächen, die sich im Kontakt mit dem Stuckgips befinden, werden auf über 100 °C beheizt. Eine Kühlung des Stuckgipses ist nicht vorgesehen. . Considerable efforts have been made in the past to convert soluble calcium sulfate anhydrite to calcium sulfate hemihydrate. EP 1 547 984 A1 describes a method in which stucco is moistened in a rotating apparatus in order to convert the soluble calcium sulfate anhydrite to calcium sulfate hemihydrate. For this purpose, water or steam is supplied. All external equipment surfaces that are in contact with the stucco are heated to over 100 ° C. A cooling of the stucco is not provided. ,
Auch in der WO 2008 074137 A1 wird die Zufuhr von Wasserdampf zur Konditionierung von Stuckgips beschrieben. Stuckgips, dersich in einem statischen Apparat befindet, wird mit Wasserdampf in Kontakt gebracht. Der Wasserdampfdruck innerhalb des Apparates ist höher als der atmosphärische Druck eingestellt. Eine Kühlung und Entfeuchtung des Stuckgipses ist nicht vorgesehen. Der Prozess der Phasenstabilisierung erfolgt diskontinuierlich. WO 2008 074137 A1 also describes the supply of steam for the conditioning of stucco. Stucco plaster, which is in a static apparatus, is brought into contact with water vapor. The water vapor pressure within the apparatus is set higher than the atmospheric pressure. Cooling and dehumidification of stucco is not provided. The process of phase stabilization is discontinuous.
Gemäß der WO 2009 135688 A1 wird durch Flash-Kalzinierung erhaltener Gips in einem Reaktionsbehälter unter Zuführung von heißem Feuchtgas nachkalziniert, wobei die Verweildauer in dem Reaktionsbehälter sehr viel größer ist als bei der vorhergehenden Flash-Kalzinierung. Auch bei diesem Verfahren sind eine Kühlung und Entfeuchtung des Stuckgipses nicht vorgesehen. According to WO 2009 135688 A1, gypsum obtained by flash calcination is post calcinated in a reaction vessel while supplying hot moist gas, the residence time in the reaction vessel being much greater than in the previous flash calcination. Also in this method, cooling and dehumidification of stucco are not provided.
Bei den vorgenannten Verfahren wird jeweils Wasser oder Wasserdampf zum Abbau des löslichen Calciumsulfat-Anhydrits in den jeweiligen Reaktionsraum zugeführt. So wird auch gemäß der WO 2009 135688 A1 verfahren. Hier allerdings befindet sich der Wasserdampf in überhitzter Form im Feuchtgas. Je nach den Prozessbedingungen des Kalzinierverfahrens, der Reinheit und Oberflächenfeuchte des Gipses und dem Wasserdampfgehalt im Verbrennungsgas beträgt der Wasserdampfgehalt im Feuchtgas wenigstens 30 % (Volumenprozent). In keinem der vorgenannten Verfahren sind Maßnahmen vorgesehen, um den Stuckgips nach der erfindungsgemäßen Behandlung zu entfeuchten. Selbst wenn thermische Energie zur Trocknung des Stuckgipses zugeführt wird, wie dies entsprechend der EP 1 547 984 A1 der Fall ist, so verbleiben dennoch Rückstände an überhitztem Wasserdampf im Stuckgips, wenn kein Trägermedium, wie zum Beispiel Luft, diese Wasserdampfrückstände aufnehmen kann. Trifft ein solcher Stuckgips in nachfolgenden Fördereinrichtungen auf Flächen deren Temperatur unterhalb des Wasserdampftaupunktes liegt, so erfolgt zwangsläufig Kondensation. Es besteht die Gefahr, dass Stuckgipspartikel an diesen Kontaktflächen im Kondensat eingebunden werden und Ablagerungen verursachen. In the abovementioned processes, water or steam is in each case supplied to the decomposition of the soluble calcium sulphate anhydrite into the respective reaction space. So is also according to WO 2009 135688 A1 method. Here, however, the water vapor is in superheated form in the moist gas. Depending on the process conditions of the calcination process, the purity and surface moisture of the gypsum and the water vapor content in the combustion gas, the water vapor content in the moist gas is at least 30% (volume percent). In none of the aforementioned methods are measures provided to dehumidify the stucco after the treatment according to the invention. Even if thermal energy is supplied to dry the stucco, as is the case according to EP 1 547 984 A1, residues of superheated steam remain in the stucco when no carrier medium, such as air, can absorb these water vapor residues. If such stucco meets in downstream conveyors on surfaces whose temperature is below the Wasserdampftaupunktes, so inevitably takes place condensation. There is a risk that Stuckgipspartikel be bound to these contact surfaces in the condensate and cause deposits.
Der nach einem der oben aufgeführten Verfahren gewonnene Stuckgips wird insbesondere zur Fertigung von Gipskartonplatten eingesetzt. Die Gipskartonplatte ist das am weitesten verbreitete Gipsbauelement. Zwischen zwei Kartonlagen befindet sich ein Gipskern, der komplett von den beiden Kartonlagen umschlossen ist. Während der Herstellung des Gipskerns verursachen schwankende Phasen im Stuckgips einen schwankenden Wasserbedarf und ein verändertes Abbindeverhalten. Eine Vielzahl an Additiven wird neben den Hauptbestandteilen Stuckgips und Wasser in einen Mischer gegeben, um ein gewünschtes Abbinden des Stuckgipses zu erreichen. Additive, wie Dispersionsmittel, Beschleuniger und Verzögerer, bewirken das gewünschte Abbindeverhalten. Je stabiler die Eigenschaften eines Stuckgipses sind, desto geringer ist der Bedarf an Wasser und Additiven. Hier ergibt sich das Potential für eine enorme Kostenreduzierung durch einen phasenstabilen Stuckgips. The stucco plaster obtained by one of the methods listed above is used in particular for the production of plasterboard. The plasterboard is the most widely used plasterboard. Between two cardboard layers is a gypsum core, which is completely enclosed by the two cardboard layers. During the production of the gypsum core, fluctuating phases in stucco cause a fluctuating demand for water and a changed setting behavior. A variety of additives is in addition to the main ingredients stucco and water added to a mixer to achieve a desired setting of the stucco. Additives such as dispersants, accelerators and retarders cause the desired setting behavior. The more stable the properties of a stucco, the lower the need for water and additives. Here, the potential for an enormous cost reduction through a phase-stable stucco.
Das Abbinden von Stuckgips erfolgt optimal, wenn die Temperatur einer Suspension aus Stuckgips und Wasser 35 °C ist und nicht über 40 °C liegt. Aus diesem Grund muss der Stuckgips auf cirka 80 °C gekühlt sein, um eine optimale Suspensionstemperatur zu erreichen. The setting of plaster stucco is optimal when the temperature of a suspension of stucco and water is 35 ° C and does not exceed 40 ° C. For this reason, the stucco must be cooled to about 80 ° C in order to achieve an optimum suspension temperature.
Die Gipsindustrie verwendet direkte und indirekte Kühlsysteme für Stuckgips. Direkte Kühlsysteme basieren auf dem direkten Kontakt mit Kühlluft in Stromrohren und Fließbettkühlern. Weiteste Verbreitung hat jedoch ein indirektes Kühlsystem, bei dem ein Drehrohrkühler verwendet wird. Es ist bekannt, dass in einem Drehrohrkühler neben der Kühlung des Stuckgipses auch eine gewisse Reduzierung des löslichen Calciumsulfat-Anhydrits erfolgt. Allerdings findet kaum eine Reduzierung von Calciumsulfat-Dihydrat statt, weil die bei der Umwandlung von löslichem Calciumsulfat-Anhydrit zu Calciumsulfat-Halbhydrat frei werdende exotherme Energie von der Kühlluft aufgenommen wird. Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von phasenstabilem, entfeuchtetem und gekühltem Stuckgips anzugeben, das auf energiesparende Weise kostengünstig und technisch zuverlässig seine Wirkung entfaltet. The gypsum industry uses direct and indirect stucco cooling systems. Direct cooling systems are based on direct contact with cooling air in power tubes and fluid bed coolers. Most widespread, however, has an indirect cooling system in which a rotary tube cooler is used. It is known that in a rotary tube cooler in addition to the cooling of the stucco and a certain reduction of the soluble calcium sulfate anhydrite takes place. However, hardly any reduction of calcium sulfate dihydrate takes place because the exothermic energy liberated in the conversion of soluble calcium sulfate anhydrite to calcium sulfate hemihydrate is absorbed by the cooling air. The inventive method has the object to provide a method and apparatus for the production of phase-stable, dehumidified and chilled stucco, which unfolds in an energy-saving manner cost effective and technically reliable its effect.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren zur kontinuierlichen Konditionierung von Stuckgips dadurch gelöst, dass der Stuckgips in Form von Partikeln aus einer vorgeschalteten Kalzinieranlage einem Stuckgipskühler zugeführt wird, wobei in diesem zunächst lösliches Calciumsulfat-Anhydrit zu Calciumsulfat- Halbhydrat und Calciumsulfat-Dihydrat zu Calciumsulfat-Halbhydrat umgewandelt und Kristalldefekte geheilt werden und anschließend der Stuckgips mit Umgebungsluft in Kontakt gebracht und durch diese entfeuchtet und hierbei gleichzeitig indirekt gekühlt wird. Durch die Erfindung wird ein kontinuierliches Verfahren zur Stabilisierung, Kühlung und Entfeuchtung von Stuckgips geschaffen, ohne dass Wasser oder Wasserdampf zum Zwecke der Stabilisierung zugeführt werden muss. Auch wird zur Entfeuchtung des Stuckgipses keine zusätzliche thermische Energie benötigt. Dadurch, dass der aus der Kalzinieranlage zugeführte Stuckgips zunächst in einer ersten Zone des Stuckgipskühlers verweilt, in der eine Reduzierung von Calciumsulfat-Dihydrat zu Calciumsulfat-Halbhydrat stattfindet, wobei die bei der Umwandlung von löslichem Calciumsulfat-Anhydrit zu Calciumsulfat-Halbhydrat frei werdende exotherme Energie aufgenommen wird, ist für diesen Vorgang eine Zuführung thermischer Energie von außen im Unterschied zu Anlagen zur Gewinnung von Stuckgips nach dem Stand der Technik nicht erforderlich. According to the invention this object is achieved in a method for the continuous conditioning of stucco by stucco in the form of particles from an upstream calcining a Stuckgipskühler is fed, in this first soluble calcium sulfate anhydrite to calcium sulfate hemihydrate and calcium sulfate dihydrate to calcium sulfate Hemihydrate converted and crystal defects are cured and then brought the stucco with ambient air in contact and dehumidified by this and at the same time indirectly cooled. The invention provides a continuous process for the stabilization, cooling and dehumidification of stucco without water or water vapor having to be supplied for the purpose of stabilization. Also, no additional thermal energy is needed to dehumidify the stucco. Characterized in that the stucco supplied from the calcining initially dwells in a first zone of Stuckgipskühlers in which takes place a reduction of calcium sulfate dihydrate to calcium sulfate hemihydrate, wherein the in the conversion of soluble calcium sulfate anhydrite to calcium sulfate hemihydrate released exothermic energy is added, for this process, a supply of thermal energy from the outside, in contrast to plants for the production of stucco according to the prior art is not required.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Stuckgips wird mit einer Dichte von 0,7 bis 0,9 kg/dm3 in den Stuckgipskühler eingebracht. Mit Vorteil wird vorgesehen, dass der Stuckgips zusammen mit aus dem Kalziniersystem mitgeführtem Prozessgas in den Reaktionsbehälter eingebracht wird. Hierbei hat das Prozessgas vorzugsweise eine Dichte von 0,65 bis 0,7 kg/m3. Vorzugsweise wird das Prozessgas mit einem Wasserdampfgehalt von 0,25 bis 0,40 kg/m3 eingebracht wird, bezogen auf das Volumen des Prozessgases bei Normbedingungen. Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the figures. It is preferably provided that the stucco is introduced into the stucco cooler at a density of 0.7 to 0.9 kg / dm 3 . Advantageously, it is provided that the stucco is introduced into the reaction vessel together with process gas entrained from the calcining system. Here, the process gas preferably has a density of 0.65 to 0.7 kg / m 3 . Preferably, the process gas is introduced with a water vapor content of 0.25 to 0.40 kg / m 3 , based on the volume of the process gas at standard conditions.
Hierbei wird der Stuckgips zunächst durch eine in dem Drehrohrkühler angeordnete Stabilisierungszone eingebracht. In this case, the stucco plaster is first introduced through a stabilization zone arranged in the rotary tube cooler.
Mit Vorteil wird vorgesehen, dass der Stuckgips zehn bis fünfzehn Minuten in der Stabilisierungszone verweilt. Die Stabilisierungszone ist so aufgebaut, dass in ihr durch Phasenaustauch in dem Stuckgips freiwerdender Wasserdampf durch die Zufuhr der Umgebungsluft in eine der Stabilisierungszone in Fließrichtung des Stuckgipses nachgeordnete Kühlzone abgeführt wird. It is advantageously provided that the stucco gypsum lingers in the stabilization zone for ten to fifteen minutes. The stabilization zone is constructed in such a way that in it the water vapor released by phase exchange in the stucco is removed by the supply of the ambient air into a cooling zone arranged downstream of the stucco in the stabilization zone.
Vorzugweise wird die Umgebungsluft im Gegenstrom zur Fließrichtung des Stuckgipses über diesen zur Aufnahme von Wasserdampf geführt, um eine gute Wasseraufnahme und einen guten Wärmeübergang zu gewährleisten. Es erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn die Umgebungsluft mit einer Strömungsgeschwindigkeit von weniger als 0,1 m/s in die Kühlzone geführt wird. Preferably, the ambient air is passed in countercurrent to the flow direction of the stucco over this for absorbing water vapor in order to ensure a good water absorption and a good heat transfer. It proves to be particularly advantageous if the ambient air is fed into the cooling zone at a flow rate of less than 0.1 m / s.
Vorzugsweise wird die zugeführte Umgebungsluft durch den Kontakt mit dem Stuckgips auf eine Temperatur auf mehr als 80° C erwärmt. Preferably, the ambient air supplied is heated by contact with the stucco to a temperature greater than 80 ° C.
Ebenfalls mit Vorteil wird die Umgebungsluft an einem Übergang zwischen der Stabilisierungszone und der Kühlzone in die Fließrichtung des Stuckgipses umgelenkt, d. h. um 180° C, und wieder aus dem Stuckgipskühler herausgeführt. Durch die Fließrichtungsumkehr wird verhindert, dass die Umgebungsluft der Stabilisierungszone Wasserdampf entzieht, der dort zur Phasenstabilisierung der Phasen des Stuckgipses erforderlich ist. In der Kühlzone wird der Stuckgips zusätzlich durch in Kühlrohren geführte Umgebungsluft indirekt gekühlt. Die für diese indirekte Kühlung eingesetzte Umgebungsluft wird hierbei auf eine Temperatur von bis zu 100° C erwärmt. Von besonderem Vorteil an dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass sich die in den Kühlrohren erwärmte Umgebungsluft als Kühlerabluft als vorgewärmte Verbrennungsluft wieder wenigstens einem Brenner der Kalzinieranlage zuführen lässt, so dass hierdurch Brennstoffenergie eingespart wird. Gemäß der Erfindung findet somit eine Phasenstabilisierung, Entfeuchtung und Kühlung des Stuckgipses in zwei Zonen statt: Zunächst wird in einer Stabilisierungszone lösliches Calciumsulfat-Anhydht unter Aufnahme von Wasserdampf und Abgabe von exothermer Umwandlungsenergie zu Calciumsulfat- Halbhydrat umgewandelt; Calciumsulfat-Dihydrat wird unter Nutzung der frei werdenden exothermen Energie zu Calciumsulfat-Halbhydrat umgewandelt, und Defekte des primären Calciumsulfat-Halbhydrats werden geheilt. Hierauf wird der auf diese Weise phasenstabilisierte Stuckgips in der Kühlzone in direktem Kontakt mit Umgebungsluft entfeuchtet und in indirektem Kontakt mit Umgebungsluft gekühlt. Gemäß der Erfindung aktiviert zwischen Stuckgipspartikeln befindlicher Wasserdampf aus dem Prozessgas eines vorgeschalteten Kalziniersystemes die Umwandlung von löslichem Calciumsulfat-Anhydrit zu Calciumsulfat-Halbhydrat. In der Folge setzt Wasserdampf aus kristallin gebundenem Wasser des Calciumsulfat- Dihydrats, das bei der Umwandlung zu Calciumsulfat-Halbhydrat frei gesetzt wird, die Umwandlung von löslichem Calciumsulfat-Anhydrit zu Calciumsulfat-Halbhydrat fort. Also advantageously, the ambient air is deflected at a transition between the stabilization zone and the cooling zone in the flow direction of the stucco, ie by 180 ° C, and led out again from the stucco. The reversal of the flow direction prevents the ambient air from extracting water vapor from the stabilization zone, which is required there to phase stabilize the stucco phases. In the cooling zone, the stucco is additionally cooled indirectly by ambient air guided in cooling tubes. The ambient air used for this indirect cooling is in this case heated to a temperature of up to 100 ° C. A particular advantage of the method according to the invention is that the heated in the cooling tubes ambient air as cooler exhaust air can be supplied as preheated combustion air again at least one burner of the calcining, so that in this way fuel energy is saved. Thus, according to the invention, a phase stabilization, dehumidification and cooling of the stucco takes place in two zones: First, calcium sulfate anhydrate soluble in a stabilizing zone is converted to calcium sulfate hemihydrate by absorption of water vapor and release of exothermic conversion energy; Calcium sulfate dihydrate is converted to calcium sulfate hemihydrate using the released exothermic energy, and defects of the primary calcium sulfate hemihydrate are cured. Then the stucco, which is phase-stabilized in this way, is dehumidified in the cooling zone in direct contact with ambient air and cooled in indirect contact with ambient air. According to the invention activated steam located between Stuckgipspartikeln activated from the process gas of an upstream calcination system, the conversion of soluble calcium sulfate anhydrite to calcium sulfate hemihydrate. As a result, water vapor of crystalline-bound water of the calcium sulfate dihydrate released upon conversion to calcium sulfate hemihydrate continues to convert from soluble calcium sulfate anhydrite to calcium sulfate hemihydrate.
Somit erfolgt die Stabilisierung des Stuckgipses in einer ersten Zone der Vorrichtung. Die Kühlung und Entfeuchtung erfolgen in einer zweiten Zone. Thus, the stabilization of the stucco takes place in a first zone of the device. The cooling and dehumidification take place in a second zone.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Stuckgipskühler umfasst, der als Drehrohrkühler ausgebildet ist und eine separate Stabilisierungszone und eine separate Kühlzone umfasst. Mit Vorteil ist zwischen der Stabilisierungszone und der Kühlzone eine umlaufende Abdichtung, insbesondere wenigstens ein Staublech, vorgesehen. Beispielsweise sind mehrere vertikale Staubleche eingebaut, die einen Kurzschluss des Stuckgipsflusses von der Stuckgipseintragsschurre zum Austritt aus der Stabilisierungszone vermeiden. The invention also relates to a device for carrying out the method. According to the invention, the device is characterized in that it comprises a stucco chiller, which is designed as a rotary tube cooler and comprises a separate stabilization zone and a separate cooling zone. Advantageously, a circumferential seal, in particular at least one baffle, is provided between the stabilization zone and the cooling zone. For example, a plurality of vertical baffles are incorporated to avoid shorting the stucco flow from the stucco land chute to exiting the stabilization zone.
Vorzugsweise sind in der Kühlzone Kühlrohre zum indirekten Wärmeaustausch zwischen dem Stuckgips und der als Kühlluft zugeführten Umgebungsluft vorgesehen. Ebenfalls als vorteilhaft erweist es sich, wenn in der Kühlzone, insbesondere in deren zentraler Achse, ein Entfeuchtungsrohr vorgesehen wird. Preferably, cooling tubes for indirect heat exchange between the stucco and the ambient air supplied as cooling air are provided in the cooling zone. It also proves to be advantageous if a dehumidifying tube is provided in the cooling zone, in particular in its central axis.
Mit Vorteil ist zentral in der Frontplatte des Drehrohrkühlers zum Einbringen des Stuckgipses in die Stabilisierungszone eine Eintragsschurre mit einer Abdichtung vorgesehen. Advantageously, an entry chute with a seal is provided centrally in the front plate of the rotary tube cooler for introducing the stucco into the stabilization zone.
Ein einfacher Abtransport des fertigen Stuckgipses wird ermöglicht, wenn sich an die Kühlzone ein Stuckgipsausfallgehäuse und eine Zellradschleuse zum Abtransport des Stuckgipses anschließen. A simple removal of the finished stucco plaster is made possible if connect to the cooling zone stucco plaster housing and a rotary valve to remove the stucco.
Hierbei kann vorgesehen werden, dass die Lagerung des Drehrohrkühlers mit Laufringen und Rollenlagern ausgeführt ist, wobei eines als Festlager und eines, zur Kompensation thermischer Ausdehnung als schwimmendes Loslager ausgebildet ist. Der Antrieb des Drehrohrkühlers ist beispielsweise als Kettenantrieb oder als Zahnkranzgetriebe ausgeführt. It can be provided that the bearing of the rotary tube cooler is designed with races and roller bearings, one of which is designed as a fixed bearing and one, to compensate for thermal expansion as a floating floating bearing. The drive of the rotary tube cooler is designed for example as a chain drive or as a sprocket gear.
Vorzugsweise dreht sich der Drehrohrkühler mit drei bis acht Umdrehungen pro Minute. Gemäß der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Drehrohrkühlers ist eine thermische Isolierung weder für die Stabilisierungszone noch für die Kühlzone notwendig ist. Preferably, the rotary tube cooler rotates at three to eight revolutions per minute. According to the embodiment of the rotary tube cooler according to the invention is a thermal insulation is not necessary for either the stabilization zone or the cooling zone.
Nachstehend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Es zeigen im Einzelnen: The invention will be described in more detail by means of an exemplary embodiment. They show in detail:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Stuckgipskühler bestehend aus einer Fig. 1 a stucco gypsum cooler according to the invention consisting of a
Stabilisierungszone und einer Kühlzone mit Peripherie-Aggregaten, Stabilization zone and a cooling zone with peripheral units,
Fig. 2 den Anhydrit Ill-Gehalt im Stuckgips im Anfahrzustand eines Gipskühlers mit einer Stabilisierungszone als Funktion der Zeit und Fig. 2 shows the anhydrite III content in stucco in the starting state of a gypsum cooler with a stabilizing zone as a function of time and
Fig. 3 den Kristallwassergehalt im Anfahrzustand eines Gipskühlers mit einer  3 shows the crystal water content in the starting state of a gypsum cooler with a
Stabilisierungszone als Funktion der Zeit.  Stabilization zone as a function of time.
Der in der Fig.1 gezeigte Stuckgipskühler zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass er aus einer Stabilisierungszone 2 und einer Kühlzone 3 besteht. The stucco chiller shown in FIG. 1 is characterized in particular by the fact that it consists of a stabilization zone 2 and a cooling zone 3.
Ein in der Praxis üblicher indirekt gekühlter horizontaler Drehrohrkühler ist erfindungsgemäß dadurch modifiziert, dass eine Stabilisierungszone 2 integriert wurde. Diese Stabilisierungszone 2 besitzt im Inneren ein Staublech 10, damit der eingespeiste kalzinierte Stuckgips A nicht im Kurzschluss zum Austritt der Stabilisierungszone 2 fließt. Es ist bekannt, dass sich frisch kalzinierter Stuckgips A in einem fluidisierten Zustand befindet. In diesem fluidisierten Zustand schwimmt der Stuckgips auf dem bereits in der Stabilisierungszone 2 befindlichen Stuckgips. Das Staublech 10 verhindert diesen Kurzschluss, und der eingespeiste kalzinierte Stuckgips A wird mit dem sich in der Stabilisierungszone 2 befindlichem Stuckgips gemischt. In practice, an indirectly cooled horizontal rotary tube cooler which is customary in practice is modified according to the invention in that a stabilization zone 2 has been integrated. This stabilization zone 2 has inside a baffle 10, so that the injected calcined stucco A does not flow in the short circuit to the outlet of the stabilization zone 2. It is known that freshly calcined stucco A is in a fluidized state. In this fluidized state, the stucco floats on the stucco already in the stabilization zone 2. The baffle 10 prevents this short circuit and the injected calcined stucco A is mixed with the stucco present in the stabilization zone 2.
Der fluidisierte Zustand des Stuckgipses mit den damit verbundenen guten Fließeigenschaften ist auch der Grund, warum eine Stuckgipseintragsschurre 1 am Eingang der Stabilisierungszone 2 ausreichend ist. Eine Einspeiseschnecke ist nicht erforderlich. Der eingespeiste kalzinierte Stuckgips A hat, je nach Phasenzusammensetzung, eine Dichte von 2,55 bis 2,65 kg/dm3. Das Schüttgewicht des kalzinierten Stuckgipses A beträgt jedoch nur 0,7 bis 0,9 kg/dm3. Die Stuckgipspartikel sind von Prozessgas mit geringer Dichte von 0,65 bis 0,7 kg/m3 umgeben. Das Prozessgas stammt aus dem davor installierten Kalziniersystem. Der Wasserdampfgehalt im Prozessgas beträgt zwischen 0,25 und 0,4 kg/m3, wobei auf das Volumen des Prozessgases bei Normbedingungen Bezug genommen wird. The fluidized state of the stucco with the associated good flow properties is also the reason why a Stuckgipseintragsschurre 1 at the entrance of the stabilization zone 2 is sufficient. A feed screw is not required. The injected calcined stucco A has, depending on the phase composition, a density of 2.55 to 2.65 kg / dm 3 . However, the bulk density of the calcined stucco A is only 0.7 to 0.9 kg / dm 3 . The stucco particles are surrounded by low-density process gas of 0.65 to 0.7 kg / m 3 . The process gas comes from the previously installed calcining system. The water vapor content in the process gas is between 0.25 and 0.4 kg / m 3 , reference being made to the volume of the process gas under standard conditions.
Diese geringe Masse an Wasserdampf ist ausreichend, um den Prozess der Phasen- Stabilisierung zu starten. Eine zusätzliche Zufuhr an Wasser oder Wasserdampf von außen ist nicht erforderlich. Das lösliche Caiciumsulfat-Anhydrit reagiert mit dem vorhandenen Wasserdampf und wird zu Calciumsulfat-Halbhydrat umgewandelt. Dabei wird exotherme Energie von 210 bis 225 kJ/kg Calciumsulfat-Halbhydrat freigesetzt. This low mass of water vapor is sufficient to start the process of phase stabilization. An additional supply of water or water vapor from the outside is not required. The soluble calcium sulfate anhydrite reacts with the water vapor present and is converted to calcium sulfate hemihydrate. In this case, exothermic energy of 210 to 225 kJ / kg calcium sulfate hemihydrate is released.
Es ist nicht erforderlich die Manteloberfläche der Stabilisierungszone 2 von außen zu beheizen, wie es in der Patentanmeldung EP 1 547 984 B1 vorgeschlagen wird. Selbst auf eine thermische Isolierung der Manteloberfläche kann verzichtet werden. Zwar kann es an den inneren Flächen des Mantels zur Taupunktunterschreitung kommen, da das die Stuckgipspartikel umhüllende Prozessgas eine Taupunkttemperatur von mehr als 70 °C aufweist. Diese Taupunktunterschreitung ist jedoch vorteilhaft, weil die Umwandlung von löslichem Caiciumsulfat-Anhydrit zu Calciumsulfat-Halbhydrat beschleunigt wird. Ansätze von Stuckgipspartikel im Kondensat an der inneren Manteloberfläche sind nicht zu befürchten, da der bewegte Stuckgips in der rotierenden Stabilisierungszone 2 Ansätze verhindert. It is not necessary to heat the mantle surface of the stabilization zone 2 from the outside, as proposed in the patent application EP 1 547 984 B1. Even on a thermal insulation of the jacket surface can be omitted. Although it may come to the dew point below the inner surfaces of the shell, since the Stuckgipspartikel enveloping process gas has a dew point temperature of more than 70 ° C. However, this dew point undershoot is advantageous because the conversion of soluble calcium sulfate anhydrite to calcium sulfate hemihydrate is accelerated. Attempts of Stuckgipspartikel in the condensate on the inner surface of the shell are not to be feared, since the moving stucco prevents in the rotating stabilization zone 2 approaches.
Die Umwandlungswärme von Calciumsulfat-Dihydrat zu Calciumsulfat-Halbhydrat beträgt 570 bis 580 kJ/kg Calciumsulfat-Halbhydrat. Die exotherme Umwandlungsenergie von löslichem Caiciumsulfat-Anhydrit zu 1 kg Calciumsulfat- Halbhydrat beinhaltet das Potential, Calciumsulfat-Dihydrat (Gips) zu 0,35 bis 0,4 kg Calciumsulfat-Halbhydrat umzuwandeln. Dabei werden 11/ Teile des kristallin gebundenen Wassers im Calciumsulfat-Dihydrat freigesetzt. Lediglich Teil dieses kristallin gebundenen Wassers wird zur weiteren Umwandlung von löslichem Calciumsulfat-Anhydrit verwendet. Dieses kristalline Wasser wird so lange freigesetzt, bis sich der Anteil an Calciumsulfat-Dihydrat im Stuckgips komplett verbraucht hat. Eine von außen zugeführte Masse an Wasser, Wasserdampf oder wasserdampfhaltigem Prozessgas ist nicht notwendig. The heat of conversion of calcium sulfate dihydrate to calcium sulfate hemihydrate is 570 to 580 kJ / kg calcium sulfate hemihydrate. The exothermic conversion energy of soluble calcium sulfate anhydrite to 1 kg of calcium sulfate hemihydrate involves the potential to convert calcium sulfate dihydrate (gypsum) to 0.35-0.4 kg of calcium sulfate hemihydrate. In this case, 1 1 / parts of the crystal-bound water are released in calcium sulfate dihydrate. Only part of this crystal-bound water becomes the further transformation of soluble Calcium sulfate anhydrite used. This crystalline water is released until the proportion of calcium sulfate dihydrate in stucco has completely consumed. An externally supplied mass of water, steam or steam-containing process gas is not necessary.
Die Verweilzeit des kalzinierten Stuckgipses A in der Stabilisierungszone 2 beträgt 10 bis 15 Minuten. Bereits nach etwa einer Betriebsstunde haben sich die Phasen des Stuckgipses weitestgehend stabilisiert (vgl. Fig. 1 und 2). Der Stuckgipskühler wird mittels eines Kettenantriebes 9 oder eines Zahnkranzgetriebes 9 angetrieben. Die Laufringe 8 sitzen auf Rollenlagern, wobei eines der Lager als Festlager ausgeführt ist. Das schwimmende Loslager kompensiert Längenänderungen, die durch thermische Ausdehnung verursacht werden. The residence time of the calcined stucco A in the stabilization zone 2 is 10 to 15 minutes. Already after about one hour of operation, the phases of the stucco have largely stabilized (see Fig. 1 and 2). The stucco cooler is driven by means of a chain drive 9 or a sprocket gear 9. The races 8 sit on roller bearings, one of the bearings is designed as a fixed bearing. The floating floating bearing compensates for changes in length caused by thermal expansion.
Die Drehzahl des Stuckgipskühlers beträgt zwischen drei und acht Umdrehungen in der Minute. Dabei wird der in der Stabilisierungszone 2 und der Kühlzone 3 befindliche Stuckgips sanft bewegt. Die durch diese Bewegung verursachte Reibung zwischen den Stuckgipspartikeln wirkt sich positiv auf den Wasserbedarf des Stuckgipses aus. The speed of the stucco cooler is between three and eight revolutions per minute. In this case, the stucco in the stabilization zone 2 and the cooling zone 3 is gently moved. The friction between the stucco particles caused by this movement has a positive effect on the water requirement of the stucco plaster.
Die Oberfläche eines Stuckgipspartikels ist nach dem Kalzinieren rau und zerklüftet. Dies gilt insbesondere für Stuckgips, der in einem direkten Kalziniersystem gebrannt wurde. Ohne eine Behandlung der Partikeloberflächen wird ein höherer Wasserbedarf benötigt, um eine Suspension mit dem Stuckgips herzustellen. Durch die Bewegung und Reibung des Stuckgipses im sich drehenden Stuckgipskühler mit Stabilisierungszone 2 wird die Partikeloberfläche geglättet. Dabei lösen sich feine Stuckgipspartikel, die sich positiv auf die Partikelverteilung des Stuckgipses auswirken. Diese feinen Partikel nehmen den Raum zwischen gröberen Stuckgipspartikeln ein und reduzieren somit den Wasserbedarf zum Füllen der Zwischenräume. Durch die hohe thermische Belastung, insbesondere bei den direkten Kalzinierverfahren, stehen die Stuckgipspartikel unter Spannung und weisen interkristalline Störungen auf. Kommen diese Stuckgipspartikel in Kontakt mit Wasser, erfolgt ein verstärkter Kornzerfall, der zu einem erhöhten Wasserbedarf führt. Diese Störungen und Defekte betreffen sowohl das lösliche Caiciumsulfat- Anhydrit als auch das primäre Calciumsulfat-Halbhydrat. Neben der Umwandlung von löslichem Caiciumsulfat-Anhydrit in Calciumsulfat-Halbhydrat in der Stabilisierungszone 2 werden vor allem auch die Intrakristalline Spannungen und Oberflächendefekte des bei der Kalzinierung gebildeten primären Halbhydrats geheilt. Beide Umwandlungsvorgänge und die Heilung interkristalliner Spannungen zusammen minimieren den Kornzerfall. The surface of a stucco cast particulate is rough and fissured after calcination. This is especially true for stucco that was fired in a direct calcination system. Without treatment of the particle surfaces, a higher water requirement is needed to produce a suspension with the stucco. Due to the movement and friction of the stucco in the rotating stucco cooler with stabilization zone 2, the particle surface is smoothed. In the process, fine stucco particles dissolve, which have a positive effect on the particle distribution of the stucco plaster. These fine particles occupy the space between coarser stucco particles and thus reduce the water requirement for filling the gaps. Due to the high thermal load, especially in direct calcination, the Stuckgipspartikel are under tension and have intercrystalline disturbances. If these stucco particles come into contact with water, there is an increased breakdown of the grains, which leads to an increased need for water. These disorders and defects affect both the soluble calcium sulfate anhydrite and the primary calcium sulfate hemihydrate. In addition to the conversion of soluble calcium sulfate anhydrite into calcium sulfate hemihydrate in the stabilization zone 2, the intracrystalline tensions and surface defects of the primary hemihydrate formed during the calcination are healed above all. Both transformations and the healing of intercrystalline stresses together minimize the grain disintegration.
Wie bereits vorher erwähnt, erhöht sich durch den Phasenaustausch vom Calciumsulfat-Dihydrat zu Calciumsulfat-Halbhydrat unter Nutzung der exothermen Wärme der Umwandlung von löslichem Caiciumsulfat-Anhydrit zu Calciumsulfat- Halbhydrat der Wasserdampfgehalt in der Stabilisierungszone 2. Der Wasserdampfanteil, der nicht zur Umwandlung von löslichem Caiciumsulfat-Anhydrit zu Calciumsulfat-Halbhydrat benötigt wird, ist zu entfernen. Würde dieser überschüssige Wasserdampf in die Kühlzone 3 gelangen, würde sich durch Taupunktunterschreitung Kondensation auf den Kühlrohren einstellen. Es ist allgemein bekannt, dass fein partikulärer Feststoff im Kontakt mit Wasser zu Ansätzen an Kontaktflächen neigt. Feine Stuckgipspartikel würden in die Oberflächenfeuchte aufgenommen werden und die Kühlrohre belegen. Als Folge davon wäre der Wärmedurchgang durch die Kühlrohre behindert. As already mentioned above, the phase change from calcium sulfate dihydrate to calcium sulfate hemihydrate using the exothermic heat of the conversion of soluble calcium sulfate anhydrite to calcium sulfate hemihydrate increases the water vapor content in the stabilization zone 2. The water vapor content, which is not used for the conversion of soluble Caicium sulfate anhydrite is needed to calcium sulfate hemihydrate is to be removed. Would this excess water vapor enter the cooling zone 3, would set by dew point undershooting condensation on the cooling tubes. It is well known that finely particulate solid tends to contact surfaces in contact with water. Fine stucco particles would be absorbed into the surface moisture and occupy the cooling tubes. As a result, the heat transfer would be hampered by the cooling tubes.
Der beste Träger zur Entfeuchtung von Stuckgips ist atmosphärische Umgebungsluft. Die Entfeuchtungsluft D gelangt in ein Stuckgipsausfallgehäuse 5 und von dort in das Kühlgehäuse 3. Im Gegenstrom zum Stuckgips erwärmt sich die Entfeuchtungsluft D auf bis zu 80 °C. Die Strömungsgeschwindigkeit in der Kühlzone 3 ist kleiner als 0,1 m/s. Dieser erwärmte Luftstrom hat das Potential, selbst noch geringste Mengen an Wasserdampf aus dem Stuckgips aufzunehmen. Am Austritt der Stabilisierungszone 2 kehrt sich die Strömungsrichtung der Entfeuchtungsluft D um 180° um. Damit ist sichergestellt, dass die Entfeuchtungsluft D keinen Wasserdampf aus der Stabilisierungszone 2 entnimmt, da der Wasserdampf hier zur Phasenstabilisierung benötigt wird. Durch ein zentrales Entfeuchtungsrohr 7 gelangt die mit Wasserdampf beladene Entfeuchtungsluft F zu einem externen Staubfilter 12. Ein Ventilator 13 fördert die Entstaubungsluft F durch den Stuckgipskühler und den Staubfilter 12. Über eine Zellenradschleuse 14 wird in der Entfeuchtungsluft F enthaltener Gipsstaub in den Stuckgipskühler zurückgeführt. The best carrier for dehumidifying stucco is atmospheric ambient air. The dehumidifying air D enters a stucco plaster housing 5 and from there into the cooling housing 3. In countercurrent to stucco, the dehumidifying D heats up to 80 ° C. The flow velocity in the cooling zone 3 is less than 0.1 m / s. This heated air stream has the potential to absorb even the smallest amounts of water vapor from the stucco. At the outlet of the stabilization zone 2, the flow direction of the dehumidifying air D is reversed by 180 °. This ensures that the dehumidifying air D no Water vapor from the stabilization zone 2 removes, since the water vapor is needed here for phase stabilization. Through a central dehumidifying tube 7, the dehumidifying air F loaded with steam passes to an external dust filter 12. A fan 13 conveys the dedusting air F through the stucco and the dust filter 12. Via a rotary valve 14 plaster dust contained in the dehumidifying air F is returned to the stucco cooler.
Auch zur Kühlung des Stuckgipses wird atmosphärische Umgebungsluft verwendet. Diese Kühlluft C wird in eine Vielzahl von Kühlrohren 11 gesaugt, die sich in der Kühlzone 3 befinden. Im indirekten Wärmeaustausch und im Gegenstrom gibt der Stuckgips seine Wärme an die Kühlluft C ab. Dabei erwärmt sich die Kühlluft C auf bis zu 100 °C. Die erwärmte Kühlluft C gelangt aus den Kühlrohren 11 in ein Kühlluftsammelgehäuse 4 und wird dort mittels eines Ventilators 15 abgesaugt. Die erwärmte Kühlerabluft E ist staubfrei und kann daher als vorgewärmte Verbrennungsluft den Brennern in der Kalzinieranlage zugeführt werden. Also for cooling the stucco gypsum atmospheric ambient air is used. This cooling air C is sucked into a plurality of cooling pipes 11 located in the cooling zone 3. In indirect heat exchange and in countercurrent, the stucco gives off its heat to the cooling air C. The cooling air C heats up to 100 ° C. The heated cooling air C passes from the cooling tubes 11 into a cooling air collecting housing 4 and is sucked out there by means of a fan 15. The heated radiator exhaust air E is dust-free and can therefore be supplied to the burners in the calcining plant as preheated combustion air.
Der phasenstabilisierte, gekühlte und entfeuchtete Stuckgips B wird aus der Kühlzone 3 mittels Hebeschaufeln (nicht dargestellt) kontinuierlich entleert. Durch das Stuckgipsausfallgehäuse 5 und eine externe Zellradschleuse 6 kann der Stuckgips nun dem Auslass entnommen werden. The phase-stabilized, cooled and dehumidified stucco B is continuously emptied from the cooling zone 3 by means of lifting blades (not shown). Through the stucco plaster housing 5 and an external rotary valve 6, the stucco can now be removed from the outlet.
Durch das erfindungsgemäße kontinuierliche Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gewährleistet, dass die Herstellung von phasenstabilem, gekühltem und entfeuchtetem Stuckgips energiesparend und betriebssicher erfolgt und einen Stuckgips von hoher Qualität liefert. The continuous process according to the invention or the device according to the invention ensures that the production of phase-stable, cooled and dehumidified stucco takes place in an energy-saving and reliable manner and provides stucco of high quality.
In der Stabilisierungszone 2 wird der Calciumsulfat-Anhydrit-Gehalt im Stuckgips im Anfahrzustand des Gipskühlers bereits nach anderthalb Stunden auf einen Gewichtsprozentanteil von weniger als 10 % (Fig. 2) abgesenkt, so dass im Dauerbetrieb der Stuckgips weniger als eine Viertelstunde in der Stabilisierungszone 2 verbleiben muss, um den Anhydrit Ill-Anteil auf diesen Wert abzusenken. In entsprechender Weise steigt parallel der Gehalt des an dem Calciumsulfat- Halbhydrat gebundenen Kristallwassers (Fig. 3), der ebenfalls in Gewichtsprozent angegeben ist. In the stabilization zone 2, the calcium sulfate anhydrite content in stucco in the starting state of the gypsum cooler is lowered to a weight percentage of less than 10% after only one and a half hours, so that in continuous operation of the stucco less than a quarter of an hour in the stabilization zone. 2 must remain in order to lower the anhydrite III content to this value. In a corresponding manner, the content of the calcium sulfate Hemihydrate bound crystal water (Fig. 3), which is also given in weight percent.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Stuckgipseintragsschurre 1 piece plaster entry chute
2 Stabilisierungszone  2 stabilization zone
3 Kühlzone 3 cooling zone
4 Kühlluftsammelgehäuse  4 cooling air collecting housing
5 Stuckgipsausfallgehäuse  5 stucco plaster casings
6 Zellenradschleuse  6 rotary valve
7 Entfeuchtungsrohr  7 dehumidifying tube
8 Laufringe 8 race rings
9 Kettenantrieb oder Zahnkranzgetriebe  9 chain drive or girth gear
10 Staublech  10 baffle
1 Kühlrohre  1 cooling tubes
12 Staubfilter  12 dust filters
13 Ventilator 13 fans
14 Zellradschleuse  14 rotary valve
15 Ventilator  15 fans
A Kalzinierter Stuckgips am Eingang des Drehrohrkühlers  A Calcined stucco at the entrance to the rotary kiln cooler
B Stuckgips am Ausgang des Drehrohrkühlers (phasenstabil, gekühlt, entfeuchtet)  B stucco at the outlet of the rotary tube cooler (phase-stable, cooled, dehumidified)
C Kühlluft  C cooling air
D Entfeuchtungsluft  D dehumidifying air
E Kühlerabluft  E radiator exhaust air
F Entfeuchtungsabluft  F dehumidification exhaust

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur kontinuierlichen Konditionierung von Stuckgips (A), der in 1. A method for the continuous conditioning of stucco (A), which in
Form von Partikeln aus einer vorgeschalteten Kalzinieranlage einem Stuckgipskühler zugeführt wird, wobei in diesem zunächst lösliches Calciumsulfat-Anhydrit zu Calciumsulfat-Halbhydrat und Calciumsulfat- Dihydrat zu Calciumsulfat-Halbhydrat umgewandelt werden und Kristalldefekte geheilt werden und anschließend der Stuckgips (A) mit Umgebungsluft in Kontakt gebracht und durch diese entfeuchtet und hierbei gleichzeitig indirekt gekühlt wird.  Form of particles from an upstream calcining a Stuckgipskühler is supplied, being converted in this first soluble calcium sulfate anhydrite to calcium sulfate hemihydrate and calcium sulfate dihydrate to calcium sulfate hemihydrate and crystal defects are cured and then the stucco (A) brought into contact with ambient air and dehumidified by this and at the same time indirectly cooled.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , 2. The method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Stuckgips (A) mit einer Dichte von 0,7 bis 0,9 kg/dm3 eingebracht wird. that the stucco (A) is introduced with a density of 0.7 to 0.9 kg / dm 3 .
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 3. The method according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Stuckgips (A) zusammen mit aus dem Kalziniersystem mitgeführtem Prozessgas in den Stuckgipskühler eingebracht wird.  that the stucco (A) is introduced into the stucco cooler together with process gas entrained from the calcining system.
4. Verfahren nach Anspruch 3, 4. The method according to claim 3,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das Prozessgas mit einer Dichte von 0,65 bis 0,7 kg/m3 eingebracht wird. that the process gas is introduced with a density of 0.65 to 0.7 kg / m 3 .
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, 5. The method according to claim 3 or 4,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das Prozessgas mit einem Wasserdampfgehalt von 0,25 bis 0,40 kg/m3 eingebracht wird, bezogen auf das Volumen des Prozessgases bei Normbedingungen. that the process gas is introduced with a water vapor content of 0.25 to 0.40 kg / m 3 , based on the volume of the process gas at standard conditions.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized,
dass der Stuckgips in einem als Drehrohrkühler ausgebildeten Stuckgipskühler indirekt gekühlt wird.  the stucco plaster is indirectly cooled in a stucco cooler designed as a rotary tube cooler.
Verfahren nach Anspruch 6, Method according to claim 6,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Stuckgips zunächst durch eine in dem Drehrohrkühler angeordnete Stabilisierungszone (2) geführt wird.  that the stucco is first passed through a stabilizing zone (2) arranged in the rotary tube cooler.
Verfahren nach Anspruch 7, Method according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Stuckgips zehn bis fünfzehn Minuten in der Stabilisierungszone (2) verweilt.  that the stucco lingers for ten to fifteen minutes in the stabilization zone (2).
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, Method according to claim 7 or 8,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass in der Stabilisierungszone (2) durch Phasenaustauch in dem Stuckgips (A) freiwerdender Wasserdampf durch die Zufuhr der Umgebungsluft in eine der Stabilisierungszone in Fließrichtung des Stuckgipses nachgeordnete Kühlzone (3) abgeführt wird.  that in the stabilization zone (2) phase vapor in the stucco (A) liberated water vapor by the supply of ambient air in one of the stabilization zone in the flow direction of the stucco plaster downstream cooling zone (3) is discharged.
Verfahren nach Anspruch 9, Method according to claim 9,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Umgebungsluft im Gegenstrom zur Fließrichtung des Stuckgipses über diesen zur Aufnahme von Wasserdampf geführt wird.  that the ambient air in countercurrent to the flow direction of the stucco over this is guided to absorb water vapor.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, Method according to claim 9 or 10,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Umgebungsluft mit einer Strömungsgeschwindigkeit von weniger als 0,1 m/s in die Kühlzone geführt wird.  that the ambient air at a flow rate of less than 0.1 m / s is fed into the cooling zone.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , 12. The method according to any one of claims 9 to 11,
dadurch gekennzeichnet, dass sich die Umgebungsluft durch den Kontakt mit dem Stuckgips auf eine Temperatur von mehr als 80° C erwärmt. characterized, that the ambient air heats up to a temperature of more than 80 ° C due to contact with the stucco.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, Method according to one of claims 9 to 12,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Umgebungsluft an einem Übergang zwischen der Stabilisierungszone und der Kühlzone in die Fließrichtung des Stuckgipses umgelenkt und aus dem Stuckgipskühler herausgeführt wird.  that the ambient air is deflected at a transition between the stabilization zone and the cooling zone in the flow direction of the stucco and led out of the stucco cooler.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, Method according to one of claims 1 to 13,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Stuckgips durch in Kühlrohren (11) geführte Umgebungsluft in der Kühlzone (3) gekühlt wird.  the plaster of stucco is cooled by ambient air in the cooling zone (3) guided in cooling tubes (11).
Verfahren nach Anspruch 14, Method according to claim 14,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Umgebungsluft auf eine Temperatur von bis zu 100° C erwärmt wird.  that the ambient air is heated to a temperature of up to 100 ° C.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, Method according to claim 14 or 15,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die in den Kühlrohren (11) erwärmte Umgebungsluft als Kühlerabluft als vorgewärmte Verbrennungsluft wenigstens einem Brenner der Kalzinieranlage zugeführt wird.  in that the ambient air heated in the cooling tubes (11) is fed as cooler exhaust air as preheated combustion air to at least one burner of the calcining plant.
Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16, Device for carrying out a method according to one of Claims 1 to 16,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass sie einen Stuckgipskühler umfasst, der als Drehrohrkühler ausgebildet ist und eine separate Stabilisierungszone (2) und eine separate Kühlzone (3) umfasst.  that it comprises a stucco cooler, which is designed as a rotary tube cooler and comprises a separate stabilization zone (2) and a separate cooling zone (3).
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, 18. Device according to claim 17, characterized,
dass zwischen der Stabilisierungszone (2) und der Kühlzone (3) eine umlaufende Abdichtung, insbesondere wenigstens ein Staublech (10), vorgesehen ist. in that between the stabilization zone (2) and the cooling zone (3) a peripheral seal, in particular at least one baffle (10), is provided.
Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, Device according to claim 17 or 18,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass in der Kühlzone (3) Kühlrohre (11) zum indirekten Wärmeaustausch zwischen dem Stuckgips und der als Kühlluft zugeführten Umgebungsluft (C) vorgesehen sind. in that cooling tubes (11) are provided in the cooling zone (3) for the indirect heat exchange between the stucco and the ambient air (C) supplied as cooling air.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, Device according to one of claims 17 to 19,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass in der Kühlzone (3), insbesondere in deren zentraler Achse, ein Entfeuchtungsrohr (7) vorgesehen ist. in that a dehumidifying tube (7) is provided in the cooling zone (3), in particular in its central axis.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, Device according to one of claims 17 to 20,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass zentral in der Frontplatte des Drehrohrkühlers zum Einbringen des Stuckgipses in die Stabilisierungszone (2) eine Eintragsschurre (1) mit einer Abdichtung vorgesehen ist. in that an entry chute (1) with a seal is provided centrally in the front plate of the rotary tube cooler for introducing the stucco into the stabilization zone (2).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21 , Device according to one of claims 17 to 21,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass sich an die Kühlzone (3) ein Stuckgipsausfallgehäuse (5) und eine Zellradschleuse (6) zum Abtransport des Stuckgipses (B) anschließen. that adjoin the cooling zone (3) a stucco plaster housing (5) and a rotary valve (6) for removing the stucco (B).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, Device according to one of claims 17 to 22,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass sich der Drehrohrkühler mit drei bis acht Umdrehungen pro Minute dreht. that the rotary kiln cooler rotates at three to eight revolutions per minute.
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