NL1006905C2

NL1006905C2 - Method for transporting a hardening water-solid mixture.

Info

Publication number: NL1006905C2
Application number: NL1006905A
Authority: NL
Inventors: Horst Meyrahn; Peter Haeuser; Hans-Peter Paeffgen; Manfred Saigge
Original assignee: Rheinische Braunkohlenw Ag
Priority date: 1996-09-16
Filing date: 1997-09-01
Publication date: 2000-05-31
Also published as: BE1012436A3; DE19637630C2; DE19637630A1; NL1006905A1

Description

WERKWIJZE VOOR HET TRANSPORTEREN VAN EEN VERHARDEND WATER-VASTE STOFMENGSEL.METHOD FOR TRANSPORTING A HARDENING WATER-SOLID MIXTURE.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het in een pijpleiding transporteren van een verhardend 5 water-vaste stofmengsel, dat bruinkoolas met hydraulische en/of puzzolane eigenschappen bevat, naar een plaats waar de verharding plaatsvindt. Op grond van deze eigenschappen worden deze assen, die in grote hoeveelheden kunnen vrijkomen, voor het opvullen van 10 ruimten, bijvoorbeeld voor het tenminste voor een deel opvullen van leeggedolven dagbouwmijnen, gebruikt (vergelijk bijv. DE-PS 29 25 882). Daarbij geschiedt het transport van de bruinkoolas naar de plaats waar deze wordt gestort, voor het opvullen wordt gebruikt of 15 wordt gedeponeerd en uiteindelijk verhardt, meestal met transportbandinstallaties.The invention relates to a method for transporting in a pipeline a hardening water-solid mixture containing brown coal ash with hydraulic and / or pozzolanic properties to a place where the hardening takes place. Due to these properties, these shafts, which can be released in large quantities, are used for filling up 10 spaces, for example for at least partially filling empty mined opencast mines (compare eg DE-PS 29 25 882). The brown coal ash is transported to the place where it is dumped, used for backfilling or deposited and eventually hardened, usually with conveyor belt installations.

Dit laatste kan afhankelijk van de op dat moment heersende omstandigheden, ook met het oog op de transportkosten, ondoelmatig zijn. Dit geldt in het bijzonder, 20 wanneer de as over grotere afstanden, in het voorkomende geval meerdere kilometers, naar het punt waar zij wordt gedeponeerd, moet worden getransporteerd. Om deze reden is ook al voorgesteld om zulke water-vaste stof-mengsels door pijpleidingen naar de plaats van opvullen 25 te transporteren. Het is echter gebleken, dat deze mengsels zelfs bij een water- vaste stofverhouding van 1:1, dus bij een sterk overstoïchiometrisch wateraan-deel, binnen korte tijd verharden. Dit snelle verharden, dat op de plaats van het opvullen gunstig kan 30 zijn, heeft tot gevolg dat de pijpleidingen zeer snel verstoppen. In de praktijk gaat men in het algemeen zo te werk, dat een belangrijk groter wateraandeel in het mengsel, tot aan een water-vaste stofverhouding van meer dan 3:1 toe, wordt toegepast. Op deze wijze kan 35 wel worden voorkomen, dat zelfs bij zeer lange pijplei- 1006905 2 dingen deze door verhardende mengselhoeveelheden verstoppen .The latter may be ineffective depending on the prevailing circumstances at that time, also in view of transport costs. This applies in particular when the axle has to be transported over longer distances, if necessary several kilometers, to the point where it is deposited. For this reason it has also already been proposed to transport such water-solid mixtures by pipelines to the place of filling. However, it has been found that these mixtures harden within a short time even at a water-to-solid ratio of 1: 1, that is to say with a strongly overstoichiometric water content. This rapid hardening, which can be beneficial at the place of filling, results in the pipelines clogging very quickly. In practice, the procedure is generally such that a significantly greater water content in the mixture, up to a water-solids ratio of more than 3: 1, is used. In this way it can be prevented that even with very long pipelines 1006905 2 clog these by hardening mixture quantities.

Afhankelijk van de op een gegeven ogenblik gegeven randvoorwaarden kan door een hoger wateraandeel ook de 5 pompbaarheid van het mengsel worden verbeterd. Maar in ieder geval moeten nadelen met betrekking tot een duidelijk geringere eindsterkte van het gevulde mengsel na de verharding op de koop toe worden genomen.Depending on the preconditions given at a given moment, the pumpability of the mixture can also be improved by a higher water content. In any case, however, disadvantages with regard to a significantly lower final strength of the filled mixture have to be taken into account after the hardening.

Bij water-vaste stofverhoudingen die groter dan 3 zijn, 10 treedt vaak helemaal geen verharding van het mengsel meer op.At water-solids ratios greater than 3, the mixture often no longer hardens at all.

Vergelijkbare problemen ontstaan ook bij de toepassing van bruinkoolas bevattende water-vaste stofmengsels voor het opvullen van rondom gesloten holle ruimten, 15 zoals die bijvoorbeeld in de vorm van buiten bedrijf gestelde pijpleidingen in mijnbouw voorkomen. Het volume van zulke holle ruimten van pijpleidingen kan enige duizenden m3 zijn. Bij het opvullen gaat men in het algemeen zo te werk, dat pijpleidingsegmenten, 20 waarvan de lengte meerdere honderden meters is, vanuit een einde worden opgevuld. Zelfs wanneer het waterge-halte slechts zo hoog wordt gekozen dat het verharden alleen wordt vertraagd, maar over een langere periode niet wordt voorkomen, treedt vaak een tenminste gedeel-25 telijke ontmenging van de componenten van het mengsel op, met het gevolg dat, om een volledige opvulling van de pijpleiding met een verhardend mengsel te bereiken, het vrije, dus als gevolg van de ontmenging min of meer vrij van vaste stof zijnde, water uit de pijpleiding 30 moet worden verwijderd. Dit brengt aanzienlijke kosten met zich, omdat het in het algemeen vanwege de in het water opgeloste bestanddelen, bijvoorbeeld de as, niet mogelijk is om grotere hoeveelheden van dit water eenvoudig in de grond te laten wegsijpelen.Similar problems also arise with the use of lignite-containing water-solid mixtures for filling around closed cavities, such as those which occur in the form of decommissioned pipelines in mining, for example. The volume of such hollow spaces of pipelines can be several thousand m3. Filling is generally done in such a way that pipeline segments, the length of which is several hundred meters, are filled from one end. Even when the water content is chosen only so high that the curing is only delayed, but is not prevented over a longer period, often at least partial separation of the components of the mixture occurs, with the result that, in order to to achieve complete filling of the pipeline with a hardening mixture, the free water, that is to say more or less solid, as a result of the mixing, must be removed from the pipeline 30. This entails considerable costs, because generally because of the components dissolved in the water, for example the ash, it is not possible to allow larger quantities of this water to simply seep into the ground.

1006905 31006905 3

Dientengevolge is het een oogmerk van de uitvinding om de werkwijze voor het transporteren van een verhardend water-vaste stofmengsel met de in de inleiding genoemde eigenschappen zo uit te voeren, dat zulke mengsels over 5 een langere afstand door pijpleidingen kunnen worden getransporteerd, zonder dat er gevaar voor het verstoppen van de pijpleiding door het te vroeg verharden bestaat, waarbij echter op de plaats van opvullen een zo snel mogelijke verharding en een afdoende vastheid 10 moeten intreden.Accordingly, it is an object of the invention to perform the method of conveying a hardening water-solid mixture having the properties mentioned in the introduction such that such mixtures can be transported through pipelines over a longer distance without There is a risk of clogging of the pipeline due to premature hardening, however, as soon as possible at the place of filling, hardening and adequate strength must occur.

Voor het realiseren van dit oogmerk stelt de uitvinding voor dat het mengsel tijdens het transport in de pijpleiding zodanig voortdurend in beweging wordt gehouden, dat kleine relatieve bewegingen tussen de bestanddelen 15 van het mengsel ontstaan, die het verharden van de chemisch actieve bestanddelen ervan vertragen. Deze kleine relatieve bewegingen ontstaan in het algemeen zonder aanvullende maatregelen door de stroming van het mengsel in de pijpleiding. Wel worden chemische omzet-20 tingen tussen het water en de actieve bestanddelen van de vaste stof niet door deze geringe relatieve bewegingen verhinderd. Maar de relatieve bewegingen leiden er duidelijk toe dat er zich ondanks de plaatsvindende hydratatie van de actieve componenten geen ongestoorde 25 structuren kunnen vormen, die voor de verharding noodzakelijk zijn.In order to achieve this object, the invention proposes that the mixture is kept in constant movement during transport in the pipeline in such a way that small relative movements occur between the components of the mixture, which delay the hardening of its chemically active components. These small relative movements generally occur without additional measures due to the flow of the mixture in the pipeline. However, chemical conversions between the water and the active ingredients of the solid are not prevented by these small relative movements. However, the relative movements clearly lead to the fact that, despite the hydration of the active components, undisturbed structures necessary for the hardening cannot form.

Het verhardingsgedrag van het mengsel kan natuurlijk ook van zijn samenstelling, bijvoorbeeld van het aandeel van de actieve componenten, afhangen, zodat het 30 nagestreefde effect, het vertragen van het verharden dus, van de omvang of de intensiteit van de relatieve bewegingen kan afhangen. De telkens voor het bereiken van het nagestreefde effect noodzakelijke minimumbewe-ging en daarmee in het gegeven geval de transportsnel-35 heid kunnen echter zonder problemen door eenvoudige 1006905 4 proeven worden vastgesteld, waarbij in het gegeven geval ook andere invloedvariabelen, bijvoorbeeld de doorsnede van de pijpleiding, direct in aanmerking zouden kunnen worden genomen.The hardening behavior of the mixture can, of course, also depend on its composition, for example on the proportion of the active components, so that the desired effect, i.e. the delaying of hardening, can depend on the magnitude or the intensity of the relative movements. However, the minimum movement necessary to achieve the desired effect and, in this case, the transport speed in the given case can be determined without problems by simple tests, in which case also other influence variables, for example the cross-section of the pipeline, could be directly taken into account.

5 Praktijkproeven hebben getoond dat bijvoorbeeld bij de toepassing van bruinkoolas uit het gebied aan de Rijn de verhouding van water tot vaste stof in het mengsel altijd niet groter dan 1:1 zou moeten zijn. Een verhouding van water tot vaste stof van niet meer dan 0,6:1 10 is onder omstandigheden nog gunstiger, omdat enerzijds een voldoende pompbaarheid van het mengsel aanwezig is en anderzijds echter het mengsel zodra het niet meer aan een permanente beweging onderhevig is, iets sneller verhardt en zo tot een uitgehard lichaam met hoge 15 vastheid leidt. Dat laatste kan in het bijzonder in het geval van het deponeren voor het opvullen van lege schachtruimten van betekenis zijn, om het uitlogen van het verharde lichaam, dat uit het gedeponeerde mengsel ontstaat, door regenwater of grondwater zo sterk te 20 reduceren, dat een ontoelaatbare vervuiling van het grondwater wordt voorkomen.Practical tests have shown that, for example, when using brown coal ash from the Rhine area, the ratio of water to solid in the mixture should always not exceed 1: 1. A water to solid ratio of not more than 0.6: 1 10 is even more favorable under certain circumstances, because on the one hand there is sufficient pumpability of the mixture and on the other hand, however, once the mixture is no longer subject to permanent movement, the mixture is slightly hardens faster and thus leads to a hardened body with high strength. The latter can be of significance, in particular in the case of depositing for the filling of empty shaft spaces, in order to reduce the leaching of the hardened body, which arises from the deposited mixture, by reducing rainwater or groundwater so much that an impermissible pollution of the groundwater is prevented.

Het is zonder meer mogelijk, dat het water-vaste stof-mengsel nog verdere bestanddelen, bijvoorbeeld gips en gipsprodukten uit de rookgasontzwaveling, bevat. Op 25 grond van de samenstelling van de meeste bruinkool- vliegassen is, zolang het gipsaandeel een bepaald maximum niet overschrijdt, een inbinden ervan in het zich vormende verharde lichaam gegarandeerd, waarbij het lichaam een geringe waterdoorlatendheid vertoont.It is readily possible that the water-solid mixture contains still further constituents, for example gypsum and gypsum products from the flue gas desulfurization. Due to the composition of most brown coal fly ash, as long as the gypsum content does not exceed a certain maximum, binding thereof into the forming hardened body is guaranteed, the body exhibiting low water permeability.

30 Het is natuurlijk ook mogelijk, dat het mengsel behalve as nog andere vaste stoffen met hydraulische of puzzo-lane eigenschappen, bijvoorbeeld hoogovenzand, dat als activeerder werkt, en/of cement bevat. Normaliter zal dit echter niet noodzakelijk zijn, omdat de meeste in 1 00 6905 5 aanmerking komende bruinkoolassen in voldoende mate chemisch actieve bestanddelen bevatten en wel ook dan, wanneer het niet alleen om filteras gaat, maar ook de in het algemeen min of meer inerte ketelas die aan de 5 filteras wordt toegevoegd.It is of course also possible that the mixture contains, besides ashes, other solids with hydraulic or puzzolane properties, for example blast furnace sand, which acts as an activator, and / or contains cement. Normally this will not be necessary, however, because most of the brown coal ash eligible in 1 00 6905 5 contains sufficiently chemically active constituents, even if it concerns not only filter ash, but also the generally somewhat inert boiler ash. which is added to the 5 filter axis.

Het is natuurlijk ook mogelijk om aan het mengsel middelen ter regeling van de verharding, bijvoorbeeld een bindingsvertrager toe te voegen. Hieraan zouden echter extra kosten zijn verbonden en dit moet daarom 10 indien mogelijk worden vermeden, vooral nu de uitvinding nastreeft de toevoeging van dure bindingsvertra-gers overbodig te maken. Inderdaad zijn in het algemeen de door het transporteren van het mengsel op de deeltjes ervan overgedragen bewegingen voldoende, om een 15 tot een stollen leidend verharden van het mengsel tijdens de transporthandeling, dps in de pijpleiding, te verhinderen.It is of course also possible to add hardening control agents, for example a bonding retardant, to the mixture. However, this would entail additional costs and should therefore be avoided if possible, especially now that the invention aims to obviate the addition of expensive bond retarders. Indeed, generally, the movements transferred to the particles thereof by conveying the mixture are sufficient to prevent solidification of the mixture from solidifying during the transport operation, dps in the pipeline.

10069051006905

Claims

A method for transporting a solidifying water-solid mixture containing a brown-carbon ash with hydraulic and / or pozzolanic properties in a pipeline to a place where solidification takes place, characterized in that the water-solid ratio is so It has been chosen that the quiescent-hardening mixture is kept in permanent motion during transport in the pipeline to delay the hardening of its active ingredients.

A method according to claim 1, characterized in that the ratio of water to solid in the mixture does not exceed 1: 1.

3. Process according to claim 2, characterized in that the ratio of water to solid in the mixture does not exceed 0.6: 1.

Process according to claim 1, characterized in that the mixture contains other solids in addition to ash.

Method according to claim 4, characterized in that the mixture contains solids with hydraulic or pozzolanic properties, for example blast furnace sand and / or cement.

6. Process according to claim 4, characterized in that the mixture contains gypsum and / or gypsum products from the flue gas desulfurization.

A method according to claim 1, characterized in that the water-solid mixture contains hardening control agents, for example a bonding retardant, 10. 1006905