NL8702870A

NL8702870A - METHOD FOR PREPARING PAPER Sludge and its use in the manufacture of limestone.

Info

Publication number: NL8702870A
Application number: NL8702870A
Authority: NL
Original assignee: Ontwikkelingsmaatschappij Rest
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1987-11-30
Publication date: 1989-06-16
Also published as: DE3838379A1; CH678178A5

Description

VV

p HP/AB/Ontw-1 - 1 - 'p HP / AB / Ontw-1 - 1 - '

Werkwijze voor het bereiden van papierslibas en de toepassing daarvan bij het vervaardigen van kalkzandsteenProcess for the preparation of paper sludge ash and its use in the manufacture of sand-lime brick

De huidige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van kalkzandsteen uit kalkzand-steenspecie.The present invention relates to a method for manufacturing sand-lime brick from sand-lime brick mortar.

Kalkzandsteen is een veel toegepast bouwmateriaal. Aan 5 het gebruik van kalkzandsteen kleeft een nadeel, omdat kalkzandsteen afhankelijk van de vochtigheid krimpt danwel uitzet. Deze vochtafhankelijke krimp of uitzetting van kalkzandsteen kan voor een belangrijk deel vermeden worden indien aan de kalkzandsteenspecie een specifieke aluminiumver-10 binding wordt toegevoegd, een verbinding met de α, β of y-kristalvorm.Sand-lime brick is a widely used building material. The use of sand-lime brick has a drawback, because sand-lime brick shrinks or expands depending on the humidity. This moisture-dependent shrinkage or expansion of sand-lime brick can be largely avoided if a specific aluminum compound is added to the sand-lime brick mortar, a compound with the α, β or y-crystal form.

Kaoline (Chinaklei) bevat voor een belangrijk deel deze gewenste aluminiumverbinding, maar de grondstofprijs is van dien aard dat toevoeging van kaoline leidt tot een voor 15 de praktijk onaanvaardbare prijsverhoging voor kalkzandsteen.Kaoline (China clay) largely contains this desired aluminum compound, but the raw material price is such that the addition of kaoline leads to a price increase for sand-lime brick which is unacceptable in practice.

üitgebreid onderzoek naar het hergebruik van bij de papier- en kartonproduktie vrijkomend afval, heeft getoond dat dit afval kan worden omgezet in een toeslagmateriaal 20 voor kalkzandsteen, waardoor de hiervoor beschreven nadelige vochtgevoeligheid in sterke mate wordt verminderd. Dit nieuwe, omgezette toeslagmateriaal bevat verder in hoofdzaak geen andere verbindingen die nadelig zijn voor de eigenschappen van het vervaardigde kalkzandsteen.Extensive research into the reuse of waste generated during paper and board production has shown that this waste can be converted into an additive material for sand-lime brick, thereby greatly reducing the aforementioned adverse moisture sensitivity. Furthermore, this new converted aggregate contains substantially no other compounds which are detrimental to the properties of the sand-lime brick produced.

25 Het onderhavige afvalprodukt ontstaat bij de produktie van papier en karton, waarbij niet alleen primaire grondstoffen maar ook secundaire grondstoffen, zoals oud papier, kunnen zijn gebruikt. Het afvalprodukt verschijnt in de vorm van papierslib en kan bestaan uit flotatieslib, ontinktings-30 slib en/of filterslib. Het natte papierslib wordt mechanisch ontwaterd tot een droge stof-gehalte van ongeveer 35 tot 45%. Dit papierslib wordt vervolgens overeenkomstig de uit- .8702870 - 2 -é vinding omgezet in papierslibas dat direkt voor toevoeging aan kalkzandsteenspecie geschikt is.The present waste product arises from the production of paper and cardboard, in which not only primary raw materials but also secondary raw materials, such as waste paper, can be used. The waste product appears in the form of paper sludge and may consist of flotation sludge, deinking sludge and / or filter sludge. The wet paper sludge is mechanically dewatered to a dry matter content of about 35 to 45%. In accordance with the invention, this paper sludge is subsequently converted into paper sludge ash which is suitable immediately for addition to sand-lime mortar.

Tot nog toe wordt het ontwaterde papierslib gestort op afvalterreinen, de jaarlijkse produktie bedraagt in de orde 5 van grootte van 220.000 ton per jaar.Until now, the dewatered paper sludge has been dumped at waste sites, the annual production of which is of the order of 220,000 tons per year.

De werkwijze overeenkomstig de uitvinding voor het vervaardigen van kalkzandsteen uit kalkzandsteencement wordt danook gekenmerkt doordat aan kalkzandsteenspecie papierslibas wordt toegevoegd.The method according to the invention for manufacturing sand-lime brick from sand-lime brick cement is therefore characterized in that paper sludge is added to sand-lime brick mortar.

10 Afhankelijk van de in het papierslibas aanwezige kao- line wordt het papierslibas toegevoegd in een hoeveelheid van 0,5-2 gew.%, in de praktijk bij voorkeur in een hoeveelheid van 1,0 - 1,5 gew.%.Depending on the caroline present in the paper sludge base, the paper sludge base is added in an amount of 0.5-2% by weight, in practice preferably in an amount of 1.0-1.5% by weight.

Het tijdens de produktie van papier en karton verkre-15 gen papierslib bestaat voor circa 40-50% uit organische verbindingen en voor 60-50% uit anorganische verbindingen, waaronder calciumcarbonaat en aluminiumoxyde. Door papierslib te verassen bij een temperatuur >700eC worden de organische verbindingen verbrand, blijven de gewenste anorga-20 nische verbindingen achter, terwijl het verbranden van de organische componenten een positieve bijdrage levert in de warmtebalans voor het vervaardigen van het papierslibas.The paper sludge obtained during the production of paper and cardboard consists of approximately 40-50% of organic compounds and of 60-50% of inorganic compounds, including calcium carbonate and aluminum oxide. By incinerating paper sludge at a temperature> 700 ° C, the organic compounds are burned, the desired inorganic compounds are left behind, while the combustion of the organic components makes a positive contribution to the heat balance for the production of the paper sludge ash.

Bij voorkeur wordt het papierslib verast bij een temperatuur >800eC, waardoor bovendien in het papierslib aanwezig cal-25 ciumcarbonaat wordt omgezet in calciumoxyde, zodat het papierslibas ook ten dele de toevoeging van kalk aan de specie vermindert. Bij voorkeur ligt de verassingstempera-tuur bij 800-1000“C, meer bij voorkeur bij 850-950°C.Preferably, the paper sludge is incinerated at a temperature> 800 ° C, whereby, moreover, calcium carbonate present in the paper sludge is converted into calcium oxide, so that the paper sludge ash also partly reduces the addition of lime to the mortar. Preferably, the ashing temperature is at 800-1000 ° C, more preferably at 850-950 ° C.

De uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze 30 voor het bereiden van papierslibas dat bijvoorbeeld kan worden gebruikt als toeslagmateriaal voor kalkzandsteen. Volgens deze werkwijze wordt papierslib ontwaterd en vervolgens verast bij een temperatuur >700eC, bij voorkeur bij 800-1000°C, meer bij voorkeur bij 850-950eC. Een voordelige 35 methode voor het verassen van papierslib vindt plaats in een wervelbed, waaraan naast papierslib brandstof wordt toegevoegd, welke brandstof in hoofdzaak vrij moet zijn van .8702870 - 3 - Μ verontreinigingen die nadelig zijn voor de bereiding en de toepassing van kalkzandsteen.The invention further relates to a method for preparing paper sludge ash which can for instance be used as an additive for sand-lime brick. According to this method, paper sludge is dewatered and subsequently incinerated at a temperature> 700 ° C, preferably at 800-1000 ° C, more preferably at 850-950 ° C. An advantageous method for the incineration of paper sludge takes place in a fluidized bed to which fuel is added in addition to paper sludge, which fuel must be substantially free of impurities which are disadvantageous for the preparation and use of sand-lime brick.

Afhankelijk van het droge stof-gehalte van het ontwaterde slib en de toegevoerde hoeveelheid brandstof, bezit 5 het veraste papierslibas een zodanige temperatuur dat daaraan warmte kan worden onttrokken voor het voordrogen van al dan niet ontwaterd papierslib en/of de produktie van stoom.Depending on the dry matter content of the dewatered sludge and the amount of fuel supplied, the ashed paper sludge ash has such a temperature that heat can be extracted therefrom for the pre-drying of dewatered or non-dewatered paper sludge and / or the production of steam.

Tenslotte heeft de uitvinding betrekking op het gebruik van papierslibas voor de bereiding van kalkzandsteen.Finally, the invention relates to the use of paper sludge ash for the preparation of sand-lime brick.

10 Genoemde en andere kenmerken van de vorming van pa pierslibas en het gebruik bij de bereiding van kalkzandsteen worden hierna verder verduidelijkt en bij wijze van voorbeeld geïllustreerd aan de hand van de in de enkelvoudige, bijgevoegde tekening getoonde bereidingswijze van papier-15 slibas.Mentioned and other features of paper sludge ash formation and use in the manufacture of sand-lime brick are further clarified and exemplified by the method of paper sludge ash preparation shown in the single drawing attached.

De figuur toont een wervelbed 1 voor het verassen van papierslib. Het wervelbed 1 is aan zijn onderzijde voorzien van een inlaat 2 voor wervelbedlucht met een temperatuur van circa 550eC. De inlaat 2 is verbonden met een kanaalbrander 20 3, waarin vanuit een luchtbron 4 via een ventilator 5 en een toevoer 6wervelbedlucht met een temperatuur van 15°C wordt toegevoegd en verwarmd met uit een brandstofbron 7 via de toevoer 8 toegevoerde brandstof, bijvoorbeeld aardgas.The figure shows a fluidized bed 1 for the incineration of paper sludge. The fluidized bed 1 is provided on its underside with an inlet 2 for fluidized bed air with a temperature of approximately 550 ° C. The inlet 2 is connected to a duct burner 20, in which fluidized bed air at a temperature of 15 ° C is supplied from an air source 4 via a fan 5 and a supply 6 of fluidized bed air and heated with fuel, for example natural gas, supplied from a fuel source 7 via the supply 8.

Via een inlaat 9 wordt ontwaterd papierslib dat mecha-25 nisch bijvoorbeeld met behulp van een zeefband, een schroefpers of centrifuge is ontwaterd tot een droge stof-gehalte van circa 35-45%, toegevoegd.Paper sludge which has been dewatered mechanically, for example with the aid of a sieve belt, a screw press or centrifuge, to a dry matter content of approximately 35-45% is added via an inlet 9.

Het wervelbed l is verder uitgerust met een extra brander 10 waaraan via een ventilator 11 en de toevoer 12 additionele 30 menglucht met een temperatuur van circa 15°C en via de toevoer 13 additionele brandstof wordt toegevoegd, uit respek-tievelijk de luchtbron 14 en brandstofbron 15. Bij voorkeur wordt als brandstof aardgas gebruikt omdat deze brandstof in hoofdzaak geen voor de kalkzandsteenproduktie nadelige ver-35 ontreinigingen bevat. Met behulp van de additionele brander 10 kan het temperatuursregiem in het wervelbed 1 worden ingesteld op de gewenste verassingstemperatuur afhankelijk van .8702870 o - 4 - t het droge stof-gehalte van het toegevoegde, ontwaterde papierslib en de temperatuur van de via de inlaat 2 toegevoerde wervelbedlucht.The fluidised bed 1 is further equipped with an additional burner 10 to which additional mixing air with a temperature of approximately 15 ° C and additional fuel is added via a fan 11 and the supply 12, from the air source 14 and fuel source, respectively 15. Preferably, natural gas is used as the fuel because this fuel contains essentially no impurities which are detrimental to the sand-lime brick production. With the aid of the additional burner 10, the temperature regime in the fluidized bed 1 can be set to the desired incineration temperature depending on the dry matter content of the added, dewatered paper sludge and the temperature of the inlet 2 via the inlet 2. fluidized bed air.

Via de uitlaat 16 verlaten verast papierslib en rook-5 gas het wervelbed 1. In een warmtewisselaar 17 wordt aan het rookgas en aan het papierslibas warmte onttrokken, welke warmte kan worden gebruikt voor stoomproduktie, voordrogen van het papierslib of voor luchtvoorverwarming. Afgekoeld rookgas en afgekoeld papierslibas (temperatuur 180°C) ver-10 laten via de uitlaat 18 de warmtewisselaar 17. In een daarop volgend rookgasfilter 19 worden papierslibas en rookgas van elkaar gescheiden. Het rookgas wordt via een ventilator 20 afgevoerd via de afvoer 21. Papierslibas wordt via een van een transportworm 22 voorziene bodemuitlaat 23 afgevoerd 15 naar een opslagsilo 24 voor papierslibas dat is vervaardigd overeenkomstig de uitvinding.Paper sludge and flue gas pass through the outlet 16 to leave the fluidized bed 1. In a heat exchanger 17 heat is extracted from the flue gas and the paper sludge ash, which heat can be used for steam production, pre-drying of the paper sludge or for air preheating. Cooled flue gas and cooled paper sludge ash (temperature 180 ° C) leave the heat exchanger 17 via outlet 18. In a subsequent flue gas filter 19, paper sludge ash and flue gas are separated from each other. The flue gas is discharged via a fan 20 via the discharge 21. Paper sludge ash is discharged via a bottom outlet 23 provided with a conveying worm 22 to a storage silo 24 for paper sludge ash manufactured in accordance with the invention.

Ten opzichte van het toegevoerde, ontwaterde papierslib, zijn daaruit water, en organische componenten verwijderd en resteren slechts de anorganische verbindingen. Het 20 verkregen papierslibas bezit afhankelijk van de verassings-temperatuur een grijzige of witte kleur, en heeft de vorm van een vrij stromend, fijn poeder dat zonder doseerproble-men kan worden toegevoegd aan de kalkzandsteenspecie in een hoeveelheid van 0,5-2 gew.%, bij voorkeur 1,0 - 1,5 25 gew.%.With respect to the fed, dehydrated paper sludge, water and organic components have been removed therefrom and only the inorganic compounds remain. Depending on the ashing temperature, the paper sludge base obtained has a gray or white color and is in the form of a free-flowing fine powder which can be added to the sand-lime brick mortar in an amount of 0.5-2 wt. Without dosing problems. %, preferably 1.0-1.5 wt.%.

Met behulp van röntgenfluorescentie-analyse is de samenstelling van papierslibas onderzocht. Het papierslibas bezat in dit monster de volgende samenstelling.The composition of paper sludge was examined using X-ray fluorescence analysis. The paper sludge in this sample had the following composition.

30 Samenstelling van papierslibas30 Composition of paper sludge

Verbinding_gewicht %Connection_weight%

CaO 34CaO 34

SiOa 34SiOa 34

Al203 24 35 MgO 2Al203 24 35 MgO 2

Fe203 1 rest verontreinigingen_ ,8702870 - 5 -Fe203 1 residual contaminants_, 8702870 - 5 -

Uit de bovenstaande samenstelling blijkt dat het papierslibas een aanzienlijke hoeveelheid aluminiumoxyde bevat, met de voor het verminderen van de vochtge-voeligheid van kalkzandsteen noodzakelijke α, β of y-vorm.From the above composition, it appears that the paper sludge ash contains a significant amount of aluminum oxide, with the α, β or y form necessary to reduce the moisture sensitivity of sand-lime brick.

5 Verder blijkt uit de samenstelling dat bij een toevoe ging van bijvoorbeeld 2 gew.% papierslibas, de toevoeging van kalk met circa 6-7 gew.% kan worden verminderd. Met eenzelfde hoeveelheid kan ook de toevoeging van siliciumoxyde (zand) worden verminderd.Furthermore, the composition shows that with the addition of, for example, 2% by weight of paper sludge ash, the addition of lime can be reduced by about 6-7% by weight. The addition of silicon oxide (sand) can also be reduced by the same amount.

10 Indien vermindering van de toeslag aan kalk ongewenst is, wordt het papierslib verast beneden de temperatuur waarbij ealciumcarbonaat overgaat in calciumoxyde {overgangstem-peratuur 850-900*C). Door het verlagen van de verassingstem- peratuur treedt verder een brandstofbesparing op.If reduction of the lime addition is undesirable, the paper sludge is incinerated below the temperature at which calcium carbonate converts to calcium oxide (transition temperature 850-900 ° C). Fuel savings are further reduced by lowering the ashing temperature.

15 As wordt vanuit het wervelbed 1 via een van een worm 25 voorziene uitlaat 26 afgevoerd naar de silo 24.Ash is discharged from the fluidized bed 1 via an outlet 26 provided with a worm 25 to the silo 24.

·* .8702870* .8702870

Claims

Method for the production of sand-lime brick from sand-lime mortar, characterized by adding paper sludge ash to the sand-lime mortar.

Method according to claim 1, characterized in that 5 paper sludge ash is added in an amount of 0.5 - 2% by weight.

Method according to claim 2, characterized in that paper sludge ash is added in an amount of 1.0 - 1.5% by weight.

Method according to claims 1-3, characterized in that the paper sludge ash is pre-ashed at a temperature> 700 ° C.

5. A method according to claim 4, characterized in that the paper sludge base is formed by pre-ashing paper sludge at a temperature> 800 ° C.

Method according to claim 4 or 5, characterized in that the paper sludge is ashed at a temperature of 700-1000 ° C, preferably 800-1000 ° C, more preferably 850-950 ° C.

A method for preparing paper sludge, comprising dewatering paper sludge from paper and / or cardboard manufacturing; and incinerating the dewatered paper sludge at a temperature> 700 ° C.

8. Method according to claim 7, characterized in that the paper sludge is ashed at a temperature> 800 ° C.

Method according to claim 7 or 8, characterized in that the paper sludge is ashed at a temperature of 700-1000 ° C, preferably 800-1000 ° C, more preferably 850-950 ° C.

Method according to claims 7-9, characterized in that the paper sludge is incinerated in a fluidized bed oven.

Method according to claims 7-10, characterized in that heat is extracted from the incinerated paper sludge ash, and the extracted heat is used for predrying of .8702870 5-7 paper sludge and / or steam production.

12. The use of paper sludge ash incinerated at a temperature> 700 ° C, for the manufacture of sand-lime brick. .8702870