PL170116B1 - Sposób i urzadzenie do wytwarzania bezwodnego, plynacego gipsu jastrychowego PL PL - Google Patents

Abstract

1 . Sposób wytwarzania bezwodnego, plynacego gipsu jastrychowego, w którym jako surowiec wyjsciowy stosuje sie gips - REA z instalacji odsiarczania gazów spalinowych, który suszy sie, a nastepnie kalcynuje w temperaturze od 780 do 900°C, chlodzi i miele do uzy- skania powierzchni wynoszacej 2500 do 3500 m2/g, znamienny tym , ze wysuszony gips podgrzewa sie dwustopniowo przed wejsciem do kalcynacji w tempe- raturze od 480 do 550°C. 2. Urzadzenie do w ytw arzania bezwodnego, plynnegu gipsu ja strychowego przy uzyciu gipsu otrzy- mywanego z instalacji odsiarczania gazów spalinowych tak zwanego gipsu REA jako surowca, zaopatrzone w suszarnie fluidalna do suszenia odpadowego gipsu, kal cynator, chlodnice kalcynowanego gipsu, mlyn do mie- le n ia w yprodukow anego g ip su oraz u rza d zen ia odpylajace i transportowe, znam ienne tym, ze rurowa suszarnia fluidalna (1) m a w swej dolnej czesci desaglo merator (2) i jest polaczona z dwustopniowym podgrze- waczem cyklonowym (4a, 4b) wysuszonego gipsu, który jest polaczony i szybem kalcynacyjnym (5b) gipsu m a- jacym wiele palników kalcynujacych (5a) opalanych gazem ( 1 3 ) B 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania bezwodnego gipsu jastrychowego polegający na dwustopniowym ogrzewaniu wysuszonego gipsu do temperatury 480 - 550°C, a następnie kalcynowaniu go w temperaturze od 780 do 900°C oraz urządzenie do stosowania tego sposobu.

Z niemieckiego opisu nr 38 27 613 Al jest znany sposób wytwarzania bezwodnego, płynącego gipsu jastrychowego, który suszy się w obrotowej poziomej suszami i kalcynuje w obrotowym piecu rurowym w temperaturach od 700 do 900°Ć. Prowadzone były także próby produkcji gipsu jastrychowego w cyrkulującym złożu fluidalnym, jednak nie uzyskano zadawalających wyników jakościowych.

Wytwarzanie znanymi metodami bezwodnika II płynącego jastrychu jest bardzo trudne, ponieważ nie uzyskuje się produktu o wymaganych właściwościach. Gips jastrychowy powinien mieć dobre własności Teologiczne, a wartość woda/gips powinna być niska i nie przekraczać 0,4. Szczególne znaczenie ma następnie zachowanie się gipsu podczas wiązania oraz jego wytrzymałość mechaniczna. Uzyskanie tych właściwości produktu, a zwłaszcza wartości woda/gips nie przekraczającej 0,4 niejest możliwe w znanych dotychczas metodach produkcji.

Do produkcji gipsów modelarskich i sztukatorskich także metodą wypalania gazem podaną w Cement-Wapno-Gips nr 8/1972, str. 383 do 386. Metoda ta nie nadaje się jednak do zastosowania ze względu na bardzo trudne wytwarzanie bezwodnika II płynącego jastrychu.

Zadaniem wynalazkujest opracowanie sposobu oraz urządzenia, które umożliwiają wytwarzanie bezwodnego, płynącego gipsu jastrychowego, posiadającego dobre własności Teologiczne. którego wartość woda/gips nie przekracza 0,4, a ponadto dobrze wiąże się i ma wysoką wytrzymałość mechaniczną.

Zadanie to zostało wykonane w sposobie według wynalazku, w którym jako surowiec wyjściowy stosuje się REA gips z instalacji odsiarczania gazów spalinowych, który suszy się, a następnie kalcynuje w temperaturze od 700 do 900°C, a otrzymany gips chłodzi się i miele do osiągnięcia powierzchni właściwej wynoszącej 2500 do 3500cm²/g mierzonej według Blaine’a, przy czym sposób charakteryzuje się tym, że wysuszony gips przed wejściem do kalcynacji ogrzewa się dwustopniowo do temperatury wynoszącej 480 do 550°C.

170 116

Urządzenie do wytwarzania bezwodnego płynnego gipsu jastrychowego przy użyciu gipsu otrzymanego z instalacji odsiarczania gazów spalinowych tak zwanego REA gipsu jako surowca jest zaopatrzone w suszarnie fluidalną do suszenia odpadowego gipsu, kalcynator, chłodnice kalcynowanego gipsu, młyn rurowy do mielenia wyprodukowanego gipsu, urządzenia odpylające i transportowe i charakteryzuje się tym, ze rurowa suszarnia fluidalna ma w swej dolnej części desalgomerator i jest połączona z dwustopniowym podgrzewaczem cyklonowym wysuszonego gipsu, który jest połączony z szybem kalcynacyjnym gipsu mającym wiele palników kalcynujących opalanych gazem.

Jako surowiec wyjściowy zastosowano tak zwany REA - gips, to znaczy odpad przy odsiarczaniu spalinowych gazów odlotowych w siłowniach na węgiel kamienny i brunatny. ReA - gips jest porównywalny odnośnie swojego składu chemicznego z gipsem naturalnym. Otrzymuje się go jako placek filtracyjny z wilgotnością około 7 do 10% i składa się on przeważnie z kryształów wielkości od 10 do 100 pm.

Placek filtracyjny REA gipsu o wilgotności 7 do 10% zostaje wysuszony w suszami fluidalnej do wilgotności końcowej, wynoszącej 0,5 do 1%. Suszarniajest korzystnie ogrzewana spalinami strefy kalcynującej i ogrzewania wstępnego jak również pewną częścią ogrzanego powietrza chłodzącego.

Wysuszony i drobnoziarnisty REA - gips zostaje doprowadzony poprzez dozownik do dwustopniowej strefy ogrzewania wstępnego, którą stanowi dwustopniowy podgrzewacz cyklonowy. W strefie tej REA - gips zostaje podgrzany do temperatury pomiędzy 480 a 550°C, najkorzystniej około 500°C. Następnie wysuszony i ogrzany wstępnie gips REA zostaje ogrzany spalanym gazem w strefie kalcynowania do temperatury kalcynowania wynoszącej od 780 do 900°C. W strefie tej następuje zupełnie oddzielenie wody krystalicznej, a ponadto gips uzyskuje pożądane fizyczne własności produktu.

Kalcynowany gips zostaje następnie ochłodzony w strefie chłodzenia przy jednoczesnym odzyskaniu zawartego w nim ciepła. Proces chłodzenia może być przeprowadzony korzystnie dwustopniowo. Po pierwszym stopniu chłodzenia bezwodnik zostaje mechanicznie za pomocą korytowego łańcuchowego lub pneumatycznie za pomocą inżektora przetransportowany do drugiego stopnia chłodzenia, który jest usytuowany korzystnie obok pierwszego stopnia chłodzenia.

Ogrzane do wysokiej temperatury powietrze chłodzące pierwszego stopnia chłodzenia może być kierowane do strefy kalcynowaniajako powietrze do spalania gazu, podczas gdy mniej nagrzane powietrze chłodzące z drugiego stopnia chłodzenia zostaje wykorzystane razem z gorącymi spalaniami strefy podgrzewania i kalcynowania w strefie suszenia placków filtracyjnych. W sposobie według wynalazku decydującym o właściwościach produktu jest po pierwsze wielostopniowe suszenie i podgrzewanie gipsu i po drugie wyższa temperatura kalcynowania od temperatury koniecznej do wytwarzania bezwodnika. W wyniku wielostopniowego suszenia i podgrzewania rozpadanie się kryształów to jest dehydratacja zostaje w znacznym stopniu zmniejszona, podczas gdy podwyższona temperatura kalcynowania jest decydująca dla osiągnięcia pożądanej wartości woda/gips poniżej około 0,40. Nieznaczny rozpad ziaren spowodowany wielostopniowym suszeniem i podgrzewaniem może być określony przez wyznaczenie właściwej powierzchni wsadu według Blaine'a przed i po kalcynacji.

Wprawdzie - jak to można wykazać przy pomocy dyfraktometru Roentgena - przemianę w bezwodnik II uzyskuje się już w temperaturze kalcynowania wynoszącej 700°C, to jednak wartość woda/gips wynosi wtedy od 0,45 do 0,50. Dopiero podwyższenie temperatury kalcynowania od 780 do 900°C powoduje niespodziewane zmniejszenie wartości woda/gips do wielkości 0,32 do 0,35, przy czym nie wywiera to żadnego ujemnego wpływu na pozostałe właściwości produktu. Przykład wykonania urządzenia do przeprowadzania sposobu według wynalazku jest pokazany na rysunku.

Urządzenie ma fluidalną suszarnię rurową 1 z zabudowanym w niej desaglomeratorem 2.

REA gips podaje się do fluidalnej rurowej suszarni 1 poprzez zasobnik skrzynkowy 3. Następnie instalacja ma strefę podgrzewania wstępnego 4, która ma cyklony podgrzewające 4a, 4b. Do strefy podgrzewania 4 dołączona jest sfera kalcynowania 5, która ma szyb kalcynujący 5b z wieloma palnikami gazowymi 5a jak również cyklon 5c.

170 116

Następnie instalacja ma strefę chłodzenia, składającą się z pierwszego stopnia chłodzącego 6 i drugiego stopnia chłodzącego 7. Pierwszy stopień chłodzący 6 składa się z cyklonu chłodzącego 6a, podczas gdy drugi stopień cniódzący / manzy cyklony /d,7o, /c. Wychłodzony produkt zostaje przeniesiony za pomocą mechanizmu czerpakowego 8 do silosa 9, z którego jest podawany do młyna kulowego 10. Spaliny wychodzące z rurowej suszarni fluidalnej 1 są oczyszczane w filtrze workowym 11, a oddzielony od spalin i osuszony REA - gips doprowadza się za pomocą mechanizmu czerpakowego 12 do strefy podgrzewania 4.

W urządzeniu przedstawionym schematycznie na rysunku przeprowadzono wiele prób odnośnie sposobu kalcynowania. Jako surowiec wyjściowy do prób służyły REA - gipsy z siłowni na węgiel kamienny, tworzące placki filtracyjne z wilgotnością około 7 do 10%. Placki filtracyjne były wprowadzane do rurowej suszarni fluidalnej w ilości 350 kg/godz. i były suszone do wilgotności końcowej około 0,5% spalinami strefy podgrzewania i kalcynowania, mającymi temperaturę około 450°C. Po wysuszeniu gips REA jest bardzo drobnoziarnistym i dobrze płynącym proszkiem, który w strefie podgrzewania 4 ogrzewa się do około 450°C, a następnie doprowadza do strefy kalcynowania 5. Tutaj następuje całkowite odparowanie resztek krystalicznej wody i uzyskuje się pożądane własności produktu. Następnie kalcynat odprowadza się do dwustopniowej strefy chłodzenia, gdzie w strumieniu powietrza następuje schłodzenie do około 80°C.

W jednej z pierwszych prób kalcynacje przeprowadzono w temperaturze około 700°C, co absolutnie wystarczało do całkowitego odpędzenia krystalicznej wody i przemiany gipsu w bezwodnik II. Przemiana do fazy anhydryt II została potwierdzona, badaniem w dyfraktometrze roentgenowskim. Technologiczne próby kalcynatu wykazywały jednak wartość woda/gips w wysokości 0,48 oraz niedostateczne wiązanie gipsu i nie wystarczającą jego wytrzymałość mechaniczną.

Podniesiono temperaturę kalcynowania do 830°C, jednakże dobre właściwości gipsu osiągnięto już przy temperaturze kalcynowania wynoszącej 800°C. Optymalna temperatura kalcynowania wahała się dla gipsów REA różnego pochodzenia pomiędzy 780 a 900°C. W tym zakresie temperatur osiągnięte zostały wartości woda/gips od 0,32 do 0,38. W celu osiągnięcia dobrych własności samoniwelującego się płynącego jastrychu i jego wysokich wytrzymałości mechanicznych w zaprawie, bezwodny gips miele się do uzyskania rozdrobnienia odpowiadającego powierzchni wynoszącej od 2500 do 3500 cm²/g mierzonej według Blaine’ a. Mielenie może być przeprowadzone w młynie rurowym bez klasyfikatora powietrznego, wypełnionym kulami lub korzystnie także cylindrycznymi elementami o średnicy od 10 do 30 mm, korzystnie 20 mm. W wyniku dokładnego drobnego zmielenia wartość woda/gips wzrasta o około 0,03.

W tabeli 1 podano kilka istotnych rzeczywistych wyników osiągniętych z technicznych prób z gipsem REA wykonanych sposobem i na urządzeniu według wynalazku. W szczególności podano zależność wartości woda/gips od temperatury kalcynowania. W tabeli 2 są podane wielkości wytrzymałościowe bezwodników, wyprodukowanych sposobem i na urządzeniu według wynalazku. Przy próbach STK1; STK2 i STK3 podano własności bezwodników wyprodukowanych z surowców otrzymanych z trzech różnych siłowni na węgiel kamienny.

W tabeli 2 są podane wyniki znormalizowanych badań. Wyprodukowany według wynalazku bezwodnik po zmielenie w jednokomorowym młynie rurowym przewyższał wszelkie wymagania DIN nr 4208. Dla porównania podaje się, że gips otrzymany według cytowanego w stanie techniki niemieckiego patentu nr 38 27 613 miał następujące własności:

- wytrzymałość na ściskanie po 3 dniach: około 4 do 6,

- wytrzymałość na ściskanie po 28 dniach: około 8 do 10,

- stosunek woda/gips po mieleniu: około 0,6 do 0,7.

Badania te wykonano zgodnie z niemiecką normą DIN 4208.

170 116

Tabela 1

Wyniki półtechnicznych prób z gipsem REA

Próba nr	Temperatura °C	Powierzchnia właściwa według Blaine’a	Woda/gips
w kalcynatorze	w podgrzewaczu	po osuszeniu	przed mieleniem	po mieleniu	przed mieleniem	po mieleniu
1	700	405	1020	1170	3250	0,47	0,51
2	750	430	1020	1140	3300	0,46	0,50
3	800	445	1020	1180	3190	0,35	0,41
4	830	465	1020	1160	3120	0,34	0,40

Tabela 2

Wartości wytrzymałościowe bezwodnego gipsu wytworzonego zgodnie z wynalazkiem

. 2 Wartości wytrzymałościowe w N/mm ustalone według DIN 4208
3 dni	28 dni
próba nr	próba na zginanie	próba na ściskanie	próba na zginanie	próba na ściskanie
STK1	3,7	30,5	8,0	41,0
STK2	3,0	18,1	7,5	36,7
STK3	2,8	18,5	8,4	38,4
*AB20	1,6	8,0	4,0	20,0

* Wytrzymałość minimalna według DIN 4208 dla bezwodnego gipsu w klasie jakości AB 20.

170 116

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania bezwodnego, płynącego gipsu jastrychowego, w którym jako surowiec wyjściowy stosuje się gips - REA z instalacji odsiarczania gazów spalinowych, który suszy się, a następnie kalcynuje w temperaturze od 780 do 900°C, chłodzi i miele do uzyskania powierzchni wynoszącej 2500 do 3500 m²/g, znamienny tym, że wysuszony gips podgrzewa się dwustopniowo przed wejściem do kalcynacji w temperaturze od 480 do 550°Ć.
2. 2. Urządzenie do wytwarzania bezwodnego, płynnego gipsu jastrychowego przy użyciu gipsu otrzymywanego z instalacji odsiarczania gazów spalinowych tak zwanego gipsu REA jako surowca, zaopatrzone w suszarnie fluidalną do suszenia odpadowego gipsu, kalcynator, chłodnice kalcynowanego gipsu, młyn do mielenia wyprodukowanego gipsu oraz urządzenia odpylające i transportowe, znamienne tym, że rurowa suszarnia fluidalna (1) ma w swej dolnej części desaglomerator (2) i jest połączona z dwustopniowym podgrzewaczem cyklonowym (4a, 4b) wysuszonego gipsu, który jest połączony i szybem kalcynacyjnym (5b) gipsu mającym wiele palników kalcynujących (5a) opalanych gazem.