SK279736B6

SK279736B6 - Spôsob výroby tekutej anhydritovej sadry na mazani

Info

Publication number: SK279736B6
Application number: SK1422-92A
Authority: SK
Inventors: Hans-Gerd Schulte; Jantinus Kappe
Original assignee: Krupp Polysius Ag; Rocal Produktion B.V.
Priority date: 1991-05-14
Filing date: 1992-05-12
Publication date: 1999-03-12
Also published as: EP0513779B1; FI922139A0; DE59201350D1; DE4115699A1; PL294541A1; PL170116B1; DK0513779T3; CS142292A3; CZ281929B6; EP0513779A3; EP0513779A2; FI922139A

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu a zariadenia na výrobu tekutej anhydritovej sadry na mazaninu.

Doterajší stav techniky

Z DE 38 27 613 Al je známe, že sa anhydritová tekutá sadra na mazaninu vyrába v rotačnej rúrkovej peci pri teplotách medzi 700 až 900 ° C.

Ďalej sa skúšalo vyrobiť sadru na mazaniny v cirkulujúcej fluidnej vrstve.

Výroba anhydritu II na tekutú mazaninu pomocou tohto spôsobu sa ukázala byť ale veľmi ťažká, lebo sa potrebné vlastnosti produktu nedajú cielene nastaviť. Sadra na mazaniny má mať dobré geologické vlastnosti; hmotnostný pomer voda/sadra nemá byť nízky a nemá byť vyšší ako 0,4. Zvláštny význam má ďalej správanie pri tuhnutí a vývoj pevnosti. Presné nastavenie týchto požadovaných vlastností produktu, najmä hmotnostný pomer voda/sadra, ktorý nemá byť vyšší ako 0,4, nebolo až dosiaľ pomocou známych spôsobov možné.

Na výrobu omietkovej sadry a štukatérskej sadry sa ďalej používal aj vypaľovací spôsob s nosným plynom (Zement-Kálk-Gips Nr. 8/1972, strana 383 až 386). Tento spôsob sa ale dosiaľ javil ako nevhodný na ťažkú výrobu anhydritu II na tekutú mazaninu.

Vynález si kladie za základnú úlohu vytvoriť spôsob a zariadenie, ktoré by umožnili vyrobiť tekutú anhydritovú sadru na mazaniny, ktorá by mala dobré geologické vlastností, ktorej hmotnostný pomer vodév'sadra by neprevýšil 0,4 a ktorá by okrem toho mala dobré vlastností tuhnutia a vysoké hodnoty pevnosti.

Podstata vynálezu

Táto úloha je podľa vynálezu vyriešená spôsobom, pri ktorom sa ako východiskový materiál používa sadra (REA-sadra), odpadajúca v zariadení na odsírenie dymových plynov, ktorý sa po sušení predohrieva v dvojstupňovej predhrievacej oblasti a predhriaty materiál sa potom zahrieva v oblasti kalcinácie na kalcinačnú teplotu v rozmedzí 700 až 900 °C, po ochladení sa kalcinovaný materiál rozomieľa na merný povrch 2500 až 3500 cm2/g (merané podľa Blaina).

Podľa výhodného uskutočnenia sa usušený vsádzací materiál pred vsadením do oblasti kalcinácie predhrieva na teplotu 480 až 550 °C.

Podľa ďalšej výhodnej formy uskutočnenia spôsobu podľa vynálezu, sa kalcinovaný materiál chladí v dvoch stupňoch vzduchom, pričom chladiaci vzduch z prvého stupňa chladenia sa privádza ako spaľovací vzduch do oblasti kalcinácie, zatiaľ čo chladiaci vzduch z druhého stupňa chladenia sa používa spolu s odpadnými plynmi z oblasti predhrievania na sušenie východiskového materiálu.

Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia spôsobu sa ochladený materiál rozomlela na merný povrch 2800 až 3200 crrŕ/g.

Mletie ochladeného materiálu sa pri trvalej prevádzke uskutočňuje v jednokomorovom rúrkovom mlyne za prí davku mlecích telies alebo guli, výhodne s priemerom 10 až 30 mm, najvýhodnejšie 20 mm.

Predmetom vynálezu je aj zariadenie na výrobu tekutej anhydritovej sadiy na mazaniny s použitím sadry (REA-sadry), odpadajúcej v zariadení na odsírenie dymových plynov ako východiskového materiálu, ktorého podstata spočíva v tom, že má sušiacu oblasť, vytvorenú ako sušičku s integrovaným deaglomerátorom, ďalej predhrievaciu oblasť, ktorá je vytvorená ako dvojstupňový cyklónový predhrievač, kalcinačnú oblasť s nosným plynom, ktorá má kalcinačnú šachtu, ktorá je opatrená jedným alebo niekoľkými kalcinačnými horákmi, cyklón na oddelenie kalcinátu a výhodne dvojstupňovú chladiacu oblasť ako aj oblasť mletia, ktorá je vytvorená ako jednokomorový rúrkový mlyn.

Obidva stupne chladiacej oblasti sú usporiadané vedľa seba a zariadenie má dopravné zariadenie, ktoré je vytvorené ako injektorový dopravník alebo ako žľabový reťazový dopravník na dopravu napred ochladeného materiálu z prvého alebo druhého chladiaceho stupňa.

Jednokomorový rúrkový mlyn obsahuje mlecie telesá alebo gule s prierezom 10 až 30 mm, výhodne 20 mm.

Ako východiskový materiál sa na spôsob podľa vynálezu používa REA-sadra, čo je sadra odpadajúca pri odsírovaní dymových plynov v elektrárňach na čierne a hnedé uhlie. Táto REA-sadra sa z hľadiska svojho chemického zloženia kladie na úroveň prírodnej sadry. Odpadá ako filtračný koláč s vlhkosťou asi 7 až 10 hmotn. a pozostáva z kryštálov s veľkosťou 10 až 100 pm.

REA-sadra, používaná ako filtračný koláč s vlhkosťou 7 až 10 % hmotn. ako východiskový materiál sa suší v sušiacej oblasti (výhodne pozostávajúcej zo sušičky so stúpajúcimi rúrkami s integrovaným deaglomerátorom) na konečnú vlhkosť 0,5 až 1,0 % hmotn. Zahrievanie tejto sušiacej oblasti sa výhodne uskutočňuje odpadnými plynmi z kalcinácie a predhrievacej oblasti ako aj časťou ohriateho studeného vzduchu.

Usušená, jemne zrnitá REA-sadra sa privádza po dávkach do dvojstupňovej predhrievacej oblasti, ktorá je tvorená dvojstupňovým cyklónovým predhrievačom. V tejto predhrievacej oblasti sa REA-sadra predhreje na teplotu medzi 580 až 550 °C, výhodne asi 500 °C. Potom sa usušená a predhriata REA-sadra zahrieva v kalcinačnej oblasti s nosným plynom na teplotu kalcinácie medzi 780 až 900 “C. V tejto kalcinačnej oblasti dochádza na úplné odštiepenie kryštálovej vody a materiál sa zahrieva na teplotu potrebnú na požadované vlastnosti produktu.

Kalcinovaný tovar sa potom ochladzuje v chladiacej oblasti za spätného získania značného tepla. Proces chladenia sa môže výhodne uskutočňovať v dvoch stupňoch. Po prvom stupni chladenia sa anhydrit dopravuje mechanicky alebo pneumaticky pomocou chladenia, ktorý je výhodne usporiadaný vedľa prvého stupňa chladenia.

Vysoko zahriaty chladiaci vzduch z prvého stupňa chladenia sa vedie výhodne ako spaľovací vzduch do kalcinačnej oblasti, zatiaľ čo málo ohriaty chladiaci vzduch z druhého stupňa chladenia sa využíva spoločne s horúcimi odpadnými plynmi kalcinančnej a predhrievacej oblasti v sušiacej oblasti na sušenie filtračného koláča.

Na vlastnosti produktu má rozhodný význam, že sa pri spôsobe podľa vynálezu jednak REA-sadra suší viacstupňovo a rovnako tak predhrieva a jednak, že teplota kalcinácie sa pohybuje značne pod teplotou potrebnou na tvorbu anhydritu. Pomocou viacstupňového sušenia a predhrieva

SK 279736 Β6 nia sa maximálne zabráni dekrepitácii kryštálov sadry, zatiaľ čo je zvýšená teplota kalcinácie rozhodujúca na dosiahnutie požadovaného hmotnostného pomeru voda/sadra < 0,40. Malý rozpad zma viacstupňovým sušením a predhrievaním možno dokázať stanovením merného povrchu podľa Blaina na vsadzovanom materiáli a na kalcináte.

Síce sa, ako je možné preukázať v rontgenovom difraktometri, dosiahne už pri teplote kalcinácie 700 ’C konverzie v anhydrite II, ale pritom sa hmotnostný pomer sadra/voda pohybuje medzi 0,45 až 0,50. Až zvýšenie teploty kalcinácie na 730 až 900 ’C prináša prekvapivo zníženie hmotnostného pomeru voda/sadra na 0,3 až 0,35 tak, aby sa tým vlastnosti produktu negatívne neovplyvnili.

Prehľad obrázkov na výkrese

Príklad uskutočnenia zariadenia na realizovanie spôsobu podľa vynálezu je znázornený schematicky na výkrese.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Zariadenie má sušičku 1 so stúpacími rúrkami a integrovaným deaglomerátom. Vsadenie REA-sadry do sušičky I so stúpajúcimi rúrkami sa uskutočňuje cez skriňový podávač 3.

Zariadenie obsahuje ďalej predhrievaciu oblasť 4, ktorá má dva predhrievacie cyklóny 4a, 4b.

Na predhrievaciu oblasť 4 nadväzuje kalcinačná oblasť 5, ku ktorej patrí kalcinačná šachta 5b, vybavená väčším počtom horákov 5a, rovnako tak ako cyklónom 5c.

Zariadenie obsahuje ďalej chladiacu oblasť, pozostávajúcu z prvého stupňa 6 chladenia a z druhého stupňa 7 chladenia. Prvý stupeň 6 chladenia pozostáva z chladiaceho cyklónu 6a, zatiaľ čo druhý stupeň 7 chladenia pozostáva z troch chladiacich cyklónov 7a, 7b a 7c.

Chladený tovar sa dostáva cez korčekový výťah 8 k silu 9, z ktorého sa plní jednokomorový guľový mlyn 10.

Odpadné plyny opúšťajúce sušičku 1 so stúpacími rúrkami sa čistia v hadicovom filtri 11. Usušená REA-sadra, oddelená od týchto odpadných plynov, sa privádza pomocou korčekového výťahu 12 do predhrievacej oblasti 4.

Pomocou poloprevádzky na výkrese znázorneného druhu, boli uskutočnené obsiahle kalcinačné pokusy. Ako skúšaný tovar slúžili REA-sadry z elektrární na kamenné uhlie, ktoré boli ako filtračný koláč predložené s vlhkosťou asi 7 až 10 % hmotn. Filtračné koláče sa vniesli so vsadeným množstvom 350 kg/h do sušičky 1 so stúpacími rúrkami a sušili sa odpadnými plynmi z predhrievacej oblasti 4 a kalcinačnej oblasti 5, (ktoré mali teplotu asi 450 ’C) asi na zostatkovú vlhkosť 0,5 % hmotn.

Po sušení bola REA-sadra vo forme jemne zrnitej a dobre tekúcej múky, táto sa predhriala v predhrievacej oblasti 4 asi na 450 °C, skôr ako bola privedená do kalcinačnej oblasti 5. Tu došlo na úplné vypudenie zostatkovej kryštálovej vody a nastavenie požadovaných vlastností produktu (pozri dolu). Potom sa kalcinát dostal do dvojstupňovej oblasti chladenia, kde došlo v prúde vzduchu na ochladenie asi na 80 ’C.

V prvom rade pokusov sa nastavila teplota kalcinácie asi na 700 ’C, ktorá postačila na dokonalé vypudenie kryštálovej vody a na konverziu sadry na anhydrit II. Konverzia vo fáze anhydritu H bola preukázaná pomocou róntgendifraktometra. Technologické skúšky kalcinátu poskytli hmotnostný pomer voda/sadra 0,48, neuspokojivé správanie pri tuhnutí a nedostatočnú pevnosť.

Potom sa po stupňoch zvyšovala teplota kalcinácie až na 830 ’C. Počínajúc teplotou kalcinácie 800 ’C sa docielili dobré výsledky. Optimálna teplota kalcinácie kolísala pre REA-sadry rozdielnej proveniencie medzi 780 až 900 ’C. V tejto teplotnej oblasti bolí dosiahnuté hmotnostné pomery voda/sadra 0,32 až 0,38.

Na dosiahnutie dobrých tokových vlastností, (čo je predpokladom pre samostatne sa nivelujúce množstvo tekutej mazaniny) a veľkých pevností malty sa REA-anhydrity výhodne rozomieľajú na 2500 až 3500 cm^/g, najvýhodnejšie na 3000 až 3200 cm²/g (merané podľa Blaina). Mletie sa môže uskutočňovať v jednokomorovom rúrkovom mlyne bez rozdružovača, s guľami alebo výhodne mlecími telesami s priemerom 20 mm Jemným rozomletím sa zvýši hmotnostný pomer voda/sadra asi o 0,03.

V tabuľke 1 sú uvedené niektoré podstatné výsledky poloprevádzkových pokusov s REA-sadrou. Je vidieť najmä veľkú závislosť hmotnostného pomeru voda/sadra od teploty kalcinácie.

V tabuľke 2 sú reprodukované pomery pevnosti anhydritov vyrobených spôsobom podľa vynálezu. Pri vzorkách STK1, STK2 a STK3 ide o anhydrity z troch rôznych elektrární na kamenné uhlie.

V tabuľke 2 sú uvedené výsledky skúšania podľa normy. Vyrobený anhydrit predstihol po rozomletí v jednokomorovom rúrkovom mlyne vo všetkých prípadoch požiadavku kladenú podľa DIN 4208.

Tabuľka 1: výsledky poloprevádzkových pokusov s REA-sadrou

pokus fi.	teplota v ·ο	merný povrch podlá Blaina	hnotrostný poaer voda/sádra
v zariadení na kalcináe’u	v pred- hrieva- či	p? st- pred	pc uletí
61 č 1	letím	pred uletia	po letí
1	^00	406	102C	L170	3250	0,47	0,61
2	7SO	430	L08C	1140	3300	0.48	0.6C
3	800	445	loac	1180	3190	0.35	Q.41
4	830	485	1020	1180	3130	0.34	0,40

Tabuľka 2: hodnoty pevnosti anhydritu vyrobeného podľa vynálezu

Hodnoty pevnosti v N/aa* (stanovenie podlá DIN +208)
	3 dni	28 ôní
vzorka	pevnost v	ť-ab.u pevnost	pevnosť v	ťahu	pe/tiust
	pri ohybe	v tlaku	pri ohybe		v tlaku
STK.	3.7	30,6	8,0		•11,0
STK 2	3,0	18.1	7,5		36,7
STK3	8,9	19,6	8,4		38,4
• AB20	1,0	8,0	4,0		20,0

*/ najnižšia pevnosť podľa DIN 4208 pre anhydrit akostnej triedy AB20

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Spôsob výroby tekutej anhydritovej sadry na mazaninu, vyznačujúci sa t ý m, že pozostáva z nasledujúcich krokov:

a/ ako východiskový materiál sa používa sadra, zahrnujúci sadru, ktorá odpadá v zariadení na odsírenie dymových plynov, b/ východiskový materiál sa po sušení predhrieva v dvojstupňovej predhrievacej oblasti, c/ predhriaty materiál sa ďalej zahrieva v oblasti kalcinácie na kalcinačnú teplotu v rozmedzí 780 až 900 ’C, d/ po ochladení sa kalcmovaný materiál rozomieľa na merný povrch, merané podľa Blaina, 2500 až 3500 cm2/g.
2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že sa usušený vsadený materiál pred vsadením do oblasti kalcinácie predhrieva na teplotu v rozmedzí 480 až 550 ’C.
3. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že sa kalcinovaný materiál chladí v dvoch stupňoch vzduchom, pričom chladiaci vzduch z prvého stupňa chladenia sa privádza ako spaľovací vzduch do oblasti kalcinácie, zatiaľ čo chladiaci vzduch z druhého stupňa chladenia sa používa spolu s odpadnými plynmi z oblasti predhrievania na sušenie východiskového materiálu.
4. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že sa ochladený materiál rozomieľa na špecifický povrch 2800 až 3200 cm2/g.
5. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že sa ochladený materiál pri kontinuálnej prevádzke rozomieľa v jednokomorovom rúrkovom mlyne
6. Zariadenie na uskutočňovanie spôsobu podľa najmenej jedného z nárokov 1 až 5, vyznačujúce sa t ý m , že má a/ sušiacu zónu vytvorenú výhodne ako sušičku (1) s integrovaným deaglomerátorom, b/ predhrievaciu zónu (4) vytvorenú ako dvojstupňový cyklónový predhrievač, c/ oblasť (5) kalcinácie s nosným plynom, ktorá má kalcinačnú šachtu (5b) vybavenú jedným alebo niekoľkými kalcinačnými horákmi a cyklón (5c) na oddelenie kalcinátu, d/ výhodne dvojstupňovú chladiacu oblasť (6,7), e/ ako aj oblasť mletia, vytvorenú výhodne ako jednokomorový rúrkový mlyn.
7. Zariadenie podľa nároku 6, vyznačujúce sa tým, že obidva stupne (6, 7) chladiacej oblasti sú usporiadané vedľa seba a je opatrené dopravným zariadením, vytvoreným výhodne ako injektorový dopravník alebo ako žľabový reťazový dopravník na dopravu napred ochladeného materiálu z prvého alebo druhého stupňa (6,7) chladiacej oblasti.
8. Zariadenie podľa nároku 6, vyznačujúce sa tým, že jednokomorový rúrkový mlyn (10) obsahuje mlecie telesá alebo gule s priemerom 10 až 30 mm, výhodne ale 20 mm.