DE19542159C2 - Verfahren zur Herstellung von trockenem, hochreaktivem Calziumhydroxid - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von trockenem, hochreaktivem, also schnell umsetzbarem, feindispersem Calziumhydroxid mit einer guten Verteilbarkeit, z. B. in einer Flugstaubwolke unter Verwendung von Calziumhydroxidpulvern mit normaler Umsetzbarkeit, die durch übliches Löschen hergestellt wurden.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugte hochreaktive Material ist insbesondere für den Einsatz bei der trockenen oder konditionierten Abgasreinigung, in Neutralisationsanlagen sowie bei der Trinkwasseraufbereitung geeignet.

Trockenes, hochreaktionsfähiges Calziumhydroxid mit guter feindisperser Verteilbarkeit ist auch für die Rauchgasreinigung insbesondere von Müllverbrennungsanlagen sehr gut geeignet. Die in der Regel bei den üblichen Löschanlagen anfallenden Produkte sind hierfür weniger geeignet. Ihre Umsetzbarkeit ist in der Regel zu gering, so daß teilweise eine mehrfache überstöchiometrische Menge des Absorbens zur Bindung der Schadstoffe benötigt wird. Die Herstellung hochreaktiver Calziumhydroxidpulver wird weiterhin dadurch erschwert, daß die Feinstpartikel zur Agglomeration neigen und deshalb nicht im gewünschten Maße reaktiv werden.

Aus dem Stand der Technik sind deshalb Verfahren bekannt mit denen versucht wird die spezifische Oberfläche des Calziumhydroxids für diesen speziellen Einsatzzweck zu erhöhen und ein nichtagglomerierendes Material herzustellen.

Um gute Umsetzbarkeiten zu gewährleisten, werden wäßrige Calziumhydroxidsuspensionen angeboten, die einen Wirkstoffgehalt von 20-30% haben. Sie werden durch Naßvermahlung von Suspensionen aus Calziumhydroxidpulvern gewonnen, die durch übliches Löschen hergestellt wurden. Diese Suspensionen sind wegen der feinen Vermahlung sedimentationsstabil, aber wegen des hohen Wasseranteils sehr teuer bei der Anwendung.

In der DE 23 49 087 B1 wird ein Verfahren zur Herstellung von Kalkhydrat durch Löschen von Branntkalk beschrieben, wobei das anfallende Kalkhydrat gesichtet wird und dabei die in ihrer Korngröße einem Rückstand auf DIN-Sieb 0.09 mm entsprechenden Kalkhydrat-Grieße vom Feingut abgetrennt und ein Teil dieser Grieße, zusammen mit frischem Branntkalk, erneut der Löschvorrichtung zugeführt werden.

Demnach sollen mit einer Sichtung große Mengen an Kalkhydrat-Grießen abgetrennt werden, die, zusammen mit frischem Branntkalk, erneut der Löschvorrichtung zugeführt werden.

Bei diesem Verfahren geht es nicht darum, daß die sich beim Löschen von Branntkalken ergebenden Grieße zu einem besonders hochreaktiven Kalkhydrat aufgearbeitet werden sollen, sondern zu einem "normalen" technischen Hydrat, was sich an der Angabe der Trennkorngröße von 0,09 mm zeigt. Hochwertige, d. h. hochreaktive Kalkhydrate gemäß der vorliegenden Erfindung, haben nur 1% Rückstand < 63 µm (0.063 mm). Ein nach der DE 23 49 087 B1 erhaltenes Endprodukt ist demnach Ausgangsprodukt der vorliegenden Erfindung.

Aus der DE-PS 34 33 228 C1 ist z. B. ein Verfahren zur Herstellung von trockenem Calziumhydroxid mit besonders großer spezifischer Oberfläche durch Löschen von feinstückigem oder gemahlenem, weich gebranntem Kalk bekannt, wobei der Kalk mit einer Löschflüssigkeit, bestehend aus Wasser und einem reaktionsverzögernden organischen Lösungsmittel intensiv und homogen vermischt wird.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das Vermischen von Löschflüssigkeit, bestehend aus 30 bis 50 Volumenanteilen Wasser und 50 bis 70 Volumenanteilen des organischen Lösungsmittels, mit dem Kalk bei einer Temperatur < 45°C in einem Mischgefäß erfolgt, dann die Reaktionsmischung in ein Hauptreaktionsgefäß überführt wird, wo sie mittels einer Heizeinrichtung auf eine Temperatur von 50 bis 70°C gebracht wird und die Endreaktion in einem weiteren Reaktionsgefäß stattfindet, wobei im ersten Mischgefäß das Verhältnis von Kalk zu Löschflüssigkeit so gewählt wird, daß im letzten Reaktionsgefäß eine Reaktionsendtemperatur von 85 bis 110°C erreicht wird.

Das fertige Calziumhydroxid muß abschließend durch einen Kühler auf Temperaturen < 50°C abgekühlt werden.

Für die Förderung der Reaktionsmischung durch das Hauptreaktionsgefäß werden Transportbänder oder besondere Mischer eingesetzt. In einer besonderen Entgasungsstufe muß dem fertigen Calziumhydroxid anhaftendes Lösungsmittel durch Anlegen eines Vakuums und/oder durch Spülen mit einem Inertgas entfernt werden. Dieses Verfahren benötigt eine aufwendige Produktionstechnik und kann keinesfalls in einer üblichen einfachen Löschmaschine durchgeführt werden.

Die DE-PS 38 04 180 C1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von trockenem, feindispersem Calziumhydroxid mit großer spezifischer Oberfläche aus einer Calziumhydroxidsuspension. Danach wird das Calziumhydroxid ebenfalls in einer flüssigen Phase suspendiert, wobei der Massenanteil an Calziumhydroxid auf 10 bis 80% eingestellt wird und die Suspension einer mechanischen Beanspruchung unterworfen wird.

Anschließend nach einer Fest-Flüssig-Trennung soll die Restflüssigkeit im Calziumhydroxid durch schonendes Trocknen entfernt werden. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknen der mechanisch beanspruchten Suspension in einem Vakuumtrockner erfolgt und das getrocknete Calziumhydroxid aufgelockert wird.

Die mechanische Beanspruchung der Suspension soll durch Kneten, Walzen, Pressen, Stampfen, Reiben, Mahlen, intensives Rühren, Spritzen gegen Prallkörper oder durch die Anwendung energiereicher Schwingungen erfolgen.

Vor dem Trocknen kann es erforderlich sein, daß das Calziumhydroxid in einem ein- oder mehrstufigen Waschprozeß mit einem organischen Lösungsmittel behandelt werden muß.

Nachteilig bei diesen Verfahren sind die wegen der Verwendung von Alkohol beim Löschen des Kalkes erforderlichen sicherheitstechnischen Vorkehrungen, sowie generell der relativ große apparative und energetische Aufwand.

Weiterhin ist allen bekannten Verfahren zu eigen, daß die Herstellung des hochreaktiven Calziumhydroxidpulvers stets aus einer vorher anzumischenden Suspension heraus erfolgt.

Nur mit den beschriebenen Verfahren konnte bisher ein wenig agglomerierendes Calziumhydroxid mit einer für den speziellen Anwendungszweck erforderlichen spezifischen Oberfläche erreicht werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde die Nachteile der genannten Verfahren zu vermeiden und in einfacher Weise ein nicht agglomerierendes hochreaktives Calziumhydroxid, das durch eine schnelle Umsetzbarkeit gekennzeichnet ist, herzustellen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besondere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 enthalten.

Es wurde überraschend gefunden, daß ein trockenes, hochreaktives Calziumhydroxid, aus durch übliches Löschen erzeugtem Calziumhydroxid dadurch erhalten werden kann, daß das Calziumhydroxid als Aufgabegut in eine Vorrichtung gegeben wird in der es durch mechanische Beanspruchung und/oder autogene Zerkleinerung desagglomeriert und partiell zerkleinert wird.

Im Ergebnis kann dann ein erheblicher Teil des aufgegebenen Materials als hochreaktives, sehr gut dispergierbares Feingut abgetrennt werden, wobei der abgetrennte Feinanteil zusammen mit den Feinanteilen des Grießes den im Aufgabegut enthaltenen Feinanteil der Menge nach übersteigt.

Nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung handelt es sich bei der Vorrichtung in die das Aufgabegut gelangt und behandelt wird um einen Sichter mit drehenden Einbauten, vorzugsweise um einen Stabkorb- oder Lamellen-Sichter.

Überraschend ist vor allem, daß das Feingut nach dem Sichtvorgang einen Feingutanteil über 80 Gew.-% unter 6 µm Korngröße und einen Feinstgut-Anteil über 50 Gew.-% unter 4 µm Korngröße enthält und die Grieße feiner als das Aufgabegut sind.

Zu erklären ist die unerwartet hohe Ausbeute an Feinsthydrat mit einer Auffeinung des Sichter-Aufgabegutes durch Zerschlagen der Ca(OH)₂-Blättchen im Sichter, der überraschend als Zerkleinerungsaggregat wirkt.

Entsprechend ist das mit dem Sichter aus dem Calziumhydroxid-Förderstrom aussichtbare Feinstgut nicht agglomeriert, sehr gut dispergierbar und besitzt eine Reaktivität, die der von bislang nach aufwendigen Verfahren hergestellten Materialien entspricht.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist die Behandlung des Aufgabegutes aber auch in einer Vorrichtung möglich, in der eine autogene Zerkleinerung erfolgt. Eine solche Vorrichtung kann z. B. ein einfacher Zyklon sein.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Verfahrensfließbild zur Feinsthydratherstellung mit einem Sichter,

Fig. 2 ein Beispiel mit typischen Kornverteilungskurven der Partikelgrößen von Sichteraufgabematerial, Sichterfeingut und Sichtergrießen.

Nach dem Verfahrensfließbild in Fig. 1 gelangt das Aufgabematerial, ein handelsübliches Weißkalkhydrat mit 93% Ca(OH)₂ über eine Förderschnecke 1 und eine Zellenradschleuse 2a in den Sichter 3, der mit drehenden Einbauten versehen ist. Dabei handelt es sich beispielsweise um einen Stabkorb- oder Lamellen- Sichter.

Im Sichter wird das Aufgabegut durch mechanische Beanspruchung desagglomeriert und partiell zerkleinert.

Bei "-" wird ein hochreaktives, sehr gut dispergierbares Feingut ausgetragen, welches zusammen mit den Feinanteilen des Grießes den im Aufgabegut enthaltenen Feinanteil der Menge nach übersteigt.

Das Feingut-Luftgemisch wird in dem nachgeschalteten Zyklon 4 getrennt. Mit der Bezugsnummer 5a sind die eingesetzten Gebläse für den Umluftkreislauf bezeichnet und 5b zeigt einen Filterventilator. Über Filter 6 wird ein Teil der Umluft aus dem Kreislauf entnommen und gereinigt. Bei "+" wird im Sichter 3 Grieße ausgetragen.

In Fig. 2 sind die Summenverteilungskurven dargestellt. Aufgabematerial war ein handelsübliches Weißkalkhydrat mit 93% Ca(OH)₂. Das Sichterfeingut (Feinsthydrat) hatte Ca(OH)₂-Gehalte von 94-95%.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von trockenem, hochreaktivem Calziumhydroxid, aus durch übliches Löschen erzeugtem Calziumhydroxid, dadurch gekennzeichnet, daß das Calziumhydroxid als Aufgabegut in einen Sichter mit drehenden Einbauten und/oder einer Vorrichtung zur autogenen Zerkleinerung gegeben wird, wo es desagglomeriert und partiell zerkleinert wird und ein erheblicher Teil des aufgegebenen Materials als hochreaktives, sehr gut dispergierbares Feingut abgetrennt wird, wobei der abgetrennte Feinanteil zusammen mit den Feinanteilen des Grießes den im Aufgabengut enthaltenen Feinanteil der Menge nach übersteigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufgabegut in einen Stabkorb- oder Lamellen-Sichter gegeben wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das abgetrennte Feingut einen Feingutanteil über 80 Gew.-% unter 6 µm Korngröße enthält.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das abgetrennte Feingut einen Feinstgut-Anteil über 50 Gew.-% unter 4 µm Korngröße enthält.