DE2826769C2

DE2826769C2 - Verwendung von Calciumsulfat-Dihydraten, die aus der Abgaswäsche von Steinkohlenkraftwerken gewonnen werden, als Bestandteil in Putz- oder Maschinenputzgips

Info

Publication number: DE2826769C2
Application number: DE19782826769
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl.-Chem. Dr. 8715 Iphofen Hüller; Nikolaus 8711 Markt-Einersheim Knauf; Franz Dipl.-Chem. Dr. Wirsching
Original assignee: Gebr Knauf Westdeutsche Gipswerke
Current assignee: Knauf Gips KG
Priority date: 1978-06-19
Filing date: 1978-06-19
Publication date: 1990-03-08
Also published as: DE2826769A1

Abstract

Ein Gips aus Rauschgasentschwefelungsanlagen ist nicht zur Herstellung von Putzgips oder von Maschinenputzgips geeignet, weil ihm die fuer eine pure einlagige Hand- oder Maschinenverarbeitung wichtige Kornfraktion von 0,2 mm bis 1,2 mm fehlt. Es wurde ein Verfahren zur Herstellung von Putzgips und von Maschinenputzgips aus Calciumsulfat-Dihydraten, die aus der Abgaswaesche von Steinkohlenkraftwerken gewonnen und kompaktiert werden, gefunden. Danach wird kompaktierter Rauchgasgips bei Temperaturen von 400 bis 700 Grad C zu Anhydrit II gebrannt und anschliessend auf eine Koernung vermahlen, die zwischen 0 und 1,2 mm liegt, worauf dieses Produkt mit 20 bis 80 Gew.% Beta-Calciumsulfat-Halbhydrat vermischt wird. Ein so behandelter Rauchgasgips ist deshalb ueberraschenderweise zur Herstellung von Putzgips oder von Maschinenputzgips geeignet, da diese durch Vermahlung erhaltenen Teilchen auch bei der Verarbeitung als purer einlagiger Hand- oder Maschinenputz erhalten bleiben und stabil bleiben. ...U.S.W

Description

Steinkohlenkraftwerke und andere Feuerungen mit einer Feuerungswärmeleistung von über 4 Terajoule pro Stunde (TJ/h) entsprechend einer Kraftwerksleistung von ca. 420 Megawatt (MW) müssen aus Gründen des Umweltschutzes mit einer Rauchgasentschwefelung zur Entfernung von Schwefeldioxid aus den Rauchgasen ausgerüstet werden. Hierfür sind geeignete Naß- und Trokkenverfahren bekannt.

In einer Verfahrensgruppe der zahlreichen Naß-Verfahren zur Abgaswäsche wird Schwefeldioxid mit einer Absorptionslösung herausgewaschen und nach Oxidation als Calciumsullat-Dlhydrat niedergeschlagen.

Viele Rauchgasentschwelelungs-Verfahren ?.ur Abgaswäsche arbeiten heute nach diesem Prinzip und erzeugen Calciumsullat-Dlhydrat (= Rauchgasgips), well dieses Produkt In der Bauindustrie verwertet werden kann. Diese sinnvolle Verwertung von Abfallprodukten oder von Nebenprodukten wird heute überall angestrebt, well dadurch das Deponieren oder die Beseitigung auf Abfallhalden entfällt und ein wichtiger Beitrag zum Umweltschutz geleistet werden kann.

Dieses bei Abgaswäschen aus Steinkohlenkraftwerken oder anderen Feuerungen anfallende Endprodukt CaIcI-umsuifat-Dlhydrat fällt als feuchtes, (einteiliges, weißes Pulver mit einem hohen Reinheitsgrad von meist über 95% an. Es hat Im allgemeinen eine Feuchtigkeit von 10 Gew.-v Die Kristallgröße der Calclumsulfat-Dlhydrattellchcn liegt zwischen 0.01 mm und 0.2 mm mit einem Maximum bei etwa 0.05 mm und nur wenigen Prozenten über 0.2 mm. Die Tellchenform Ist plättchenartig bis stübchenartlg. Damit unterscheidet sich dieses Endprodukt wesentlich von dem Naturprodukt Calciumsullat-Dlhydrat. welches In großen Felsablagerungen vorkommt und als stückiges, trockenes Gestein von großen Abmessungen zerkleinert und schließlich auf die verwendungstiihige Teilchengröße vermählen werden niu!.'

FIn Mauptproduki In der Anwendung von Caiclumsi:!- laien in der (ilpsindiistne i<: der iiauiiip-· speziell '-:; Pui.'.gip¹ UDCi de; Niasehinenpulmp- iV: 'm;im.H. .. ;,-PUlZL'iP'; is" e!:¹. mr enemlsehe-- /'usi'WP lahrlkmiii.'·,. nicK'. aus l'ul/gin^ poiaesielner llauL'i:-. ι.;·: sie'· ■■■. 'ί erarbeiiLitiL mit Püi.'niasLhiiiei eitne; \ ορλ (. aiciu::¹ sulfat her bestehen sowohl der Putzgips als auch der Maschlnenputzglps aus etwa '/₃ bis V₃ Gewichtstelle hochgebrannter Gips (erbrannter Anhydrit II) und ²/₃ bis V₃ Gewichtstelle /J-Halbhydratglps. Eine Hauptelgenschaft des Maschlnenputzgipses Ist neben einer verlängerten Abbindezeit, einem guten Wasserrückhaltevermögen und einer guten Verarbeitung sein spezieller Kornaufbau, der zwischen 0 und 1,2 mm Hegt, wobei die Fraktion unter o,2 mm etwa 50 bis 70 Gew.-% beträgt und die

ίο Fraktion von 0,2 mm bis 1,2 mm etwa 30 bis 50 Gew.-%. Dieser spezielle Kornaufbau mit einem erheblichen Anteil der Fraktion von 0,2 mm bis 1,2 mm Ist auch für den Putzgips charakteristisch. Er Ist notwendig für die Verarbeltbarkeit dieser Gipse zu einem puren, einlagigen Gipsputz sowohl mit der Maschine (Maschlnenputzglps) als auch von Hand (Putzgips). Dieser Komantell über 0,2 mm muß vor allen Dingen beim Anmachen mit Wasser und während der Verarbeitung stabil sein und erhalten bleiben. Ein Putzgips oder ein Maschlnenputzglps

-⁷O nach DIN 1168, dem diese Kornfraktfon fehlt, kann pur weder mit Putzmaschinen noch von Hand zu einem einlagigen Gipsputz verarbeitet werden. Aus diesem Grund 1st ein Gips aus Rauchgasentschwefelungsanlagen nicht zur Herstellung von Putzgips oder von Maschlnenputz-

-"' gips geeignet, well Ihm die für eine pure einlagige Handoder Maschinenverarbeitung wichtige Kornfraktlon von 0,2 mm bis 1,2 mm fehlt.

Aus der DE-PS ?1 46 777 ist ein Verfahren zur Herstellung von abblndetähigen Calclumsulfaten aus feintelllgen und In stückige Form gebrachten Calciumsulfaten bekannt, und zwar durch Brennen dieses In stückiger Form vorliegenden Calciumsulfate auf einem durch eine Brennkammer laufenden Rostband und anschließendes Vermählen des abbindefähigen Endprodukts, wobei das

^r' nach einem ersten Brennvorgang anfallende Produkt In Wasser weltgehend hydratlslert, erneut gebrannt und danach erst vermählen wird. In dieser DE-PS wird gelehrt, daß die als Ausgangsmaterlallen einzusetzenden Calciumsulfate In an sich bekannter Welse durch Granu-Heren, Pelletleren oder Brikettleren In. stückige Form überzuführen sind, wobei besonders auf die Möglichkeit hingewiesen wird, das !einteilige Ausgangsmaterial mit einer geringen Menge an Calclumsulfat-Halbhydrat als Bindemittel zu vermischen und unter Zusatz von Wasser

⁴' zu pelletisieren. Hieraus konnte nicht hergeleitet werden, daß die Möglichkeit besteht, Calclumsulfat-Dlhydrat, das aus der Abgaswäsche von Steinkohlenkraftwerken mit einem Gehalt an freiem Wasser bis zu 4 Gew.-% anfällt ohne Zusatz Irgendwelcher Bindemittel mittels Walzen-

'" pressen zu kompaktleren. Das vorbekannte Verfahren schreibt außerdem einen zweimaligen Brennvorgang mit zwischengeschalteter Rehydratlslerung des Brenngutes vor und erfordert somit einen erheblichen Aufwand an technischen Einrichtungen und an Energie.

Es sind auch bereits Versuche unternommen worden, Rauchgasgips durch Kornvergrößerung für die Herstellung von Putzgips oder Maschlnenputzglps geeignet zu machen.

Ein solches Verfahren Ist beispielsweise aus der DE-AS ^w' 11 69 355 oder aus der US-PS 24 12 170 bekannt. Hierbei wird ein !einteiliges Calclumsulfat-Dlhydrat durch Brennen partiell oder ganz dehydratlslen und anschließend unter Wasserzugiihc peMetlslen. Die Peilels erhäücp duTp, Abbinden um' habe! eine Ci'ftHe von /. 1>. ;il !■■:-

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tung von Rauchgasgips angewendet werden, sein wesentlicher Nachteil sind die erheblichen Aufwendungen an Energie.

Ein weiteres Verfahren zur Kornvergrößerung von felntelligem Rauchgasgips 1st das Kompaktleren von Rauchgasglps-Dlhydrat mittels Walzenpressen. Dieses Verfahren 1st In der deutschen Patentanmeldung P 26 58 915.1-41 vorgeschlagen. Danach wird das Calciumsulfat-Dlhydrat mit einem Gehalt an freiem Wasser von >0 bis 4 Gew.-% unter einem hohen Anpreüdruck von 1 bis 5 Mp pro cm zu stockigem Gut verpreßt.

Das stückige Gut aus kompaktlertem Rauchgasgips unterscheidet sich In seinem Inneren Verband wesentlich von dem aus pelletlslertem Rauchgasgips. Während der Verband der einzelnen Teilchen Im pelletisieren Rauchgasglps sehr fest 1st und durch das Abbinden des dehydratlsierten Gipses bewirkt wird, beruht der Zusammenhalt der einzelnen Teilchen des Ausgangsmaterials Im kompaktierten Rauchgasgips lediglich auf der durch das Verpressen bewirkten Innigen Berührung der Oberflächen der einzelnen Teilchen des Ausgangsmaterials, wobei diese kompaktierten Stocke eine vergleichsweise nur geringe Festigkeit haben und auch Im gebrannten Zustand leichter zerfallen. Wird beispielsweise ein kompaktierter Rauchgasgips bei Temperaturen zwischen 120 bis 180⁰C zu /J-Calclumsulfat-Halbhydrat gebrannt, so zerfällt dieses Produkt spontan bei Kontakt mit Wasser In zahlreiche kleinste Elnzeltellchen. Nach dem Brennen zu /3-Calclumsulfat-Halbhydrat 1st der kompaktlerte Rauchgasgips zwar so fest, daß ein Zerkleinern In herkömmlichen Mahlaggregaten, wie Hammer- oder Schlagkreuzmühlen, auf einen Kornaulbau mit z. B. 30 bis 70 Gew.-% einer Fraktion zwischen 0,2 mm und 1,2 mm möglich Ist, aber auch die Teilchen dieser Mahlprodukte zerfallen beim Kontakt mit Wasser spontan. Eine Kornvergrößerung zur Herstellung von Putzgips oder Maschlnenputzglps kann auf diesem Wege nicht erreicht werden.

Hieraus ergab sich die Aufgabe, Rauchgasgips mit einfachen Maßnahmen und Mitteln In einen abbindefähigen Anhydrit II überzuführen, der als Bestandteil von Putzgips oder Maschlnenputzglps verwendet werden kann.

Gegenstand der Erfindung Ist die Verwendung von Calclumsulfat-Dlhydrat, das aus der Abgaswäsche von Steinkohlenkraftwerken mit einem Gehalt an freiem Wasser bis zu 4 Gew.-% anfällt, anschließend mittels Walzenpressen unter einem Druck von 1 bis 5 Mp/cm Walzenbreite kompaktlert, In dieser Form bei Temperaturen von 400 bis 700° C zu Anhydrit II gebrannt und auf eine Körnung, die zu 30 bis 70 Gew.-96 aus Teilchen mit einem Durchmesser von 0,2 bis 1,2 mm besteht, vermählen worden Ist, In einer Menge von 66 bis 33 Gew.-* bezogen auf das Gesamtgewicht - neben /5-Calclumsulfat-Halbhydrat In Putz- bzw. Maschlnenputzglps als Bestandteil, dessen Teilchen In Kontakt mit Wasser nicht zerfallen und auch be! der Verarbeitung stabil bleiben.

Erfindungsgemäß wird der erbrannte Anhydrit II au! eine Körnung vermählen, die zu 30 bis 70 Gew.-% aus Teilchen mit einem Durchmesser von 0,2 bis 1,2 mm besteht und anschließend In einer Menge von 66 bis 33 Gew.-% - bezogen auf das Gesamtgewicht - mit /?-Calcl umsulfat-Halbhydrat vermischt.

Die Erfindung basiert auf der Feststellung, daß ti;: Teilchen einen Anhydrit 11, der durch Brennen von k<impaktlertem Rauchgasgips bei Temperaturen von 4(m p. 700°C erhalten woruen ist. In Kontakt mit Wasser ni.
erfallen und auch bei de- Verarbeitung als purer ein,^..

ger Hand- oder Maschinenputz stabil bleiben.

Wird ein solcher kompaktlerter und zu Anhydrit II erbrannter Rauchgasgips auf herkömmlichen Mahlaggregaten auf eine Körnung vermählen, die beispielsweise zu 30 bis 70 Gew.-% aus Teilchen mit einer Korngröße von 0,2 bis 1,2 mm besteht und deren Korngrößen Insgesamt zwischen >0 und 1,2 mm liegen, so ist festzustellen, daß auch die durch die Vermahlung erhaltenen Teilchen beim Kontakt mit Wasser stabil bleiben. Ein so behandelter Rauchgasgips ist deshalb überraschenderweise zur Herstellung von Putzgips oder von Maschlnenputzglps geeignet, da diese durch Vermahlung erhaltenen Teilchen auch bei der Verarbeitung als purer einlagiger Hand- oder Maschinenputz erhalten und stabil bleiben.

Das erfindungsgemäße aus kompaktlertem Rauchgasgips durch Brennen zu Anhydrit II und anschließender Vermahlung erzeugte Produkt Hegt demnach mit seinem Gehalt an Teilchen von 30 bis 70 Gew.-% mit einem Durchmesser von 0.2 bis 1,2 mm in dem Bereich der abbindefähigen Calciumsulfate, die für die Erzeugung und Verwendung als Putzgips oder von Maschlnenputzglps geeignet sind. Da die einzelnen Teilchen eines erfindungsgemäß erzeugten Produkts Im Kontakt mit Wasser keinen spontanen Zerfall erleiden und bei der Verarbeitung als purer einlagiger Putzgips oder Maschinenputzglps stabil bleiben, erfüllen die erfindungsgemäß hergestellten Produkte Überraschenderwelse sämtliche Voraussetzungen, die an einen guten Putzgips und einen guten Maschlnenputzglps zu stellen sind.

Das Verfahren der Kompaktlerung, wie es In der deutschen Patentanmeldung P 26 58 915.1-41 vorgeschlagen Ist, kann für die Herstellung der erfindungsgemäß einzusetzenden kompaktierten Rauchgasgipse angewendet werden. Danach wird das Calclumsulfat-Dlhydrat mit einem Gehalt an freiem Wasser von bis zu 4 Gew.-96 bei Temperaturen bis zu 60° C unter einem Anpreßdruck von 1 bis 5 Mp pro cm Walzenbrelte mittels Walzenpressen zu Briketts oder Schülpen verpreßt. Das Brennen des kompaktle.ien Rauchgasgipses kann In jedem herkömmlichen Brennaggregat erfolgen, das zur Dehydratisierung von Gips zu Anhydrit II eingesetzt werden kann, wie beispielsweise das Rostband oder der Gegenstromdrehofen. Das aus dem Brennaggregat abgezogene Brennprodukt, welches zu Anhydrit II gebrannt Ist, wird schließlich In einer Mühle, wie beispielsweise einer Hammer-, Stiftoder Schlagkreuzmühle, auf die gewünschte Korngröße zerkleinert und anschließend zur Erzeugung von Putzgips oder Maschlnenputzglps In einer Menge von 66 bis 33 Gew.-% - bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung - mit /J-Calclumsulfat-Halbhydrat vermischt.

Mit dem Verfahren der Erfindung kann der aus Rauchgasentschwefelungsanlagen anfallende Rauchgasglps nach seiner Kompaktlerung mit einfachen und technisch wenig aufwendigen Maßnahmen In das technisch wertvolle Produkt Putzgips oder Maschlnenputzglps übergeführt werden. An folgenden Beispielen wird die Erfindung erläutert:

Beispiel 1 (Vergleich)

Kompaktlerter Rauchgasgips mit einem mittleren Korndurchmesser von 10 mm bis 30 mm und einem Reinheitsgrad von 97,9 Gew.-Ά als Ca'clumsulfat-D!^
drat wird In einem Versuchskocher bei 160° C zu ß-ht
hydrat mit einem Kristallwassergehalt von 5,73 de
eebrann,, wobei komgröbe um' K,irni'orm erha
ben Tritt, man dieses Ρηκιυκ, ir ^vVasst·· c · ■·■'
sponth' π hinzeitel!:': ■■■ r~- :'.":■■ K··'· ■"'.: .
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Beispiel 2 (Vergleich)

Der In Beispiel 1 spezifizierte, kompaktlerte und zu β-HaIbhydrat gebrannte Rauchgasgips wird auf einer Schlagkreuzmühle mit 5 mm-Siebelnsatz auf eine Korn-

vertellung mit 50,6 Gew.-96 einer Fraktion zwischen 0,2 mm und 1,2 mm vermählen. Beim Kontakt mit Wasser zerfällt dieses Mahlgut in Einzelteilchen mit einer KornverteÜung von 99,9 Gew.-96 unter 0,063 mm.

Tabelle 1

Kornverteilung von kompakliertem und zu /?-halbhydn>t gebranntem Rauchgasgips

feinteiliger
Rauchgasgips

kompaktierter
Rauchgasgips

/7-Halbhydrat
ungemahlen

/8-Halbhydrat
ungemahlen
in Wasser

/?-Halbhydrat
gemahlen

/S-Halbhydrat gemahlen
in Wasser

Reinheitsgrad %	97,9	97,9	n. b.	n. b.	n. b.	n. b.	4 (Erfindung)
(Kristallwasser)	(20,48)	( 20,48)	( 5,73)	( 5,73)	( 5,73)	( 5,73)
Kornfraktion %
10 bis 30 mm	0	100	100	0	0	0
über 1,2 mm	0	100	100	0	0	0
0,2 bis 1,2 mm	0	0	0	0	50,6	0
0,063 bis 0,2 mm	1,4	0	0	0,1	15,4	0,1
unter 0,063 mm	98,6	0	0	99,9	34,0	99,9
Beispiel	3 (Erfindung)			Beispiel

Kompaktierter Rauchgasgips mit einem mittleren Korndurchmesser von 10 mm bis 30 mm und einem Reinheitsgrad von 97,9 Gew.-% als Calciumsulfat-Dlhydrat wird auf einem Rostband bei 500° C zu Anhydrit II mit einem Kristallwassergehalt von 1,27 Gew.-% gebrannt, wobei Korngröße und Kornform erhalten bleiben. Beim Eintragen dieses Produktes In Wasser zerfallen die einzelnen Körner nicht, sondern bleiben In Ihrer Form stabil.

Der in Beispiel 3 spezifizierte, kompaktlerte und zu 3Q Anhydrit II gebrannte Rauchgasgips wird auf einer Schlagkreuzmühle mit 5 mm-Siebeinsatz auf eine Kornverteilung mit 39,2 Gew.-* einer Fraktion zwischen 0,2 mm und 1,2 mm vermählen. Im Kontakt mit Wasser zerfallen die Körner dieses Mahlguts nicht, sondern bleiben In Ihrer Form stabil.

Tabelle 2

KornverteÜung von kompaktiertem und zu Anhydrit II erbranntem Rauchgasgips

	feinteiliger Rauchgasgips	kompaktierter Rauchgasgips	erbrannter Anhydrit II ungemahlen	erbrannter Anhydrit II ungemahlen in Wasser	erbrannter Anhydrit Il . emahlen	erbrannter Anhydrit Il gemahlen in Wasser
Reinheitsgrad °/	97,9	97,9	n. b.	n. b.	n. b.	n. b.
(Kristallwasser)	(20,48)	( 20,48)	( 1,27)	( 1,27)	( 1,27)	( 1,27)
Kornfraktion "/
10 bis 30 mm	0	100	100	100	0	0
über 1,2 mm	0	100	100	100	0	0
0,2 bis 1,2	0	0	0	0	39,2	37,5
0,063 bis 0,2 mm	1,4	0	0	0	17,3	15,9
unter 0,063 mm	98,6	0	0	0	43,5	46,6

Claims

Patentanspruch:

Verwendung von Calclumsulfat-Dlhydrat, das aus der Abgaswäsche von Steinkohlenkraftwerken mit einem Gehalt an freiem Wasser bis zu 4 Gew.-⁰!, anfällt, anschließend mittels Walzenpressen unter einem Druck von 1 bis 5 Mp/cm Walzenbreite kompaktlert, In dieser Form bei Temperaturen von 400 bis 700° C zu Anhydrit II gebrannt und auf eine Körnung, die zu 30 bis 70 Gew.-% aus Teilchen mit einem Durchmesser von 0,2 bis 1,2 mm besteht, vermählen worden Ist, in einer Menge von 66 bis 33 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht - neben />-Calclumsulfat-Halbhydrat In Putz bzw. Maschlnenputzglps als Bestandteil, dessen Teilchen In Kontakt mit Wasser nicht zerfallen und auch bei der Verarbeitung stabil bleiben.