DE2943429A1

DE2943429A1 - Verfahren zur herstellung von rohmehl fuer das gips-schwefelsaeureverfahren

Info

Publication number: DE2943429A1
Application number: DE19792943429
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing. 4020 Linz Göller; Josef Dr. 4045 Dornach Hutter
Original assignee: Lentia GmbH
Current assignee: Polydan International Kunststoffe Chemikalien GmbH
Priority date: 1979-10-26
Filing date: 1979-10-26
Publication date: 1981-05-07
Also published as: JPS5919058B2; DD153675A1; PL227469A1; DE2943429C2; PL126700B1; ZA806429B; JPS5663849A; US4299634A; IN155028B

Description

Lentia Gesellschaft mit beschränkter Haftung Chem. u. pharm.Erzeugnisse - Industriebedarf Schwan thaler straße 39, 8000 München 2

Verfahren zur Herstellung von Rohmehl für das Gips-Sehwefelsäureverfahren

Die vorliegende Erfindung besieht sich auf die Herstellung von Rohmehl für das sog» Gips-Schwefel säureverfahren. Beim sogenannten Gips-Schwefelsäureverfahren wird aus Gips (vielfach Abfallgips) durch Umsetzung mit Koks imd SiG₂, Al₂O« und ^e₃O₃ enthaltenden Zuschlägen Zementklinker und Schwefeldioxyd bzw« Schwefelsäure hergestellt. Die Durchführung des Verfahrens erfolgt in den bekannten Drehrohröfen» denen zur wirtschaftlicheren vorwärmung des Rohmehles, Tsestehend aus der Kalziumsulfatkomponente * Koks und den SiO₂, Al₂O₃ und Fe₂O₃ enthaltenden Zuschlägen, ein Schwebegaswärmetauscher vorgeschaltet werden kann·

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Bei den bekannt hohen Reaktionstemperaturen verläuft die Reaktion in den verschiedenen Zonen des Drehrohrofens bzw· ev. in einem vorgeschalteten Schwebegaswärmetauscher im wesentlichen wie folgt:

2 C + CaSO₄ f= CaS + 2 CaS + 3 CaSO₄ ^=M CaO + 4

2 C + 4 CaSO₄; * 4 CaO + 2 CO₂ + 4 SO₂ ,

wobei außerdem noch CO gemäß der Gleichung C + CO₂?=^CO gebildet wird und an der Umsetzung teilnimmt.

Das gebildete CaO reagiert dann in der Sinterzone des Drehrohrofens mit den Zuschlagen zu Zementklinker, während das SO mit den Abgasen ev. über den Schwebegaswärmetauscher und über entsprechende Reinigungsstufen der Schwefelsäure— anlage zugeführt wird.

Eisher war man der Ansicht, daß die Rohmehlmischung sowohl vor ihrem Einsatz direkt in den Drehrohrofen als auch bei Verwendung eines vorgeschalteten Schwebegaswärmetauschers fein gemahlen sein muß bzw. die Einzelkomponenten von voraeherein eine entsprechend geringe Korngröße haben müssen (siehe DE-OS 16 71 215). Eine etwas gröbere Korngrößenverteilung des Koks wird jedoch bereits in der AT-PS 335 332 beschrieben, in der vorgeschlagen wird, den Koks nicht wie bis dahin üblich auf etwa

55 - 75 % <0,06 mm

15 - 25 % 0,06 - 0,09 mm

10 - 20 % 0,09 - 0,20 mm

zu vermählen, sondern auf

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20 - 40 % <0,06 mm

8 - 15 % 0,06 - 0,09 mm
45 - 70 % >0,09 mm

Darüber hinaus zu gehen hielt man bisher für untragbar·

Überraschend erweise wurde nun gefunden, daß man beim Gips— schwefelsäureverfahren,und zwar auch bei Vorschaltung eines Schwebegaswärmetauschers,den Koks mit einer Korngröße einsetzen kann, die weit außerhalb der bisher beschriebenen Mahlfeinheiten liegt, nämlich bei Korngrößen im wesentlichen zwischen 0,2 - 20 mm, ohne daß es einen nachteiligen Einfluß auf das C : SO^-Verhältnis hat. Der Drehrohrofen bzw, die aus dem Drehrohrofen und dem Vorwärmer bestehenden Brennanlagen können dabei nicht nur ohne irgendwelche Nachteile für den entstehenden Zementklinker bzw. die gewonnene Schwefelsäure wie üblich gefahren werden, es können vielmehr nicht unerhebliche Verbesserungen in der Qualität des resultierenden Zementes festgestellt werden.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Rohmehl für das Gips—Schwefelsäureverfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens 60 % der Kokskomponente eine Korngröße über 0,2 mm, jedoch mindestens 90 % eine Korngröße unter 20 ram besitzen* Bevorzugt liegt die Korngröße überwiegend bei 1 bis 5 mm, und zwar sollen zweckmäßig maximal 40 % der Kokskomponente eine Korngröße "unter 1 mm und mindestens ?0 % eine solche von Tmter 5 mm besitzen, sodaß also mindestens 30 % im Korngrößenbereich von 1 — 5 mm liegen.

Die Eignung eines derart grobkörnigen Kokses für das Gips-Schwefelsäureverfahre, insbesondere bei Verwendung eines Schwebegaswärmetauschers, war aus folgenden Gründen nicht naheliegendj

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Einerseits kann gemäß den oben angeführten Umsetzungsformen eine Reaktion zwischen festen Körpern optimal nur ablaufen, wenn die Reaktionspartner feinkörnig genug und homogen miteinander vermischt vorliegen, was bei Verwendung des erfindungsgemäß groben Kokses zwangsläufig nicht der Fall ist. Aber selbst wenn man annimmt, daß es sich nicht um eine Festkröperreaktion handelt, sondern ein Teil des reduzierenden Agens gasförmig ist (wie z.B. das CO aus C + C0_), müßte man der Ansicht sein, daß nur eine durch entsprechende Feinkörnigkeit bedingte homogene Vermischung mit den anderen Komponenten einen ungestörten Reaktionsablauf in Richtung auf die Bildung von normgerechtem Zementklinker und eine optimale Schwefeldioxydausbeute gewährleistet. Eine weniger homogene Mischung der Komponenten, bedingt durch die erfindungsgemäße Grobkör— nigkeit des Kokses, sollte zu einem lokalen Überangebot von CO führen, welches unverwertbar aus dem Reaktionsgemisch entweicht, während an anderen Stellen ein CO-Mangel auftritt, der den regulären Reaktionsablauf stört. Überraschenderweise hat sich dieses Vorurteil als unrichtig erwiesen. Einer der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß handelsübliche Koksgruse, wie sie z.B. auf Kokshalden als Abfall vorhanden sind, ohne zusätzliche Zerkleinerung eingesetzt werden können. Es entfällt also in diesem Fall die aufwendige Koksmahlung und im Falle des Einsatzes von feinkörnigem Abfallgips und Flugasche als Zuschlag überhaupt jegliche Mahlung der Einsatzstoffe, wodurch eine wesentliche Energieersparnis erzielt wird.

Hinsichtlich einer Begrenzung der Korngröße nach oben sind in erster Linie mechanische Gesichtspunkte zu berücksichtigen, wie die Gefahr von Errosionsschäden, besonders bei Verwendung eines Vorwärmers. Aus diesen Gründen empfiehlt es sich, vor allem in diesem Fall, eine Korngröße von 20 mm nicht wesentlich zu überschreiten,

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Abgesehen vom Wegfall der bisher üblichen Feinmahlung der Kokskomponente, es genügt allenfalls der Einsatz üblicher Brecher zur Zerkleinerung, wenn gröberer Koks als Ausgangsmaterial dient, hat das erfindungsgemäße Verfahren noch folgende Vorteile:

Durch den verminderten Gehalt des Ofenmehles an Feinanteilen ist der Staubkreislauf zwischen Drehrohrofen und Vorwärmer bzw. den nachgeschalteten Entstaubungsanlagen geringer, wodurch die Leistungsfähigkeit einer vorgegebenen Anlage steigt.

Die erfindungsgemäße Grobkörnigkeit des Kokses vergleich— mäßigt außerdem den Materialfluß im Drehrohrofen. Dies erleichtert die Einhaltung optimaler Brennbedingungen und führt dadurch sogar zu einer Verbesserung der Klinkerqualität.

Das folgende Beispiel soll das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutern.

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Beispiel 1:

In einer Gips-Schwefelsäureanlage,bestehend aus Drehrohrofen und Schwebegaswärmetauscher, wird ein Ofenmehl,bestehend aus 79,5 % Phosphorsäureabfallgips, 15,9 % Flugasche als Quelle für SiO-, Al₅Oo und Fe₉O,, und 4,6 % Koks-

ο grus ohne jegliche Mahlung bei Temperaturen bis etwa 800 C im Schwebegaswärmetauscher und Temperaturen von 800 bis 1 450° C in den verschiedenen Zonen des nachgeschalteten Drehrohrofens zu Zementklinker und SO« verarbeitet. Der eingesetzte Koksgrus weist folgende Korngrößenverteilung auf:

<0,1 mm 8,7 %

0,1 - 0,2 mm 8,8 %

0,2 -0,5 nun 20,8%

0,5 - 1 mm 30,6%

1 - 3 mm 24,9 %

3 - 10 mm 6,2 %

Aus dem anfallenden Klinker wird durch Vermahlung mit 3 % Gips Portlandzement hergestellt.

Die Leistung des Drehrohrofens beträgt bei Einsatz des o.a. Koksgruses 258 tato, die sogenannte 1-Tag-Druckfestigkeit (ÖNORM B 3310) 12,8 N/mm², während bei Einsatz eines in üblicherweise fein vermahlenen Kokses unter völlig analogen Bedingungen 250 tato Klinker erzeugt werden und die 1-Tag-Druckfestigkeit 11,9 N/mm beträgt.

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Beispiel 2:

In einer Gips-Schwefelsäureanlage,bestehend aus Drehrohrofen und Schwebegaswärmetauscher, wird ein Ofenmehl,bestehend aus 79,5 % Phosphorsäureabfallgips, 15,9 % Flugasche als Quelle für SiO₂, Al₃O₃ und Fe₃O₃ und 4,6 % Koksgrus bei Temperaturen von etwa 800° C im Schwebegaswärmetauscher und Temperaturen von 800° C - 1 450° C in den verschiedenen Zonen des nachgeschalteten Drehrohrofens zu Zementklinker und SO₃ verarbeitet. Der eingesetzte Koksgrus wies folgende Korngrößenverteilung auf:

0	,1	mm	0,2 mm	4
0	,1	-	0,5 mm	5
0	,2	-	1 mm	7
0	,5	-	mm	20
1	—	3	mm	22
3	—	5	10 nun	1S
5	-	D mm	18
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Aus dem anfallenden Klinker wird durch Vermahlung mit 3 % Gips portlandzement hergestellt*

Die Leistung des Drehrohrofens betrug bei Einsatz des o.a. Koksgruses 260 tato, die sogenannte 1—Tag—Druckfestigkeit (ÖNORM B 3310) 13,5 N/W , während bei Einsatz eines in üblicherweise fein vermahlenen Kokses unter völlig analogen Bedingungen 250 tato Klinker erzeugt werden und die 1-Tag-Druckfestigkelt 11,9 N/mm² beträgt.

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Claims

Patentansprüche :

/ 1. Verfahren zur Herstellung von Rohmehl zur Gewinnung von Zement und Schwefelsäure nach dem Gips-Schwefelsäureverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 60 % der Kokskomponente eine Korngröße über 0,2 mm, jedoch mindestens 90 % eine Korngröße unter 20 mm besitzen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß maximal 40 % der Kokskomponente eine Korngröße unter 1 mm und mindestens 70 % eine Korngröße von kleiner als 5 mm besitzen.

O.Z.68O
22.10.1979

Lentia Gesellschaft mit beschränkter Haftung Chem. u. pharm.Erzeugnisse - Industriebedarf

130019/0359 ORIGINAL INSPECTED