DD153675A1 - Verfahren zur herstellung von rohmehl fuer das gips-schwefelsaeureverfahren - Google Patents
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Abstract
Herstellung eines Rohmehles zur Verwendung in der Herstellung von Zement und Schwefelsaeure nach dem Zement-Schwefelsaeureverfahren, wobei man Koks soweit zerkleinert, dass maximal 10 Gew.-% desselben eine Korngroesse von unter 0,1mm und mindestens 90 Gew.-% eine Korngroesse unter 20 mm,jedoch mindestens 60 Gew.-% eine Korngroesse ueber0,2mm aufweisen,worauf der so zerkleinerte Koks mit einer feinkoernigen Mischung von Calciumsulfat und den uebrigen Zuschlaegen gemischt wird.
Description
22 4 7 1 8 -ι-
Verfahren zur Herstellung von Rohmehl für das Gips-Schwefelsäureverfahren
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Rohmehl für die Herstellung von Zement und Schwefelsäure nach dem sog. Gips-Schwefelsäureverfahren bzw. Zement-Schwefelsäureverfahren.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Beim sogenannten Gips-Schwefelsäureverfahren wird aus Gips (vielfach Abfallgips) durch Umsetzung mit Koks und SiO-, Al^O- und Fe-O. enthaltenden Zuschlägen Zementklinker und Schwefeldioxyd bzw. Schwefelsäure hergestellt. Die Durchführung des Verfahrens erfolgt in den bekannten Drehrohrofen, denen zur wirtschaftlicheren Vorwärmung des Rohmehles, bestehend aus der Kalziumsulfatkomponente, Koks und den SiO2, Al2O3 und Fe2O3 enthaltenden Zuschlagen, ein Schwebegaswärmetauscher vorgeschaltet werden kann.
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 + CaSO^ ^==1 CaS + 2
CaS + 3 CaSO1^F** U- CaO +
2 C + * CaSO^v==" 4. CaO + 2 CO2
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wobei außerdem noch CO gemäß der Gleichung C + CO-^ 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 Schwefelsäureanlage zugeführt wird.
Bisher 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 vorneherein eine entsprechend geringe Korngröße haben müssen (siehe DE-OS 16 71 215). Eine etwas gröbere Korngrößenverteilung des Kokses wird jedoch bereits in der DDR-Patentschrift Nr. 122 511 beschrieben, in der vorgeschlagen wird, den Koks nicht wie bis dahin üblich auf etwa
55 - 75 Gew.% < 0,06 mm
15 - 25 Gew.% 0,06 - 0,09 mm
10 - 20 Gew.% 0,09 - 0,20 mm
zu vermählen, sondern auf
25 - 40 Gew.% <0,06 mm 8-15 Gew.% 0,06 - 0,09 mm 45 - 70 Gew.% >0,09 mm
Das ergibt bei Auswertung anhand des Körnungsnetzes nach Rosin-Rammler, daß der Kornanteil dieses Kokses, der über 0,2 mm liegt, höchstens 60 Gew.% betragen kann. Darüber hinaus zu gehen hielt man bisher für untragbar.
Ziel der Erfindung
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß man beim Gips-Schwefelsäureverfahren, und zwar auch bei Vorschaltung eines Schwebegaswärrnetauschers,
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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 eines Rohmehles zur Verwendung in der Herstellung von Zement und Schwefelsäure nach dem Zement-Schwefelsäureverfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Koks soweit zerkleinert, daß maximal IO Gew.% desselben eine Korngröße von unter 0,1 mm, und mindestens 90 Gew.% eine Korngröße unter 20 mm besitzen, mit der Maßgabe, daß mindestens 60 Gew.% eine Korngröße über 0,2 mm aufweisen, worauf der so zerkleinerte Koks mit einer feinkörnigen Mischung von Calciumsulfat und den übrigen Zuschlägen gemischt wird.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Bevorzugt liegt die Korngröße überwiegend bei 1 bis 5 mm, und zwar sollen zweckmäßig maximal kO Gew.% der Kokskomponente eine Korngröße unter 1 mm und mindestens 70 Gew.% eine solche von unter 5 mm besitzen, sodaß also mindestens 30 Gew.% im Korngrößenbereich von 1-5 mm liegen. Besonders bevorzugt ist die Mahlung des Kokses auf ein Kornspektrum gemäß dem mindestens 60 Gew.% eine Korngröße zwischen 10 und 20 mm aufweisen. Bei solchen Koksen können die Kornfraktionen darunter sogar äußerst gering sein. Die Herstellung von Koks mit einer derartigen, relativ einheitlichen Korngröße kann in sogenannten Brechern, z.B. einem Walzenbrecher, vorgenommen werden, was einen wesentlich geringeren Aufv/and bedeutet als die bisher übliche Feinmahlung.
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Die Eignung eines derart grobkörnigen Kokses für das Gips-Schwefelsäureverfahren, insbesondere bei Verwendung eines Schwebegaswärmetauschers, war aus folgenden Gründen nicht naheliegend:
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 Festkörperreaktion handelt, sondern ein Teil des reduzierenden Agens gasförmig ist (wie z.B. das CO aus C + CO,,), müßte man der Ansicht sein, daß nur eine durch entsprechende Feinkörnigkeit bedingt 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 erfinduhgsgemäße Grobkörnigkeit 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 Erosionsschäden, 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.
Bei der Verwendung des erfindungsgemäß hergestellten Rohmehies im Gips-Schwefelsäureverfahren können sowohl das übliche C : SO.,-Verhältnis als auch die üblichen Brennbedingungen wie Temperaturen, z.B. eine Temperatur
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von 1 kOO - 1 k50 C, im Drehrohrofen eingehalten werden. Wird eine Anlage mit vorgeschaltetem Schwebegas wärmetauscher verwendet, wird in diesem die Temperatur zweckmäßig bei etwa 800 C und der Sauerstoffgehalt in der Gasatmosphäre des Wärmetauschers bei 0,6 bis 2,0 Vol.96 gehalten.
Durch den verminderten Gehalt des Ofenmehles an Feinanteilen besteht jedoch der Vorteil, daß der Staubkreislauf zwischen Drehrohrofen und Vorwärmer bzw. den nachgeschalteten Entstaubungsanlagen geringer ist, wodurch die Leistungsfähigkeit einer vorgegebenen Anlage steigt.
Die erfindungsgemäße Grobkörnigkeit des Kokses vergleichmäßigt außerdem den Materialfluß im Drehrohrofen. Dies erleichtert die Einhaltung optimaler Brennbedingungen und führt dadurch sogar zu einer Verbesserung der Klinkerqualität.
Die folgenden Beispiele sollen das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutern.
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Ausführungsbeispiele
Aus 79,5 % Phosphorsäureabfallgips, 15,9 % Flugasche als Quelle für SiO Al-O- und Fe_O, und 4,6 % Koksgrus wird ein Ofenmehl hergestellt. Der Koksgrus hatte folgende Korngrößenverteilung:
| 0,1 | mm | Z,7 % |
| 0,1 | - 0,2 mm | 8,8 % |
| 0,2 | - 0,5 mm | 20,8 % |
| 0,5 | - 1 mm | 30,6 % |
| 1 - | 3 mm | 24,9 % |
| 3- | 10 mm | - 6,2 % |
Dieses Ofenmehl wird in einer Gips-Schwefelsäureanlage, bestehend aus Drehrohrofen und Schwebegas wärmetauscher bei Temperaturen bis etwa B>00 C im Schwebegaswärmetauscher und Temperaturen von 800 bis 1 45O0C in den verschiedenen Zonen des nachgeschaiteten Drehrohrofens zu Zementklinker und SO- verarbeitet.
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.
Es wird ein Ofenmehl, bestehend aus 79,5 % Phosphorsäureabfallgips, 15,9 % Flugasche als Quelle für SiO-, Al-O- und Fe-O- und 4,6 % Koksgrus erzeugt, wobei der Koksgrus folgende Korngrößenverteilung aufwies:
| 4 % | - 7- | 2247 1 8 | |
| > 0,1 mm | 5 % | ||
| 0,1 - 0,2 mm | 7% | ||
| 0,2 - 0,5 mm | 20 96 | ||
| 0,5 - 1 mm | 22% | ||
| 1-3 mm | 19 % | ||
| 3-5 mm | IS % | ||
| 5-10 mm | 5% | ||
| >10 mm | |||
Dieses Ofenmehl wird in einer Gips-Schwefelsäureanlage, bestehend aus Drehrohrofen und Schwebegaswärmetauscher bei Temperaturen von etwa 8000C im Schwebegaswärmetauscher und Temperaturen von 8000C - 1 4500C in den verschiedenen Zonen des nachgeschalteten Drehrohrofens zu Zementklinker und SO- verarbeitet.
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 I-Tag-Druckfestigkeit (ÖNORM B 331O) 13,5 N/mm , 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.
Es wird ein Ofenmehl, bestehend aus SO,5 % Phosphorsäureabfallgips, 15,0 % Flugasche und 4,5 % Koksgrus zu Zementklinker und SO2-GaS verarbeitet.
Der eingesetzte Koksgrus weist folgende Korngrößenverteilung auf:
| \ 0,5 mm | 1 |
| 0,5 - 1 mm | 2 |
| 1-3 mm | it |
| 3-5 mm | 13 |
| 5-10 mm | 20 |
| 10 - 20 mm | 60 |
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Dieses Ofenmehl wird in derselben Gipsschwefelsäureanlage und unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 zu Zementklinker und SO--Gas verarbeitet.
Aus dem erzeugten Klinker wird durch Vermählen mit 3 % Gips Portlandzement hergestellt.
Die Leistung des Drehofens betrug 262 tato und die 1-Tag-Druckfestigkeit, bestimmt nach ÖNORM B 331O14,2 N/mm , während bei Einsatz eines fein vermahlenen Kokses unter völlig analogen Bedingungen 250 tato Klinker
erzeugt werden und die 1-Tag-Druckfestigkeit 11,9 N/mm beträgt.
Claims (3)
- -9- 22 47 18E r f i η d u η g s a η s ρ r ü c h e :1. Verfahren zur Herstellung eines Rohmehles zur Verwendung in der Herstellung von Zement und Schwefelsäure nach dem Zement-Schwefelsäureverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß man Koks soweit zerkleinert, daß maximal 10 Gew.% desselben eine Korngröße von unter 0,1 mm, und mindestens 90 Gew.% eine Korngröße unter 20 mm besitzen, mit der Maßgabe, daß mindestens 60 Gew.% eine Korngröße über 0,2 mm aufweisen, worauf der so zerkleinerte Koks mit einer feinkörnigen Mischung von Calciumsulfat und den übrigen Zuschlägen gemischt wird.
- 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Koks so zerkleinert wird, daß maximal 40 Gew.% des Kokses eine Korngröße unter 1 mm und mindestens 70 Gew.% eine Korngröße von kleiner als 5 mm besitzen.
- 3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Koks so zerkleinert wird, daß mindestens 60 Gew.% desselben eine Korngröße zwischen 10 und 20 mm besitzen.
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