DE2006366C3

DE2006366C3 - Verfahren und Vorrichtung zur schonenden, Verklebungen und Anbackungen vermeidenden Behandlung von Calciumsulfat- Hydrat-Kristallen

Info

Publication number: DE2006366C3
Application number: DE19702006366
Authority: DE
Inventors: Philipp 6800 Mannheim Genazino
Original assignee: Giulini Chemie GmbH
Current assignee: BK Giulini Chemie GmbH
Priority date: 1970-02-12
Filing date: 1970-02-12
Publication date: 1981-09-17
Also published as: DE2006366B2; DE2006366A1

Description

.10

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur schonenden, VerkL Dungen und Anbakkungen vermeidenden Behandlung von Calciumsulfat-Hydrat-Kristallen, die in an sich bekannter Weise aus einer wäßrigen Suspension abgeschieden werden, zwecks Überführung in eine Weiterverarbeitungsanlage sowie eine Vorrichtung hierzu.

Es ist bereits bekannt, die Trennung von Fest/Flüssig-Gemischen in Zentrifugen, auch Schleudern genannt, durchzuführen und den abgetrennten Produkten die anhaftende Feuchtigkeit in nachgeschalteten Trocknungsanlagen, z. B. Stromtrocknern, Bandtrocknern, Trommeltrocknern oder Etagentrocknern, zu entziehen. Das zu trocknende Gut wird dabei meistens über Fallschächte, Förder- oder Zuteilorgane in die Trocknungsanlage eingebracht.

Es hat sich nun gezeigt, daß die vorstehenden bekannten Verfahren und Vorrichtungen für die Verarbeitung von Calciumsulfat-Hydrat-Kristallen ungeeignet sind, da diese im feuchten Zustand zum Kleben bzw. Zusammenbacken neigen und damit unter Ausbildung von Knollen, harten Krusten und Verstopfungen den Belriebsablanf erheblich stören oder gar unmöglich machen. Auch kann der Wert der Trockenprodukte auf diese Weise erheblich gemindert werden, da die dabei erhaltenen Calciumsulfat-Hydrat-Kristalle hinsichtlich ihrer chemischen und physikalischen Eigen- <*> schäften beträchtliche Schwankungen aufweisen und damit bei der nachfolgenden Verarbeitung zu weiteren Schwierigkeiten führen können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Verfahren zur schonenden, Verklebungen und Anbak- ^fi5 kungen vermeidenden Behandlung von Calciumsulfat-Hydrat-Kristallen, die in an sich bekannter Weise aus wäßriger Suspension abgeschieden werden, zwecks Überführung in eine Weiterverarbeitungsanlage zu finden, sowie eine Vorrichtung zu seiner Durchführung.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, dali die feuchten Calciumsulfat-Hydrat-Kristalle im Anschluß an die Trennung von der Suspensionsflüssigkeit in einem, die Suspensionstrennanlage und die Weiterverarbeitungsanlage verbindenden heißen Schacht direkt in einen heißen Gasstrom eingebracht und durch diesen im Gleichstrom in die Weiterverarbeituiigsanlage überführt und die Schachtwände durch den heißen Gasstrom vor Aufnahme der Kristalle aufgeheizt werden.

Die Einbringung der feuchten Calciumsulfat-Hydrat-Kristalle in den Heißgasschacht erfolgt mit einem an sich bekannten Eintragsorgan, z. B. einer Austragsschnecke, einer Schubschleuder, einer Schälschleuder, das gegebenenfalls Bestandteil einer Fest/Flüssig-Trennvorrichtung ist, wie etwa einer Zentrifuge, insbesondere einer Dekantierzentrifuge. Auch können die Calciumsulfat-Hydrat-Kristalle unmittelbar von einem Filter in den Heißgasschacht eingebracht werden.

Das neue Verfahren zeichnet sich vor allem dadurch aus, daß es leicht durchführbar ist und ohne Einsatz von zusätzlichen Rühr- oder Schaufelwerken zu rieselfähigen Calciumsulfat-Hydrat-Kristallen führt, die entweder nach Verlassen des Heißgasschachtes als Fertigprodukte in Verpackungsanlagen verpackt oder aber in Trocknern, Zerkleinerungsanlagen, Misch- und Gießanlagen weiterbehandelt werden.

Ein weiterer Vorteil des neuen Verfahren;; wird schließlich noch darin gesehen, daß es nicht allein zur Trocknung von feuchten Calciumsulfat-Hydrat-Kristallen geeignet ist, sondern darüber hinaus gleichzeitig zur Entfernung von Kristallwasser eingesetzt werden kann, hier zur Umwandlung von feuchtem, aus Trennanlagen ausgetragenem Calciumsulfat-Dihydrat in /Ϊ-Calciumsulfat-Halbhydrat.

Feuchtes Calciumsulfat-Halbhydrat geht bekanntlich bei Temperaturen unterhalb 100⁰C. sehr rasch in das harte Dihydrat über, so daß die mittels bekannter Vorrichtung in Trockner eingetragenen und zu trocknenden Halbhydrate häufig mit bereits ausgehärtetem Gips verunreinigt sind. Eine derartige Umwandlung ist bei dem neuen Verfahren nicht zu befürchten, so daß Verkrustungen bzw. Verstopfungen auch in der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht auftreten.

Anhand der F i g. 1 und 2 soll nun der Gegenstand der Erfindung am Betspiel einer Zentrifuge noch näher erläutert werden.

F i g. 1 zeigt den Seitenriß einer besonders vorteilhaften Vorrichtung nach der Erfindung. Die Suspensionstrennanlage ist hier eine Zentrifuge, die durch die Bezugsziffer 2 gekennzeichnet ist. Der Bereich der Austragung, die beispielsweise eine Austragsschnecke oder ein anderes bekanntes Austragsorgan sein kann, ist durch die Bezugsziffer 1 angedeutet. Die zu behandelnde wäßrige Calciumsulfat-Hydrat-Kristall-Suspension wird der Zentrifuge 2 über das Einlaufsrohr 13 kontinuierlich zugeführt. Der Heißgasschacht 3 besteht aus einem doppelwandigen Schacht 3, 4, in dessen Innenraum die zur Trocknung vorgesehenen Heißgase über den Stutzen 5 eingeleitet werden. Im Anwendungsbeispiel betrug die Temperatur der Heißgase bei Eintritt in den Stutzen 5 etwa 600°C und bei Austritt aus dem Heißgasschacht 3 etwa 120°C. Selbstverständlich ist der Gegenstand der Erfindung nicht auf diese Temperaturangaben beschränkt. Die Temperatur der zur Aufheizung der inneren Wand 7 des Doppelmantels und/oder

Trocknung des feuchten Gutes im Heißgasschacht 3 vorgesehenen Gase richtet sich nach den Eigenschaften des zu trocknenden bzw. schonend zu behandelnden Calciumsulfat-Hydrates, der Art der zu entfernenden Flüssigkeit sowie den technischen Gegebenheiten der Betriebsanlage.

Die Länge des Heißgasschachtes betrug im Anwendungsbeispiel etwa 2 m und die Querschnittsfläche 0,25 m².

Wie bereits erwähnt, strömt das bei 5 eingeführte Heißgas durch das Innere des doppelwandigen Schachtes 4 nach oben, wobei in diesem Falle die Wand 7 des Doppelmantels auf eine mittlere Temperatur von etwa 300⁰C aufgeheizt wird. Arn oberen Ende des Heißgasschachtes wird das aus dem Doppelmantel austretende Heißgas über die strömungs!eitenden Einbauten 9, z. B. Leitbleche oder Leitschaufeln, im Dom 6 nach unten umgelenkt. Das abwärtsströmende Gas trifft nunmehr auf die Strömungsglocke 10, unter der beispielsweise der Rotor 12 mit dem Austragungsbereich 1 der Zentrifuge 2 angeordnet ist. Dabei wird die Strömungsglocke 10 aufgeheizt, so daß das aus der 7.?ntrifi*ge ausgeschleuderte und zu Verklebungen neigende Calciumsulfat-Halbhydrat im gesamten Streubereich nur mit heißen Wandungen in Berührung kommt.

Für den Gegenstand der Erfindung hat es sich noch als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Strömungsglocke 10 in ständiger Rüttelbewegung gehalten wird. Hierzu ist die pneumatisch, elektrisch oder hydraulisch angetriebene Rüttelvorrichtung 11 vorgesehen, mittels der ein Ansetzen der zu trocknenden Calciumsulfat-Hydrat-Kristalle mit Sicherheit ausgeschlossen wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Verweilzeit der Calciumsulfat-Hydrat-Kristalle innerhalb des Schachtes genau vorzugeben und somit Produkte gleichmäßiger Zusammensetzung zu erzielen.

Das abwärtsströmende Gas trifft unterhalb der Strömungsglocke unmittelbar auf die ausgeschleuderten Calciumsulfat-Hydrat-Kristalle, so daß eine spontane Trocknung eintritt und die Bildung von Knollen oder Agglomeraten verhindert wird. Das ganz oder teilweise getrocknete Calciumsiilfat-Hydrat verläßt den Heißgasschacht über die mit 14 angedeutete Austrittsöffnung und wird entweder in der Vorrichtung 15, die beispielsweise ein Trommel- oder Etagentrockner sein kann, nachpetrocknet und/oder in Zrrkleinerungsanlagen, wie Mühlen, auf die gewünschte Korngröße gebracht.

Für den störungsfreien Ablauf des Verfahrens nach der Erfindung hat es sich weiterhin als zweckmäßig erwiesen, entweder die Form der Strömungsglocke selbst dem Eintragsorgan, hier dem Rotor der Zentrifuge, anzupassen oder aber diese mit entsprechenden Leitblechen zu versehen.

F i g. 2 stellt einsn Querschnitt der in F i g. I im Seitenriß gezeigten Vorrichtung dar. Die Bezugsziffeni haben hierbei die gleiche Bedeutung wie in F i g. I.

Mittels der eben beschriebenen Vorrichtung konnten pro Stunde 1,5 to dt-Calciumsulfat-Halbhydrat mit einem Feuchtigkeitsgehalt von ca. 15 Gewichtsprozent getrocknet werden. Zur Trocknung wurden 450Om³ Rauchgas mit einer Temperatur von ca. 600⁰C benötigt. Die Abgastemperatur betrug etwa 12O⁰C. Das getrocknete Produkt hatte eine gute Rieselfähigkeit und enthielt kein Calciumsulfat-Dihydrat. Der Kristallwassergehalt des (X-Halbhydrates betrug 5,5 Gewichtsprozent. Das Produkt kann sofort einer Weiterverarbeitungsanlage, z. B. Absackanlage, zugeführt v/erden.

In einem anderen Beispiel wurden die von einer Dekantierzentrifuge ausgeschleuderten Calciumsulfat-Dihydrat-Kristalle (0,8 to/h) in dem Heißgasschacht getrocknet und in ^-Calciumsulfat-Halbhydrat übergeführt. Der Feuchtigkeitsgehalt des Zentrifugenproduktes betrug hierbei 25 Gewichtsprozent und die Temperatur der Heißgase 600⁰C. Die pro Stunde in den

ίο Heißgasschacht eintretenden 4500 m³ Heißgase bewirkten eine spontane Trocknung des Dihydrates sowie eine Umwandlung (Calcination) desselben in ^-Calciumsulfat-Halbhydrat Das Abgas hatte beim Austritt aus der Austrittsöffnung 14 eine Temperatur von etwa 180⁰C.

Der Feuchtigkeitsgehalt des so hergestellten 0-Halbhydrates betrug 0 Gewichtsprozent und der Kristallwassergehalt 5,8 Gewichtsprozent. Calciumsulfat-Dihydrat konnte in dem fertigen Produkt nicht nachgewiesen werden. Auch hier wurde das erfindungsgemäß hergestellte Calciumsulfat-Halbhydrat sofort einer Weiterverarbeitungsanlage zugeführt, und zwar einer Absackvorrichtung.

Mit den nachstehenden nachgebrachten Beispielen soll nun das erfindungsgemäße Verfahren noch näher erläutert werden:

Beispiel Ϊ

In die vorbeschriebene Vorrichtung wurden von einer Dekantierzentrifuge p^ro Stunde 1,5 t alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 15 Gew.% eingetragen. Das im Doppelschacht der Vorrichtung eintretende Heißgas hatte eine Temperatur von 600⁰C und verließ den nachgeschalteten Stromtrockner mit einer Abgastemperatur von 120°C.

Die Anlage wurde kontinuierlich betrieben und blieb frei von Anbackungen an den Schachtwänden. Das Endprodukt ist pulverförmig. Es hatte einen Kristallwassergehalt von 5,5%.

Beispiel 2

Von einer Dekantierzentrifuge wurde pro Stunde 0,8 t Calciumsulfat-Dihydrat mit einem Oberflächenwassergehalt von 25 Gew.% in die Vorrichtung eingetragen. Das direkt und indirekt heizend °intretende Heißgas hatte eine Temperatur νη,τ 600⁰C und trocknete bzw. calcinierte in dem zur Weiterverarbeitung führenden Schacht und im nachgeschalteten Stromtrockner im Gleichstrom das Calciumsulfat-Dihydrat zu beta-Calciumsulfat-Halbhydrat. Die Abgastemperatur am Ende des Stromtrockners betrug 180° C. Das ausgetragene Produkt war pulverförmig. Die Vorrichtung gestattete einen kontinuierlichen Betrieb ohne Reinigungsphasen.

B e i s ρ i e I 3

Über eine Denantierzentrifuge wurden in die Vorrichtung pro Stunde 1000 kg Calciumsulfat-Dihydrat mit 25 Gew.% Oberflächenfeuchte eingetragen. Die eintretende Heißgastemperatur h°trug 500⁰C. Die Abgastemperatur am nachgeschalteten Stromtrockner hatte 120°C. Zum Austrag kam pulverförmig knollenfreies Produkt mit einem Kristallwassergehalt von 20%. Die Trocknung des Calciumsulfat-Dihydrats konnte kontinuierlich ohne Anbackungen in der Eintragsvor-

⁶^ richtung betrieben werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur schonenden. Verklebungen und Anbackungen vermeidenden Behandlung von CalciumsuIfat-Hydrat-Kxistalien, die in an sich bekannter Weise aus wäßriger Suspension abgeschieden wurden, zwecks Oberführung in eine Weiterverarbeitungsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß die feuchten Calciumsulfat-Hydrat-Kristalle im Anschluß an die Trennung von der Suspensionsflüssigkeit in einem, die Suspensionstrennanlage und die Weiterverarbeitungsanlage verbindenden heißen Schacht direkt in einen heißen Gasstrom eingebracht und durch diesen im Gleichstrom in die Weiterverarbeitungsanlage überführt und die Schachtwände durch den heißen Gasstrom vor Aufnahme der Kristalle aufgehellt werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansp-uch I₁ gekennzeichnet durch einen doppelwandigen Schacht (3, 4) mit Innenwand (7), Heißgaseinlaß (5), Dom (6) mit strömungsleitenden Einbauten (9), Strömungsglocke (10) und Austrittsstutzen (14), wobei oberhalb der Strömungsglocke eine Rüttelvorrichtung (11) angeordnet ist und unterhalb der Strömungsglocke die Zentrifuge (2) mit in den Schacht (3) mündenden Austragsbereich (1)·