DE2432572A1 - Verfahren und anlage zur herstellung von pellets aus kraftwerks-pollutionsstoffen - Google Patents
Verfahren und anlage zur herstellung von pellets aus kraftwerks-pollutionsstoffenInfo
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Description
2432572 Andrejewski, htanke Gesfhuysen & Masch Patentanwälte
Dr. Walter Andrejewski
Or. Kairfi Gerhard Masch
Anwalfealtte: 42 226/Vs- 43 Essen l,Theaterplate3,Postf.789
4. Juli 1974
Patentanmeldung
1 ο Gottfried Bischoff Bau kompl., Gasreinigungsund
Wasserrückkühlanlagen Kommanditgesellschaft, 4300 Essen, Gärtnerstraße 44
2„ STEAG Aktiengesellschaft,
4300 Essen. Bismarckstraße 54
"Verfahren und Anlage zur Herstellung von Pellets aus Kraftwerks-Pollutionsstoffen"
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von druckfesten und weitgehend wasserfesten, als Zuschlagstoff
oder als Verfüllstoff geeigneten Pellets aus Kraftwerks-Pollutionsstoffen.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Anlage, die zur Durchführung eines solchen Verfahrens besonders
geeignet ist»
Bei den (aus der Praxis) bekannten Maßnahmen der beschriebenen
Gattung sind die Kraftwerks-Pollutionsstoffe (die im Zuge der Bemühungen um die Reinhaltung der Luft entfernt werden müssen)
der Flugstaub, der mit Trockenfiltern entfernt, mit Bindemitteln versetzt und pelletiert oder mit anderen Zuschlagstoffen
bzw, ohne andere Zuschlagstoffe zu Formsteinen verarbeitet wird,
38 84/
Der Flugstaub (der auch als Flugasche bezeichnet wird) funktioniert
also seinerseits als Zuschlagstoff. Das hat sich an sich bewährt, erfaßt jedoch nicht die gasförmigen Pollutionsstoffe,
wie insbesondere SQ-, SO3 und HF, die ebenfalls aus Kraftwerksrauchgasen entfernt werden müssen» Um diese zu entfernen ist
es bekannt, die Rauchgase von Kraftwerken unter Zusatz von Kalk einer Naßwäsche zu unterziehen. Dabei wird der Kalk in
Form von CaO oder CaXQH)2 und in einer solchen Menge zugesetzt B
daß die behandelten Rauchgase weitgehend gereinigt sind von den störenden, gasförmigen Pollutionsstoffen. Arbeitet man so, so
fällt hinter der Naßwäsche ein Schlamm an, der hauptsächlich CaSO^ und CaSO, und, bei kohlegefeuerten Anlagen^ auch Flugasche
enthält. Dieser Schlamm fällt bei großen Kraftwerken in sehr großen Mengen an. Seine Beseitigung ist problematische
Eine nutzbringende Verwertung ist bis heute nicht bekannt.
Ausgehend von den eingangs beschriebenen gattungsgemäßen Maßnahmen
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, auch aus den gasförmigen Pollutionsstoffen der Rauchgase von Kraftwerken
druckfeste und weitgehend wasserfeste, als Zuschlagstoff oder als Verfüllstoff geeignete Pellets herzustellen. Anders ausgedrückt
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den hinter den beschriebenen Naßwäschen anfallenden Schlamm nutzbringend
zu verwerten.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von druckfesten
und weitgehend wasserfesten, als Zuschlagstoff oder als
Verfüllstoff geeigneten Pellets aus Kraftwexks-Pollutionsstoffen«
Die Erfindung besteht darin, daß die Rauchgase von Kraftwerken (in an sich bekannter Weise) unter Zusatz "von Kalk
einer Naßwäsche unterzogen werden, daß der aias der Naßwäsche
abgezogene Schlamm,, nach "Reduzierung saines Wassergehaltes,
mit einem hydraulischen Bindemittel oder mit Wasserglas ver-
509384/0650
jjewskS, Honk®,, Gesthuysera Bt Mosch, IPeifentanwgiife In Essen
setzt und die Mischung pelletiert wird? und daß endlich die
Pellets an der Luft und/oder im Autoklaven gehärtet und/oder in neutraler Atmosphäre gebrannt werden= - Die Erfindung geht
von der Erkenntnis aus, daß der genannte Schlamm pelletierbar wird, wenn nach ausreichendem Wasserentzug ihm ein geeignetes
Bindemittel, insbesondere ein hydraulisches Bindemittel^ nämlich
Zement,, beigegeben wird» Man kann aber auch mit anderen
hydraulischen Bindemitteln als Zement arbeiten„ Z0B0 mit Gips?
Ton v Kalk oder Mischungen» Auch Wasserglas ist als Bindemittel
einsetzbar= überraschenderweise besitzen die Pellets, schon
bei Lufthärtung, beachtliche und mit der Zeit zunehmende Festigkeit und auch Wasserfestigkeit» Durch Brennen lassen sich
die Festigkeit und die Wasserfestigkeit weiter steigern» Die
Bindemittelmenge richtet sich nach der gewünschten Endfestig= keit» Sie beträgt etwa 1/100 bis 1/5 der Schlammenge mit reduziertem
Wassergehalt» Die erzeugten Pellets können für die verschiedensten Zx-^ecke nutzbringend Verwendung finden» Z»B»
ergeben sich die folgenden Verwendungsmöglichkeiten»
Verfüllen von stillgelegten Kiesgruben, stillgelegten Bergwerksstollen und ähnlichen unerwünschten Vertiefungen ,
Auffüllen unerwünschter Wasserflächen, wie Baggerseen,
Landgewinnung am Meer und Verfestigung morrastiger Untergründe,
Zuschlagstoff für Straßenbauzwecke, entweder gebrochen
oder ganz und ggf» auch im Gemisch mit anderen Zuschlagstoffen,
09884/06SQ
Zuschlagstoff für die Herstellung von Beton, ggf. in Mischung mit Kies, - wenn für den Beton zu hohe Festigkeit
nicht verlangt wird,
Zuschlagstoff zu unbehandeltem Schlamm, auch Schlamm
hinter der Naßwäsche der Rauchgase von Kraftwerken, bei der geordneten Deponierung, entweder homogen oder
schichtenweise.
Dabei können in allen Fällen und insbesondere dort, wo die Pellets gebrochen oder ungebrochen als Zuschlagstoffe eingesetzt
werden, auch gebrannte Pellets Verwendung finden, wobei der Brennvorgang dazu, dient, das Wasser in den Pellets zu verdampfen
und zumindest die Pelletsoberflächen su versintern <>
Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten.
Nach einem besonderen Vorschlag lehrt die Erfindung, daß der Schlamm auf etwa 30 % Wassergehalt dekantiert, danach
thermisch auf etwa 15 % Wassergehalt getrocknet und mit diesem Wassergehalt mit dem hydraulischen Bindemittel bzw, dem Wasserglas
versetzt und pelletiert wird« Xn der Ausführungsform für
Kraftwerke mit kohlegefeuerten Anlagen empfiehlt sich eine differenziertere Verfahrensweise die dadurch gekennzeichnet
ist, daß die Rauchgase vor der Naßwäsche (mittels Trockenfilter, z.B. mittels Elektrofilter oder Zyklon) vom FLugstaub befreit
und der Flugstaub dem Schlamm vor der Pelletierung, vorzugsweise zusammen mit dem hydraulischen Bindemittel bzw, dem
Wasserglas, wieder beigegeben wird. Hier empfiehlt es sich, den Schlamm so zu dekantieren^ daß ein Wassergehalt von etwa
30 % verbleibt, wobei der Schlamm mit diesem Wassergehalt mit dem hydraulischen Bindemittel bzw. mit dem Wasserglas versetzt
wird. Stets kann dem mit dem hydraulischen Bindemittel bzw. dem Wasserglas und ggf. dem Flugstaub versetzten Schlamm
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bei der Pelletierung zusätzlich Wasser beigegeben werden. Das geschieht in solcher Menge, daß die Pelletierung ohne Schwierigkeiten
gelingtο
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anlage zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens= Diese Anlage ist in ihrem grundsätzlichen
Aufbau gekennzeichnet durch
eine Naßwaschanlage mit Einrichtung zur Einführung von Kalk (in Staubform oder in Suspensionform),
einen Dekanter,
einen Mischer mit Einrichtung zur Einführung eines hydraulischen Bindemittels oder von Wasserglas, und/oder
eine Pelletiereinrichtung, z.B. eine Pelletiertrommel„
wobei aus der Naßwaschanlage der Schlamm in dem Dekanter, aus
dem Dekanter der dekantierte Schlamm in einem thermischen Trockner, aus dem Trockner in den Mischer, aus dem Mischer der
mit dem hydraulischen Bindemittel versetzte Schlamm in die Pelletiereinrichtung einführbar ist« Nach bevorzugter Ausführungsform ist vor der Naßwaschanlage ein Trockenentstauber angeordnet,
was sich insbesondere dann empfiehlt, wenn es sich um eine Anlage handelt, die hinter einem kohlegefeuerten Kraftwerk
arbeitet„ Der Schlamm aus dem Dekanter und die vor der Naßwaschanlage trocken abgeschiedenen FlugstaubbestandteiIe
werden zusammen mit dem Bindemittel so vermischt, daß sich eine pelletierbare Mischung ohne die Zwischenschaltung einer thermischen
Trocknung ergibt» Andererseits ist der Pelletiertrommel eine Trocknungsanlage oder Brennanlage nachgeschaltet. Besonders
wirtschaftlich arbeitet eine Anlage zur Durchführung des
> 1O 9 8 8 4 /
erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn die Trocknungsanlage bzw»
die Brennanlage als Wanderrostanlage oder Drehrohrofen ausgeführt und mittelbar oder unmittelbar durch das Rauchgas oder
einen Teilstrom des Rauchgases des Kraftwerkes beheizbar ist. Die Pelletiertroinmel ist regelmäßig mit einer Einrichtung sur
Wasserzuführung versehen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert?
es zeigen in schematischer Darstellimg
Fig. 1 das Schema einer Anlage zur Herstellung von druckfesten
und weitgehend wasserfesten„ als Zuschlagstoff oder als
Verfüllstoff geeigneten Pellets aus Kraftrarerks-Follu·=
tionsstoffenp und zwar mit thermischer Trocknung des
dekantierten Schlammes?
2 das Schema einer entsprechenden Anlage ohne thermische
Trocknung des dekantierten Schlammes»
Die in den Figuren dargestellte Anlage besteht in ihrem grundsätzlichen
Aufbau sunädas-fe aus einer Naßwaschanlage 1 mit Ein=
richtung 2 zur Einführung von Kalk ^ einem Dekanter 3^ einem
Mischer 4 mit Einrichtung 5 zur Einführung eines hydraulischen Bindemittels oder von Wasserglas und einer Pelletiertrommel 6„-Aus
der Naßwaschanlage 1 wird der Schlamm in den Dekanter 3,
aus dem Dekanter 3 "der dekantierte Schlamm in den Mischer 4^
aus dem Mischer 4 der mit dem hydraulischen Bindemittel versetzte Schlamm mittels Förderer 7 in die Pelletiertrommel 6
eingeführt.
§03384/0650
Ändrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen
•v -
Bei der Ausfuhrungsform nach Fig„ 1 befindet sich zwischen
dem Dekanter 3 und dem Mischer 4 ein thermischer Trockner 9. Bei der Ausführungsform nach Fig„ 2, die besonders für ein
kohlegefeuertes Kraftwerk 8 eingerichtet ist„ befindet sich
vor der Naßwaschanlage 1 ein Trockenentstauber 10 in Form eines Elektrofilter oder eines Zyklons» Der Pelletiertrommel
6 ist eine Trocknungsanlage bzw» eine Brennanlage 11 nachgeschalteto Die Trocknungsanlage 11 ist als Wanderrostanlage
oder Drehrohrofen ausgeführt und mittelbar oder unmittelbar durch das Rauchgas oder einen Teilstrom des Rauchgases beheizbar,
- was im einzelnen nicht gezeichnet ist» An der Pelletiertrommel 6 erkennt man die Einrichtung 12 zur Wasserzuführung.
Bei der Ausführungsform nach Fig„ 1 und bei der Ausführungs=
form nach Fig» 2 verläßt der Schlamm die Naßwaschanlage 1 mit einem Wassergehalt von etwa 70 %„ In beiden Fällen verläßt
er den Dekanter 3 mit einem Wassergehalt von etwa 30 %<
> Bei der Ausführungsform nach Fig« 1 wird der Schlamm in dem thermischen
Trockner 9 auf etwa 15 % Wasser getrocknet» Bei der Ausführungsform nach Fig» 2
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ist eine weitere Trocknung nicht erforderlich, da Flugstaub beigemischt
wird. Im Ergebnis werden die Rauchgase der Kraftwerke 8 unter Zusatz von Kalk einer Naßwäsche unterzogen, wird der aus der
Naßwaschanlage 1 abgezogene Schlamm, nach Reduzierung seines Wassergehaltes, mit einem hydraulischen Bindemittel versetzt bzw.
mit Wasserglas versetzt und diese Mischung wird pelletiert und endlich an der Luft im Autoklaven 11 oder durch Brennen in neutraler
Atmosphäre gehärtet. Das folgende Beispiel erläutert die erreichten Effekte.
141 kg Schlamm, die aus der Naßwaschanlage 1 nach Fig. 1 abgezogen
und auf 9,4 % Restfeuchte getrocknet werden, wurden mit 21,1 kg Zement, Z 350, versetzt. Die Mischung besaß eine Feuchte von 7,7 %.
Die Herstellung der Mischung erfolgt in einem handelsüblichen Zwangsmischer 4, die Pelletierung in einer handelsüblichen Pelletiertrommel
6. Die entstandenen, ungebrannten und lediglich an Luft gehärteten Pellets besaßen die folgenden Eigenschaften:
Wassergehalt 14,8 %
Schüttgewicht 1,3 kg/Liter
Festigkeit nach
Festigkeit nach
1 Tag Luftlagerung 11 kg/Pellet 12 mm 0
3 Tagen " 16 kg/Pellet 12 mm 0 56 Tagen " 166 kg/Pellet 12 mm 0
Härtung im Autoklaven nach
1 Tag Luftlagerung 70 kg/Pellet 12 mm 0.
1 Tag Luftlagerung 70 kg/Pellet 12 mm 0.
Zur Feststellung der Wasserfestigkeit wurde ein Auslaug-Versuch durchgeführt. Der Auslaug-Versuch der Pellets nach 9 Tagen Luftlagerung
und 5 Tagen Wasserlagerung zeigte die folgende Analyse
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des überstehenden Wassers:
pH-Wert | 12,5 |
Leitfähigkeit | 3150/Co S/cm |
so4"" | 23 mg/Liter |
SO ~~ Ca^+ |
37 mg/Liter |
Gesamthärte | 150 mg/Liter |
24.0° dH. |
Unterwirft man die Pellets anstelle der Lufttrocknung einem Brennprozeß,
so erhält man eine beachtliche Steigerung der Festigkeitswerte, je nach Brennvorgang .Im übrigen kommt man zu ähnlichen Werten,
wenn dem Schlamm Flugasche beigemischt wird, wobei der Gehalt an hydraulischem Bindemittel reduziert werden kann.
£09884/0650
Claims (11)
- Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in EssenΛ0 -Ansprüche :( 1./Verfahren zur Herstellung von druckfesten und weitgehend wasserfesten, als Zuschlagstoff oder als Verfüllstoff geeigneten Pellets aus Kraftwerks-Pollutionsstoffen, dadurch gekennzeichnet , daß die Rauchgase von Kraftwerken (in an sich bekannter Weise) unter Zusatz einer Naßwäsche unterzogen werden, daß der aus der Naßwäsche abgezogene Schlamm, nach Reduzierung seines Wassergehaltes, mit einem hydraulischen Bindemittel oder mit Wasserglas versetzt und die Mischung pelletiert wird, und daß endlich die Pellets an der Luft und/oder im Autoklaven gehärtet und/oder in neutraler Atmosphäre gebrannt werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm auf etwa 30 % Wassergehalt dekantiert, danach thermisch auf etwa 15 % Wassergehalt getrocknet und mit diesem Wassergehalt mit dem hydraulischen Bindemittel bzw. dem Wasserglas versetzt und danach pelletiert wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 in der Ausführungsform für Kraftwerke mit kohlegefeuerten Anlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgase vor der Naßwäsche (mittels Trockenfilter, z.B. mittels Elektrofilter oder Zyklon) vom Plugstaub befreit und der Flugstaub dem Schlamm vor der Pelletierung, vorzugsweise zusammen mit dem hydraulischen Bindemittel bzw. dem Wasserglas, wieder beigegeben wird.
- 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm dekantiert und mit einem Wassergehalt von etwa 30 % mit dem hydraulischen Bindemittel bzw. dem Wasserglas versetzt wird.609884/0650Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in EssenM ve -
- 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem mit dem hydraulischen Bindemittel bzw. dem Wasserglas und ggf. dem Flugstaub versetzten Schlamm bei der Pelletierung zusätzlich Wasser beigegeben wird.
- 6. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet durcheine Naßwaschanlage (1) mit Einrichtung (2) zur Einführung von Kalk,einen Dekanter (3),einen Mischer (4) mit Einrichtung (5) zur Einführung eines hydraulischen Bindemittels oder von Wasserglas, undeine Pelletiereinrichtung, z.B. eine Pelletiertrommel,wobei aus der Naßwaschanlage (1) der Schlamm in den Dekanter (3), aus dem Dekanter (3) der dekantierte Schlamm in dem Mischer (4), aus dem Mischer (4) der mit dem hydraulischen Bindemittel versetzte Schlamm mit Rohrleitung (7) und/oder Förderer in die Pelletiereinrichtung (6) einführbar ist.
- 7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Naßwaschanlage (1) ein Trockenentstauber (10) angeordnet ist.
- 8. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Dekanter (3) und dem Mischer (4) ein thermischer Trockner (9) angeordnet ist.
- 9. Anlage nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Pelletiertrommel (6) eine Trocknungsanlage und/oder eine Brennanlage (11) nachgeschaltet ist.509884/0650Andrejewslci, Honke & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen 1, Theaterplatz 3- VS. -
- 10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungsanlage bzw. die Brennanlage (11) als Wanderrostanlage oder Drehrohrofenanlage ausgeführt und mittelbar oder unmittelbar durch das Rauchgas oder einen Teilstrom des Rauchgases beheizbar ist.
- 11. Anlage nach den Ansprüchen 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Pelletiertrommel (6) mit einer Einrichtung (12) zur Wasserzuführung versehen ist.509884/0656
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