-
Verfahren zum Löschen von Kalk
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Löschen von Kalk mit ttberschußwasser,
Diese Art der Kalklöschung wird üblicherweise Naßlöschung genannt und führt zu einer
Ralkhydratsuspension. Im Wasser bzw. im Kalk vorhandene Verunreinigungen wie z.B.
Chloride und insbesondere Sulfate führen bei der Löschung zu starker Löschgrießebildung.
-
Unter Löschgrieße sollen hier in Anlehnung an die Literatur (G. Pohl,
Zement-Kalk-Gips 8 (1955), Seiten 393-397, Der Einfluß von S04-Ionen beim Löschen
von Weißkalk) die nach dem Löschen vorhandenen Anteile > 0.09 mm verstanden werden.
-
Andere Eigenschaften der Kalkhydratsuspension, wie Sedimentvolumen
und Reaktionsfähigkeit werden durch solche das Löschen beeinflußende Stoffe häufig
in gleicher Weise verschlechtert: doch besteht keine eindeutige Abhängigkeit zwischen
Grießebildung einerseits und Sedimentvolumen sowie Reaktionsfähigkeit andererseits.
-
Wegen dieser nachteiligen Eigenschaften von insbesondere im Löschwasser
vorhandenen Verunreinigungen wird seitens der Ralkhersteller und der Hersteller
von Löschanlagen immer wieder darauf hingewiesen, zur Naßlöschung von Kalk möglichst
reines Wasser zu nehmen. Dies ist eine Forderung, die sicher nicht überall realisiert
werden kann, so daß häufiger mit stärker sulfathaltigem Wasser zwangsläufig gelöscht
wird, wobei die dadurch bedingten Nachteile in Kauf genommen werden müssen.
-
Bei der zunehmenden Bedeutung des Umweltschutzes geht man immer mehr
dazu über, Wasser im Kreislauf zu verwenden.
-
So ist es bei der Rauchgasentschwefelung mit Kalk, deren Endprodukt
Gips ist, üblich, das in dem Prozeß anfallende Gipswasser im Kreislauf wieder zu
verwenden und dann auch mit sulfathaltigem Wasser zu löschen. Die bei dieser Art
der Löschung entstehenden Löschgrieße führen jedoch zu starken Verschleißerscheinungen
in Rohren und Pumpen.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen,
das es gestattet, auch einen verunreinigten,
insbesondere sulfathaltigen
Kalk zur Löschung zu verwenden und/oder mit einen verunreinigten, insbesondere sulfathaltigen
Löschwasser zu löschen, ohne die vorbeschriebenen Nachteile, insbesondere den erhöhten
Löschgrießeanfall zu zeigen.
-
Erfindungsgemäß besteht die Löschung der Aufgabe darin, die Löschung
mit - insbesondere durch Sulfat - verunreinigtem Kalk bzw. Wasser unter Anwendung
hoher Scherkräfte vorzunehmen.
-
Für die Durchführung des Verfahrens - die Anwendung hoher Scherkräfte
bei der Löschung - wurde als Vorrichtung ein Rührer hoher Drehzahl vorgesehen, der
die hohen Scherkräfte erzeugt. (Als Maß für die Scherkräfte kann die Umfangsgeschwindigkeit
angesehen werden, dietbei Versuchen bei 0,66 m/s lag.) Es ist wohl bekannt (Tonindustrie-Zeitung
89 (1965), Seiten 197-202, W. Ohnemüller, Die Eigenschaften naß mechanisch aufbereiteter
Kalkhydrate), die Kalklöschung
unter Anwendung hoher Scherkräfte
durchzuführen, wobei ein verbessertes Sedimentvolumen erreicht werden soll.
-
Über eine mögliche Veränderung der sich bildenden Löschgrieße wird
in der vorgenannten Vorveröffentlichung nichts berichtet. Für die untersuchten Trockenhydrate
die hauptsächlich Untersuchungsgegenstand waren, wird sogar wegen der verschlechterten
Reaktionsfähigkeit gefolgert, daß durch den Aufbereitungsprozess keine Kristalle
zerstört werden, sondern ehe Beseitigung der Fehlordnung eintritt.
-
überraschenderweise wurde gefunden, daß unter Anwendung hoher Scherkräfte
die nachteilige Wirkung von Verunreinigungen,insbesondere Sulfat im Kalk bzw. im
Löschwasser, die zu einer erhöhten Löschgrießebildung führt, vermieden werden kann.
-
Die in der Tabelle 1 aufgefdhrten Ergebnisse von Löschversuchen zeigen
diese erfindungsgemäße Maßnahme am
Beispiel eines sulfathaltigen
Löschwassers.
-
Für die Löschversuche wurde ein Weißfeinkalk mit einem ttJ-Wert von
3,9 min verwendet. Dieser gab bei einer Löschung im Dewar-Gefäß mit destilliertem
Wasser - gemäß Prüfverfahren Bundesverband der Deutschen Kalkindustrie E.V. Arbeitsblatt
1 (Januar 1971) - eine Kalksuspension mit einem Sedimentvolumen von 582 ml und einen
Löschgrießeanteil von 0,73 g; das sind 0,49 %, bezogen auf die eingesetzte Kalkmenge
von 150 g.
-
Erfolgte die Löschung in gleicher Weise anstatt mit destilliertem
Wasser mit einem gesättigten Gipswasser, so wurde nur noch ein Sedimentvolumen von
380 ml ermittelt und die Löschgrießerückstände erhöhten sich auf 40,8 g = 27,2 %.
-
Wurde nun die Löschung mit Gipswasser unter Anwendung hoher Scherkräfte
vorgenommen, erzeugt mit einem Rührer hoher Drehzahl bei einer Drehzahl von 8 000
Upm in einem Stahlbecher, so wurdqnein Sedimentvolumen von 600 ml und eine Löschgrießemenge
won 0,84 g = 0,56 % festgestellt.
-
Es wurden also etwa die gleichen Werte erhalten wie bei der Löschung
mit destilliertem Wasser, die bei geringen Drehzahlen durchgeführt wurde. Daraus
ist ersichtlich, daß der Einfluß der SO4- Ionen beim Löschen kompensiert wird, wenn
während des Löschens hohe Scherkräfte angewendet werden.
-
Bei den Versuchen wurden die hohen Scherkräfte mittels eines Rührers
hoher Drehzahl erzeugt, wobei die Umfangsgeschwindigkeit 0,66 m/s betrug. Es liegt
selbstverständlich im Bereich der Erfindung, andere Maßnahmen zu treffen, die zur
Erzeugung hoher Scherkräfte führen.
-
Es wurde auch untersucht, ob die bei der Löschung in Gegenwart von
Sulfationen entstehenden Löschgrieße durch eine nachträgliche Behandlung der Kalkhydratsuspensionen
unter Anwendung hoher Scherkräfte verringert werden können.
-
Die in Tabelle 2 aufgeführten Ergebnisse entsprechender Versuche zeigen,
daß gemäß der Erfindung auch eine
nachträgliche Anwendung hoher
Scherkräfte zu einer Reduzierung der Löschgrießemenge führt. Der Effekt ist allerdings
nicht so ausgeprägt wie bei der Anwendung der Scherkräfte während des Löschens.
Für die Praxis können die erzielbaren Ergebnisse jedoch in manchen Fällen ausreichend
sein, so daß dann nur ein Gerät zur Nachbehandlung einer auf konventionelle Weise
hergestellten Kalkmilch erforderlich ist.
-
Als Beispiel für andere Verunreinigungen als Sulfate sind in Tabelle
3 Versuchsergebnisse bei der Löschung mit und ohne Calciumchloridzusatz angeführt.
Es ist zu erkennen, daß der Einfluß der Chlorid-Ionen an Löschgrießebildung und
Sedimentvolumen weniger ausgeprägt ist wie der Einfluß der Sulfat-Ionen. Bei einer
Konzentration von 10 g Cl/Liter (= 0,28 Aquivalente/Liter) werden 5,74 g Löschgrieße
(= 3,83 %) erhalten, während gesättigtes Gipswasser 0,03 Äquivalente/Liter 40,8
g = 27,2 % Löschgrieße ergab, Wenn jedoch die Löschung mit chloridhaltigen Wasser
unter Anwendung hoher Scherkräfte erfolgt, erhält man etwa die gleichen Werte wie
bei einer normalen Löschung mit
destilliertem Wasser. Es zeigt
sich also auch bei den Chlorid-Ionen, daß der negative Einfluß insbesondere auf
die Löschgrießebildung beim Löschen durch Anwendung hoher Scherkräfte während des
Löschvorganges zu kompensieren ist.
-
Tabelle 1 Löschen mit und ohne Sulfat Löschgefäß Dewar Dewar Stahlbecher
Drehzahl Upm 250 250 8 ooo Löschwasser - destiliertes gesättigtes gesättigtes H20
Gipswasser Gipswasser Kalkmenge g 150 150 150 Löschwassermenge ml 600 600 600 tu
min 3,9 lo,3 Sedimentvolumen ml 582 380 600 Löschgrieße o,o9 mm g o,73 40,8 o,84
Tabelle
2 Löschen mit Gipswasser Vergleich zwischen der Löschung mit Anwendung hoher Scherkräfte
während des Löschens und einer normalen Löschung mit nachträglicher Anwendung hoher
Scherkräfte Aufbringen der Scherkräfte während des Löschens nach dem Löschem Löschgefäß
Stahlbecher Dewar Drehzahl beim Löschen (Upm) 8 000 250 Drehzahl nach dem Löschen
(Upm) - 8 000 Gefäß für die Nachbehandlung - Stahlbecher Löschwasser gesättigtes
Gipswasser gesättigtes Gipswasser Sedimentvolumen (ml) 600 560 Löschgrieße 0,09
mm (g) 0,84 2,52
Tabelle 3 Löschen mit und ohne Chloridzusatz Löschgefäß
Dewar Dewar Dewar Stahlbecher Drehzahl Upm 250 250 250 8000 CaCl2-Wasser Löschwasser
destilliertes CaCl2- CaCl2-Wasser Wasser Wasser Chloridkonzentration g C@/@ @ 1
10 10 im Löschwasser g Cl/l O 1 10 10 Kalkmenge g 150 150 150150 Löschwassermenge
ml 600 6000 600 600 tU min 3,9 2,6 1,15 -Sedimentvolumen ml 582 580 440 585 Löschgrieße
g o,73 1,81 5,74 l,oo