DE3039384C2

DE3039384C2 -

Info

Publication number: DE3039384C2
Application number: DE3039384A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr.-Ing. 4100 Duisburg De Bassier; Fritz Dipl.-Ing. 4030 Ratingen De Adrian; Dieter 4010 Hilden De Deuster; Joachim 4100 Duisburg De Poschwatta; Kurt Dipl.-Ing. 4223 Voerde De Ingenabel
Original assignee: Steag GmbH
Current assignee: RUHRKOHLE MONTALITH GMBH STEAG AG, 4300 ESSEN, DE
Priority date: 1980-10-18
Filing date: 1980-10-18
Publication date: 1991-06-20
Also published as: GB2086339A; DE3039384A1; FR2492453A1; ZA815371B; GB2086339B; AU7630081A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ver blasen von Alpha-Halbhydrat und/oder Beta-Halbhy drat mit Zuschlagstoffen, insbesondere Flugasche, unter Tage, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs.

Nach einem älteren Vorschlag wird Alpha-Halbhydrat und/oder Beta-Halbhydrat mit Zuschlagstoffen Unter tage zur Streckensicherung eingesetzt. Das Alpha- Halbhydrat und/oder Beta-Halbhydrat wird vorzugsweise aus den Rückständen der Abgaswäsche von Feuerungen, insbesondere von Steinkohlekraftwerken gewonnen, die bei einer Kalkstein- bzw. Kalkwäsche anfallen. Diese Rückstände stellen ein erhebliches Deponie problem an. Die in Form einer Kalkmilch anfallen den Rückstände sind stark umweltgefährdend. Durch Aufarbeitng der Kalkmilch zu Alpha-Halbhydrat und/ oder Beta-Halbhydrat zu einem Untertage verwendbaren Baustoff wird die Lösung des Deponieproblems zugleich mit dem Vorteil eines Billigbaustoffes für den Berg bau oder Tunnelbau verbunden. Die sich dadurch er gebenden Vorteile können noch mit der Beimengung eines Zuschlages von Flugasche gesteigert werden. Die Flug asche fällt gleichfalls als Rückstand von Feuerungen, insbesondere den Feuerungen von Steinkohlekraftwerken an und bildet gleichfalls ein schwerwiegendes Deponie problem, so daß die Beimengung von Flugasche ein weiteres Deponieproblem löst.

Die Beimengung der Flugasche schwächt zwar in er warteter Weise den Baustoff aus Alpha-Halbhydrat oder Beta-Halbhydrat, überraschenderweise verleiht die Flugasche jedoch dem Baustoff eine für den Untertageeinsatz sehr vorteilhafte Nachgiebig keit, die den sich aus der Verringerung der Festig keit ergebenden Nachteil weit überwiegt.

Das Alpha-Halbhydrat und Beta-Halbhydrat wird Untertage in Staubform verarbeitet. Das geschieht pneumatisch, d. h. durch Verblasen. Die zum Reagieren des Alpha-Halb hydrats oder Beta-Halbhydrats erforderliche Wassermenge wird vor Ort unmittelbar am Austritt der Blasvorrichtung zugegeben. Während des Blasbetriebes zeigen sich ge legentlich Betriebsstörungen, die insbesondere auf Einflüsse der Zuschlagstoffe zurückzuführen sind. Zwar wirkt die Flugasche zunächst vorteilhaft auf die Fließfähigkeit von Alpha-Halbhydrat oder Beta-Halbhydrat, das in reiner Form nur eine geringe Fließfähigkeit besitzt, jedoch ergeben sich periodisch auftretende Unregelmäßigkeiten in der aus der Blasvorrichtung austretenden Mischung. Diesen Unregelmäßigkeiten kann mit einem weiteren Zuschlag von Naturanhydrit und/oder Kalkstein entgegengewirkt werden, der eine Korngröße von 7-13 mm aufweist. Der weitere Zuschlag von Natur anhydrit oder Kalkstein reagiert nicht mit dem Wasser, sondern soll ausschließlich aufgrund der Massenträg heit der großen Partikel gegebenenfalls sich ansam melnden Flugaschehäufungen im Blassystem entgegen wirken.

Auf den Zuschlag von grobkörnigem Naturhydrit oder Kalkstein kann verzichtet werden, wenn dem Alpha-Halbhydrat oder Beta-Halbhydrat Wasch- und Ortsberge aus der Kohlegewinnung und/oder Aschegranulat und/oder Schlacken aus der Kohleverbrennung und/oder Schlacken mit entsprechend großen Partikeln beigemischt werden.

Trotz der oben beschriebenen verschiedenen Maßnahmn zur Sicher stellung eines einwandfreien Blasversatzes zeigen Proben aus z. B. Streckenbegleitdämmen gelegentlich unterschiedliche Materialbeschaf fenheiten.

Aus verschiedenen Gründen erfolgt der Blasversatz Untertage mit Hilfe von Sammelleitungen, die über Mengenteiler in verschiedene Blasmund stücke münden. Die Blasmundstücke sind über flexible Leitungen mit dem Mengenteiler verbunden und erlauben einen Handbetrieb, d. h. entfalten lediglich solche noch von einem Bedienungsmann beim Führen mit Hand bewältigbare Reaktionskräfte. Dagegen wären die Reaktionskräfte für einen Bedienungsmann bei einer Sammelleitung zu groß, die dem Untertagebedarf an Blasversatz zur Streckensicherung entsprechend groß ausgelegt ist und mit entsprechendem Druck betrieben wird, wenn die Leitung lediglich in ein einziges, von Hand führbares Mundstück mit flexiblem Zwischenstück zur Leitung mündet. Der bei mehreren Mund stücken vorgesehene Mengenteiler teilt die ankommenden Mengenströme ungleichmäßig, weil in der Leitung über deren Querschnitt bereits eine ungleichmßige Mengeverteilung herrscht. Diese ungleichmäßige Mengen verteilung betrifft vor allem die großen Partikel der Zuschlagstoffe und resultiert aus ein oder mehreren Umlenkungen in der Sammelleitung, denen die großen Partikel aufgrund ihrer Massenträgheit nur bedingt folgen. Im Ergebnis kann es deshalb vorkommen, daß sich die größeren Partikel ganz überwiegend in einem der abgeteilten Mengenströme finden. Für die den großen Partikeln zugedachte Funktion einer Ver gleichmäßigung des Mengenstromes an Flugasche ist die ungleichmäßige Mengenteilung unschädlich. Sie entfaltet jedoch in anderer Richtung nachteilige Wirkungen, indem der aus Alpha-Halbhydrat und/oder Beta-Halbhydrat und Zuschlagstoffen gebildete Baustoff keine defi nierte Zusammensetzung aufweist.

Das führt beispielsweise bei einem Streckenbegleitdamm dazu, daß es bestimmte Bereiche mit zu geringem Anteil an Zuschlägen und andere Bereiche mit übermäßigem Anteil an Zuschlägen gibt. Entweder sind diese Bereiche dann zu hart bzw. spröde und nicht nachgiebig genug oder von zu geringer Festigkeit. Von besonderem Nachteil ist das Zusammentreffen solcher verschiedener Bereiche in einem Streckenbe gleitdamm.

Aus der DE-OS 28 29 867 ist ein Mengenteiler für den Bergbau bekannt, der obigem Stand der Technik entspricht. Dieser Mengenteiler muß als unzureichend angesehen werden, sobald Alpha-Halbhydrat und/oder Beta-Halbhydrat mit Zuschlagstoffen verblasen werden muß.

Zwar ist in der DE-AS 16 32 421 eine Verteilung eines Staub-Luftge misches gezeigt, wie sie insbesondere im Kraftwerksbereich beim pneumatischen Transport von Kohlenstaub vorkommt. Zur Lösung der hier anstehenden Probleme ist der Mengenteiler jedoch nicht geeignet.

Auch die aus der GB-PS 4 59 710 bekannte Vorrichtung ist zum Blasen von Alpha-Sulfat- und Beta-Sulfat-Halbhydraten nicht geeignet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung einen einwandfreien Austrag von Alpha- und Beta-Sulfat-Halbhydrat sicherzustellen.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs.

Die notwendige Drehbewegung kann dem drehbeweglichen Verteilerzwi schenstück von außen aufgezwungen werden. Wahlweise wird das Verteilerzwischenstück auch durch den ankommenden Mengenstrom selbst bewegt, wenn das Verteilerzwischenstück mit einem Flügelrad oder Schraubrad gekoppelt ist oder zugleich als Flügel- oder Schraubenrad ausgebildet ist.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung darge stellt.

Fig. 1 und 2 zeigen einen Mengenteiler mit Vielfachteilung;

Fig. 3 einen Mengenteiler mit drehbeweglich angeordnetem Zwischenstück.

In Fig. 1 und 2 ist mit 1 eine Sammelleitung bezeichnet. Die Sammel leitung 1 dient zum Blasversatz von Alpha-Halbhydrat, das aus der Aufbereitung des Rückstandes einer Kalkwäsche der Rauchgase eines Steinkohlekraftwerkes gewonnen wird. In der Kalkwäsche wird das in den Rachgasen enthaltene Schwefeldioxyd in wäßriger Lösung absorbiert. Durch Verwendung von Kalk entsteht CaSO₃ · 2 H₂O (Sulfit-Dihydrat). Die aus der Kalkwäsche anfallenden Rückstände werden in einem Behälter mit Luft oxydiert. Die so behandelten Rückstände der Kalkwäsche gelangen in einen Eindicker. Aus dem Eindicker fällt Kalkschlamm CaSO₄ · 2 H₂O (Sulfat-Dihydrat) an. Wird der entstandene Kalkschlamm einem Trockner zugeführt, so entsteht aufgrund besonderer Kristallisierung sogenannter Betasulfat-Halbhydratgips, der hier als Beta-Halbhydrat bezeichnet wird.

Zur Erzeugung von Alphasulfat-Halbhydrat, das hier als Alpha-Halbhydrat bezeichnet wird, wird der Kalk schlamm in einem Mischer mit Wasser versetzt. Der entstandene Gipswasserschlamm wird kontinuierlich in einen Autoklaven gepumpt und unter definierten Bedingungen (Temperatur <150°C) in Alphasulfat- Halbhydratgips umkristallisiert. Zusätze zur Steu erung des pH-Wertes und zur Veränderung der Kristall tracht des Alpha-Halbhydrates können in den Autoklaven einsortiert werden und ermöglichen die Erzeugung von Alphasulfat-Halbhydratgipsen mit unterschiedlichen Eigenschaften. Das Alpha-Halbhydrat wird in wäßriger Suspension kontinuierlich aus dem Autoklaven abge zogen und in einer Zentrifuge von der wäßrigen Phase getrennt. Durch Trocknen, z. B. in einem Strom trockner, entsteht pulverförmiges Alpha-Halbhydrat (CaSO₄ · ¹/₂ H₂O).

Der Mengenstrom aus Alpha-Halbhydrat in der Sammel leitung 1 besitzt für den Einsatzfall der Errich tung eines Streckenbegleitdammes beispielsweise einen Zuschlag von 25% Flugasche, die gleichfalls aus einem Steinkohlekraftwerk stammt. Ferner ist im Mengenstrom ein Zuschlag von 15% Kalkstein mit einer Partikelgröße zwischen 10 und 12 mm beige mengt.

Aus der Sammelleitung 1 gelangt der Mengenstrom in einen Mengenteiler 2, dessen Anschlußstück 3 an die Sammelleitung 1 praktisch eine trichterförmige Erweiterung der Sammelleitung 1 bildet. In dieser Erweiterung sind Bleche 4-9 angeordnet, die den Querschnitt des Mengenteilers 2 in Kanäle 10-17 gleichmäßig zerlegen, so daß die Bleche 4-9 zu gleich eine gleichmäßige Zerlegung des ankommenden Mengenstromes in diese Kanäle bewirken.

Nach Verlassen des trichterförmigen Anschlußstückes 3 verändern diese Kanäle, wie aus Fig. 1 und 2 ersicht lich, ihre Form, in dem sie sich wieder verjüngen, und zwar in Form von Trichtern. Das heißt, jeder Kanal 10-17 bildet einen eigenen Trichter, wobei die Austritts öffnungen der Kanäle 10, 12, 14 und 16 - wie in Fig. 1 dargestellt - in einer Ebene liegen und sich da durch leicht zu einer nicht-dargestellten weiteren Leitung zusammenfassen lassen. Dagegen liegen die Austrittsöffnungen der Kanäle 11, 13, 15 und 17 ober halb der Austrittsöffnungen der Kanäle 10, 12, 14 und 16 wiederum in einer gemeinsamen Ebene, die das Zu sammenfassen dieser Kanäle 11, 13, 15 und 17 zu einer weiteren Leitung mit geringem technischen Aufwand er möglicht.

Durch eine derartige Vielfachteilung des in der Sammelleitung 1 anströmenden Mengenstromes und an schließende Zusammenfassung der einzelnen Teilströme nach Fig. 1 und 2 entstehen zwei im wesentlichen identische Mengenströme am Austritt des Mengenteilers 2. Die beiden Mengenströme am Austritt des Mengenteilers 2 werden in nicht dargestellter Weise über Schlauchlei tungen zu Blasdüsen geführt, die von Hand bewegt wer den können und der Errichtung eines Streckenbegleit dammes dienen.

Fig. 3 zeigt einen Mengenteiler 20, der an eine Sammelleitung 21 angeschlossen ist und in zwei Schlauchleitungen 22 und 23 mündet, die zu nicht dar gestellten Blasdüsen führen. Der Mengenteiler 20 ent hält ein drehbeweglich angeordnetes Zwischenstück, das in der schematischen Schnittdarstellung nach Fig. 3 als Hülse erkennbar ist.

Die Hülse ist gleitgelagert oder rollen- oder nadelgelagert. Die Lagerung befindet sich außen an dem Zwischenstück 24 und innerhalb des Mengentei lergehäuses.

Das hülsenförmige Zwischenstück 24 ist durch eine Verteilerwand 25 hälftig geteilt. Dadurch bewirkt eine Drehung des Zwischenstückes 24, daß der in der Lei tung 21 ankommende Mengenstrom kontinuierlich und gleichmäßig auf die Schlauchleitungen 22 und 23 ver teilt wird. Vorteilhafterweise wird die dazu not wendige Drehbewegung des Zwischenstückes 24 durch einen schraubenförmigen Verlauf des Verteilerbleches 25 ohne äußere Hilfe allein aufgrund des Druckes des ankommenden Mengenstromes bewirkt.

Claims

Vorrichtung zum Verblasen von Alpha-Halbhydrat und/oder Beta-Halbhydrat mit Zuschlagstoffen, ins besondere Flugasche, unter Tage, wobei für mehrere Blasdüsen eine gemeinsame, Halbhydrat- und Zuschlag stoffe führende Sammelleitung vorgesehen ist und zwischen der Sammelleitung und den Blasdüsen ein Mengenteiler angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Mengenteiler in an sich bekannter Weise die ankommende Menge in verschiedene Kanäle aufteilt und die Kanäle anschließend wechselnd verschiedenen Ausgangsleitungen zuführt, wobei die zu jedem Ausgangsrohr (22, 23) führenden Kanäle (10, 12, 14, 16; 11, 13, 15, 17) in unterschiedlichen Ebenen münden, oder der Mengenteiler durch ein drehbeweglich angeordnetes Verteilerzwischenstück (24) gebildet wird, das mit einem Flügelrad oder Schraubrad ge koppelt ist oder zugleich als Flügelrad oder Schraub rad ausgebildet ist.