DE4313314A1 - Verfahren zur Wasserführung des Brauchwassers in einer Anlage zur Herstellung von Kalksandsteinen - Google Patents
Verfahren zur Wasserführung des Brauchwassers in einer Anlage zur Herstellung von KalksandsteinenInfo
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- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wasserführung des
Brauchwassers in einer Anlage zur Herstellung von
Kalksandsteinen, wobei das in der Anlage anfallende Kondensat
aufbereitet wird.
Die Herstellung von Kalksandsteinen erfolgt bekanntermaßen in
der Art, daß Kalk und ein siliciumdioxidhaltiges Gemisch,
insbesondere Quarzsand intensiv miteinander vermischt werden
und über eine Förderanlage in einen Reaktionsbehälter
geleitet werden. Im Reaktionsbehälter löscht der Branntkalk
zu Kalkhydrat ab. Das Mischgut wird dann in einem Nachmischer
auf Preßfeuchte gebracht, wobei dann aus dieser Mischung
Steinrohlinge geformt werden. In Dampfhärtekesseln erfolgt
dann das Härten der Steinrohlinge bei Temperaturen von etwa
200°C unter Sattdampfdruck etwa 4-8 Stunden.
Bei dem Härtevorgang wird durch die Heißdampfatmosphäre
Kieselsäure von der Oberfläche der Sandkörner angelöst. Die
Kieselsäure bildet mit dem Bindemittel Kalkhydrat
kristalline Bindemittelphasen - die CSH-Phasen -, die auf die
Sandkörner aufwachsen und diese fest miteinander verzahnen.
Es entstehen hierbei keine Schadstoffe.
Nach dem Härten und Abkühlen sind die Kalksandsteine
gebrauchsfertig.
Die Wasserführung bei diesem umschriebenen Herstellungs
verfahren ist üblicherweise so, daß das Frischwasser für die
Dampferzeugung, das beispielsweise einer Quelle entzogen
wird, und das eine gewisse Karbonathärte aufweist, durch
Ionenaustauscher entkarbonisiert wird. Hierbei läuft folgende
Reaktion ab:
Ca(HCO3)2 + Na-wofatit = Ca-wofatit + 2NaHCO3. Dieses
entkarbonisierte Wasser wird entgast, bevor es dem
Dampfkessel zugeführt wird. Bei der Entgasung wandelt sich
unter Zuführung von Wärme das NaHCO3 wie folgt um:
2 NaHCO3 + Wärme → Na2CO3 + H2O + CO2.
Nach dem Abscheiden des CO2 erhält man das leichtlösliche
Na2CO3, welches zusammen mit anderen löslichen Salzen
(Nichtkarbonathärte-Salze) im Dampferzeuger durch die
Wasserverdampfung aufkonzentriert und kontinuierlich als
"Absalzsohle" dem Abwasserkanal zugeführt wird. Das Wasser
hat hierbei eine Temperatur von über 100°C und einen pH-Wert
zwischen 11 und 13. Das bedeutet, daß ein derartiges Abwasser
für die Umwelt eine erhebliche Belastung darstellt, und wegen
der überschrittenen zulässigen Grenzwerte besonders
aufbereitet bzw. entsorgt werden muß.
Der erzeugte Sattdampf (Druck ca. 16 bar) wird zur
Herstellung der für den Härtevorgang erforderlichen
Heißdampfatmosphäre verwendet. Während des Härteprozesses wird
der Sattdampf größtenteils kondensiert und nach einer
Druckentspannung abgeführt. Diese Kondensat fällt ebenfalls
mit einer Temperatur von 100°C und einem pH-Wert von ca.
11-12 an und kann wegen
seiner Verunreinigungen nicht problemlos wiederverwertet
werden. In den meisten Kalksandsteinwerken gelangt dieses
Wasser nach einer Wärmeausnutzung als Prozeßwasser zur
Mischanlage für Kalk und Sand, bzw. in den Abwasserkanal oder
in eine Sickergrube.
Es ist nun aus der DE-PS 30 05 649 bekannt, das bei der
Steinhärtung entstehende Kondensat zumindest teilweise einer
Feststoffabscheidung durch Klärung oder Filtration
zuzuführen, wobei nachfolgend eine Entsalzung durch einen
Ionenaustauscher erfolgt. Danach wird das Wasser der
Dampferzeugung wieder zugeführt, und zwar in die
Entgasungsstufe. Die bei der Feststoffabscheidung und der
Entsalzung entstehenden Feststoffe werden wieder der
Steinproduktion zugeführt.
Ein Ionenaustauscher besteht im Prinzip aus einer
Kunstharzkerze, beispielsweise dem o.g. Na-Wofatit. Sind die
Na-Ionen des Harzes gegen die Ca-Ionen der härtebildenden
Salze ausgetauscht, werden die Kerzen mit einer NaCL-Lösung
gespült und somit wieder mit Na-Ionen angereichert. Die Ca-
Ionen verbinden sich während dieser Regeneration mit dem CL-
Ion des NaCL zu CaCL2. Die
CaCL2-Lösung gelangt zum Abwasserkanal.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem der pH-Wert
der gesamten Abwässer, die Abwassermengen und auch die hohen
Abwassertemperaturen vermindert werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das bei
der Steinhärtung anfallende Kondensat, welches sich bei der
Härtung mit Ca(OH)2 anreichert (H2O + Ca(OH)2 gelöst) und das
karbonathärtehaltige Frischwasser (H2O + Ca(HCO3)2) gelöst)
einer Fällungsstufe zugeführt werden, in der bei Einhaltung
gewisser Reaktionsbedingungen (hohe Temperaturen und
Verweilzeit) CaCO3 ausgefällt wird, und daß bei der Fällung
entstehende Wasser nach einer Feststoffabscheidung dem
Dampferzeuger zugeführt wird. Die bei der
Feststoffabscheidung anfallende Suspension wird dem
Grundgemisch zur Steinherstellung, bestehend aus Branntkalk,
einem siliciumdioxidhaltigen Zuschlagsmittel und Wasser
zugegeben. Die in der Fällungsstufe ablaufende Reaktion
stellt sich wie folgt dar:
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2 CaCo3 + 2 H2O
bzw.
Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2 + 2 CaCO3 + 2 H2O.
bzw.
Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2 + 2 CaCO3 + 2 H2O.
Durch die oben beschriebene chemische Reaktion wird das
Wasser in der Fällungsstufe weitgehend entkarbonisiert, so
daß es unmittelbar dem Dampferzeuger zugegeben werden kann.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens
zur Wasserführung des Brauchwassers sieht vor, daß das Wasser
nach der Fällungsstufe, bevor es dem Dampferzeuger zugeführt
wird, die konventionelle Entkarbonitisierungsstufe und den
Entgaser durchläuft. Diese Stufen sind, insbesondere beim
Anlauf der Anlage erforderlich, d. h., wenn die Anlage kalt
ist und nicht genügend Kondensat bei der Steinhärtung
entsteht, welches der Fällungsstufe zugeführt werden könnte.
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist
der Fällungsstufe eine Stufe zur Feststoffabscheidung von
CaCO3 aus dem Härtekessel mit ausgeschwemmten Feststoffen
nachgeschaltet, wobei die Scheidung bevorzugt durch einen
Filtriervorgang erfolgt.
Grundsätzlich wird durch die erfindungsgemäße
Vorentkarbonisierung (Entfernung von Ca(HCO3)2, sowie auch
Mg(HCO3)2) die Standzeit des Ionenaustauschers bis zu seiner
Regeneration mit einer NaCl-Lösung wesentlich verlängert, und
darüber hinaus die Anreicherung von Na2CO3 im Dampferzeuger
verringert, wodurch sich die Menge an Absalzsohle vermindert,
was in Folge hiervon zu einer Energie- und Wassereinsparung
führt.
Anhand des Verfahrensschemas wird die Erfindung nachstehend
näher beispielhaft erläutert.
Das zur Herstellung des Sattdampfes im Dampferzeuger
benötigte Wasser mit einer bestimmten Karbonathärte (H2O +
Ca(HCO3)2 wird der Fällungsstufe zugeführt. Dieser
Fällungsstufe wird ebenfalls das Kondensat, das bei der
Steinhärtung im Dampfhärtekessel entsteht, zugesetzt. Dieses
Kondensat (H2O + Ca(OH2) gelöst) besitzt einen pH-Wert
zwischen 11 und 12. In der Fällungsstufe wird CaCO3
ausgefällt (Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2 CaCO3 + H2O). In einer
nachfolgenden Stufe erfolgt eine Feststoffabscheidung, wobei
das Wasser mit einem pH-Wert von etwa 8-9 entweder mittelbar
über die Entkarbonisierungsstufe und einer Stufe zur
Entgasung des Wassers, oder unmittelbar dem Dampferzeuger
zugeführt wird. Der entstehende Feststoff in Form von 2CaCO3
kann der Steinproduktion, d. h. dem Gemisch aus Branntkalk,
siliciumdioxidhaltigem Zuschlagsmaterial und Wasser zugesetzt
werden.
Nur noch geringe Absalzmengen des Dampfkessels wegen geringer
Salzfracht erlauben bei gleichzeitig geringeren
Regeneratmengen des Ionenaustauschers die Beimischungen der
Wässer zur Steinproduktion, wobei letztlich kein Abwasser
mehr entsorgt werden muß.
Hieraus folgt, daß durch das erfindungsgemäßen Verfahren die
Umweltbelastung erheblich herabgesetzt wird.
Gleiches erfolgt mit Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2 + 2CaCO3
+ 2 H2O, wobei Mg(HCO3)2 jedoch nur in sehr geringen Mengen
anfällt.
Claims (5)
1. Verfahren zur Wasserführung des Brauchwassers in
einer Anlage zur Herstellung von Kalksandsteinen,
wobei das in der Anlage anfallende Kondensat
aufbereitet wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
das bei der Steinhärtung anfallende Kondensat (H2O +
Ca(OH2) und das kalkhaltige Frischwasser (H2O +
Ca(HCO3)2 einer Fällungsstufe zugeführt werden, in
der CaCO3 ausgefällt wird, und das bei der Fällung
entstehende Wasser dem Dampferzeuger zugeführt wird,
und das CaCO3 dem Grundgemisch zur Steinherstellung
zugegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Wasser, bevor es dem Dampferzeuger zugeführt
wird, entkarbonisiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Wasser entgast wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1.
dadurch gekennzeichnet, daß
der Fällungsstufe eine Stufe zur Feststoffabscheidung
von 2 CaCO3 von H2O nachgeschaltet ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Feststoffabscheidung durch einen Filtriervorgang
erfolgt.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19934313314 DE4313314A1 (de) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | Verfahren zur Wasserführung des Brauchwassers in einer Anlage zur Herstellung von Kalksandsteinen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19934313314 DE4313314A1 (de) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | Verfahren zur Wasserführung des Brauchwassers in einer Anlage zur Herstellung von Kalksandsteinen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4313314A1 true DE4313314A1 (de) | 1994-10-27 |
Family
ID=6486197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19934313314 Ceased DE4313314A1 (de) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | Verfahren zur Wasserführung des Brauchwassers in einer Anlage zur Herstellung von Kalksandsteinen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4313314A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2404886A2 (de) | 2010-07-06 | 2012-01-11 | HoKa Gesellschaft für Entwicklung und Vertrieb elektronischer Schaltungen mbH | Verfahren und Vorrichtung zur Härtung von Kalk-Sandsteinen oder Porenbetonsteinen |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3005649C2 (de) * | 1980-02-15 | 1982-11-25 | Arnold 5000 Köln Boroske | Verfahren zur umweltbezogenen Aufbereitung des aus den Härtekesseln von Kalksandsteinwerken anfallenden Kondensats |
| DE3636961C1 (en) * | 1986-10-30 | 1988-03-10 | Interatom | Process for the hot removal of silica from waste waters from sand lime brick production |
-
1993
- 1993-04-23 DE DE19934313314 patent/DE4313314A1/de not_active Ceased
Patent Citations (2)
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| DE102010017764A1 (de) | 2010-07-06 | 2012-01-12 | HoKa Gesellschaft für Entwicklung und Vertrieb elektronischer Schaltungen mbH | Verfahren und Vorrichtung zur Härtung von Kalk-Sandsteinen, Porenbetonsteinen o.ä. |
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| 8131 | Rejection |