DE69631251T2

DE69631251T2 - Verfahren und system zur mehrstufigen kalzination von gips zur anhydritherstellung

Info

Publication number: DE69631251T2
Application number: DE69631251T
Authority: DE
Inventors: L. Michael CLOUD; S. Kirk MOORE
Original assignee: United States Gypsum Co
Current assignee: United States Gypsum Co
Priority date: 1995-08-15
Filing date: 1996-08-07
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2016-08-08
Also published as: EP0844987B1; AU6764496A; CN1196034A; CN1153745C; ES2213777T3; JP2001507662A; EP0844987A4; JP3916001B2; WO1997007073A1; US5954497A; DE69631251D1; US5743728A; EP0844987A1

Description

Stand der Technik und Zusammenfassung
Diese Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Kalzinieren von Gipsmaterial und insbesondere ein Verfahren und ein System zum Kalzinieren von Gips zum Rückgewinnen von Calciumsulfatanhydrit unlöslicher Form, häufig als "Totbrand" bezeichnet.
Zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen zum Kalzinieren von Gips sind an sich bekannt. Herkömmlicherweise sind zum Kalzinieren von Gips in großen Kesseln mit verdicktem domförmigem Boden, Schamottmaterialien bzw. feuerfeste Materialien verwendet worden, und der Kessel wird durch gasgefeuerte Flammen in einer Ziegelschamottstruktur erwärmt. (Siehe US-Patent Nr. 3 236 509). Die Verwendung von Schamottmaterial zum Kalzinieren von Gips führt jedoch zu extremer Abenergie aufgrund der übermäßigen Wärmemenge, die auf den Kessel übertragen werden muss, um den darin enthaltenen Gips zu erhitzen, und die Schamottziegelhülle ist außerdem von Nachteil, weil sie eine große Aufstandsfläche hat und wertvollen Fabrikraum einnimmt. Andere Kalzinierungsverfahren und -vorichtungen existieren in Form von schamottmaterialfreien Kesseln, die untergetauchte Verbrennungsheizsysteme in dem Kessel nutzen, wie etwa in den US-Patenten Nrn. 4 626 199, 4 629 419 und 4 744 961 offenbart. Ein Hauptziel von sowohl Schamottmaterial-Kesseln wie schamottmaterialfreien Kesseln zum Kalzinieren von Gips hat darin bestanden, Calciumsulfathalbhydrat zu erzeugen, besser bekannt als Stuck zur Verwendung bei der Herstellung von Verbundplatten.
Die US 4 247 518 betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Calciumsulfathalbhydrat. Die Vorrichtung umfasst eine Reihe von miteinander in Verbindung stehenden fluidisierten Bett-Abteilen, von denen jedes einen Wärmetauscher enthält, wobei die Temperatur von jedem nachfolgenden Abteil größer ist als diejenige des vorausgehenden Abteils.
Die US-4 974 334 betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen und/oder Kalzinieren von Gips primär zum Herstellen von Calciumsulfathalbhydrat. Die Vorrichtung umfasst eine Reihe von miteinander in Verbindung stehenden erwärmten Behandlungsbereichen und die Temperatur von jedem nachfolgenden Behandlungsbereich ist größer als diejenige des vorausgehenden Bereiches. Jeder Behandlungsbereich ist mit einer Basis versehen, die zu vibrieren vermag und durch die Gas strömen kann.
Im Gegensatz zu diesen Verfahren gemäß dem Stand der Technik, die mit der Herstellung von Halbhydrat bzw. Stuck befasst sind, sind das Verfahren und System gemäß der vorliegenden Erfindung primär mit der Rückgewinnung von Gipsmaterial aus dem Kalzinierungsprozess befasst, das im wesentlichen aus Calciumsulfatanhydrit besteht. Das rückgewonnene Halbhydrit-Erzeugnis kann in Form eines löslichen Calciumsulfatanhydrits vorliegen, welches geringfügig instabil ist oder stärker bevorzugt rückgewonnen wird in Form von unlöslichem Calciumsulfatanhydrit, welches stabil ist und häufig als Totbrand bezeichnet wird. Totbrand-Material hat zahlreiche Anwendungen, einschließlich als Füllstoff in Thermo-Kunststoffen, Herbiziden, Nahrungsmitteln und Pharmazeutika, Zement, Verputz-Zusatzstoffe und dergleichen. Die Herstellung von Totbrand ist jedoch schwierig.
Rohgips liegt üblicherweise in Form von trockenem Pulver vor und nimmt die Form von CaSO₄·2H₂O an. Wenn Rohgips auf eine Temperatur von üblicherweise etwa 250 bis 380°F oder auf eine noch höhere Temperatur erhitzt wird, setzt sich das Pulver in Halbhydrat um, welches die Form von CaSO₄·1½H₂O + 1/2H₂O annimmt. Das 1½H₂O liegt in Form von Wasserdampf vor und fluidisiert das trockene Pulver während des Kalzinierungsprozesses derart, dass es durch die Vorrichtung fließt. Wenn das Halbhydrat auf noch höhere Temperatur erhitzt wird, wandelt sich der Gips in lösliches Anhydrit oder unlösliches Anhydrit-CaSO₄ (Totbrand) um. Das während der Umsetzung in lösliches oder unlösliches Anhydrit freigegebene ½H₂O fluidisiert das Pulver jedoch nicht besonders gut.
Aufgrund dieser Fluidisierungsprobleme sind herkömmliche Schamott- bzw. schamottlose Kalzinierungsverfahren zur Erzeugung von Totbrand weniger effektiv gewesen bezüglich effizienter und wirtschaftlicher Herstellung von Totbrand. Die Verwendung von Schamott zur Herstellung von Totbrand-Material ist überaus aufwendig und teuer im Hinblick auf die erforderlichen Temperatur von etwa 480 bis 710°C (etwa 900 bis 1300°F).
Die schamottfreien Verfahren gemäß dem Stand der Technik zum Kalzinieren von Gips sind wirtschaftlicher als die Verwendung von Schamott; sie sind jedoch unpraktisch im Hinblick auf die Herstellung von Totbrand-Material aufgrund von Fluidisierungsproblemen. Das aus diesen Systemen hergestellte Anhydrit wird außerdem häufig nicht gleichmäßig erwärmt und enthält noch große Mengen von chemisch gebundenem Wasser, das das Anhydrit ungeeignet macht als Füllstoff für Thermo-Kunststoffe und weitere ähnliche Anwendungsfälle.
Weitere Verfahren zum Kalzinieren von Gips zur Herstellung von Totbrand sehen die Verwendung von Schnell-Kalzinierungsöfen vor, um Totbrand zu erzeugen. Diese Schnell-Kalzinierungsöfen nehmen den gemahlenen Gips in einem Strom beschleunigter Luft mit, der daraufhin auf erhöhte Temperatur schnell erhitzt wird. Diese Systeme sind jedoch bezüglich ihrer Kapazität und ihres Durchsatzes beschränkt.
Die vorliegenden Erfindung stellt deshalb ein Verfahren zum Kalzinieren von Gips zur Herstellung eines Anhydrit-Erzeugnisses bereit, wobei das Verfahren die Schritte aufweist, gemahlenen Gips einem ersten Kessel zuzuführen, den gemahlenen Gips in dem ersten Kessel auf eine erste vorbestimmte Temperatur zu erwärmen, den gemahlenen Gips aus dem ersten Kessel in zumindest einen nachfolgenden Kessel überlaufen zu lassen, den Gips in dem zumindest einen nachfolgenden Kessel auf eine Endtemperatur zu erwärmen, die höher ist als die erste vorbestimmte Temperatur, während gleichzeitig der Gips in dem zumindest einen nachfolgenden Kessel verflüssigt wird, und der Gips aus dem zumindest einen nachfolgenden Kessel, der im wesentlichen aus Calciumsulfatanhydrit besteht, rückzugewinnen, wobei der Schritt zum Verflüssigen des Gipses in dem zumindest einen nachfolgenden Kessel das Bereitstellen von zumindest einer drehbaren Schaufel mit mehreren Einspritzöffnungen entlang einer vorauseilenden Kante in dem zumindest einen nachfolgenden Kessel sowie das Bewegen der zumindest einen Schaufel in dem zumindest einen nachfolgenden Kessel umfasst, während gleichzeitig ein Verflüssigungsmedium durch die mehreren Einspritzöffnungen ausgetragen wird, um den Gips in den zumindest einen nachfolgenden Kessel zu verflüssigen.
Ein wesentlicher Aspekt dieser Erfindung besteht deshalb im Bereitstellen eines Verfahrens zum Herstellen von Totbrand-Material in kosteneffektiver und effizienter Weise unter Vermeidung übermäßiger Kosten von Schamott und in Überwindung der Fluidisierungsprobleme, die anderweitig beim Einsetzen von Verfahren zum Kalzinieren von Gips zur Erzeugung von Totbrand verwendeten Verfahren gemäß dem Stand der Technik auftreten. Ein derartiges Verfahren sieht das Zuführen des Gipsmaterials durch zwei oder mehr Kalzinierungsstufen vor, um den Gips allmählich in Totbrand-Material umzusetzen. In der ersten Stufe enthält das Gipsmaterial chemisch gebundenes Wasser, welches durch den Erwärmungs- bzw. Erhitzungsprozess freigegeben wird, um das Gipspulver derart einer Selbstfluidisierung auszusetzen, dass er durch die Vorrichtung fließt bzw. strömt. Das Gipspulver in der ersten Stufe wird üblicherweise erwärmt, um ein Halbhydrat-Produkt zu erzeugen, das in einem Temperaturbereich von etwa 120 bis 190°C (etwa 250 bis 380°F) bzw. in einem Temperaturbereich unterhalb von 200°C (400°F) auftritt.
Das Material wird daraufhin durch zumindest eine nachfolgende Stufe geleitet, bevorzugt durch zwei oder mehr Stufen, so dass er ausreichend zur Bildung von Calciumsulfatanhydrit erwärmt wird. In den nachfolgenden Stufen umfasst das Verfahren die Schritte, das Material mit einem Fluidisierungsmedium, bevorzugt Luft, zu erwärmen und gleichzeitig zu fluidisieren, so dass er durch die nachfolgenden Stufen des Systems strömt. Das Material wird daraufhin aus dem Prozess in einer Form rückgewonnen, die im wesentlichen aus Calciumsulfatanhydrit besteht. Das rückgewonnene Anhydrit-Erzeugnis kann abhängig von der gewünschten Anwendung löslich oder unlöslich sein, und das unlösliche Anhydrit wird üblicherweise als Totbrandmaterial bezeichnet. Der Übersichtlichkeit halber wird der Begriff Gips üblicherweise verwendet, um die unterschiedlichen Formen von Calciumsulfat, einschließlich Dihydrat (Gips), Halbhydrat (Stuck) und Anhydrit (Totbrand) zu beschreiben.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht dieses drei Stufen zum Kalzinieren des Gipses durch bzw. in drei Kalzinierungskesseln vor, um Calcium sulfatanhydrit aus dem dritten Kessel rückzugewinnen. Insbesondere umfasst das Verfahren die Schritte, gemahlenen Gips zunächst in einem ersten Kessel zuzuführen und den Gips auf eine erste vorbestimmte Temperatur von etwa 120 bis 190°C (etwa 250 bis 380°F), bevorzugt auf etwa 150°C (etwa 310°F) zu erhitzen bzw. zu erwärmen. Das Gipspulver befindet sich bei einer derartigen Temperatur in einem Halbhydrat-Zustand, und das Freisetzen von Wasserdampf durch die Reaktion CaSO₄·2H₂O – CaSO₄·½H₂O + 1½H₂O fluidisert das Pulver ausreichend derart, dass es durch den Prozess fließen kann. Der nächste Schritt besteht darin, den erwärmten Gips aus dem ersten Kessel in den zweiten Kessel überfließen zu lassen. Das Material des zweiten Kessels wird daraufhin auf eine zweite vorbestimmte Temperatur erwärmt und gleichzeitig mit einem Fluidisierungsmedium, bevorzugt Luft, in dem zweiten Kessel fluidisiert. Die zweite vorbestimmte Temperatur beträgt etwa 260 bis 430°C (etwa 500 bis 800°F), bevorzugt etwa 320°C (etwa 600°F). Bei einer derartigen Temperatur liegt das Gipsmaterial als Mehrphasen-Material mit relativ ungünstigen Fließ- bzw. Strömungseigenschaften vor. Die Fluidisierung des Gipspulvers mit einem Fluidisierungsmedium in dem zweiten Kessel gewährleistet jedoch, dass er durch das System in geeigneter Weise fließt bzw. strömt. Das Gipspulver wird daraufhin aus dem zweiten Kessel in den dritten Kessel überfließen gelassen, wo er daraufhin auf eine dritte vorbestimmte bzw. Endtemperatur erhitzt und gleichzeitig mit einem Fluidisierungsmedium fluidisiert wird. Das Gipspulver wird daraufhin aus dem dritten Kessel als Gipsmaterial rückgewonnen, das im wesentlichen aus Calciumsulfatanhyrit besteht. In einem Verfahren zum Herstellen von unlöslichem Calciumsulfatanhydrit bzw. Totbrand sollte die dritte vorbestimmte bzw. Endtemperatur größer sein als etwa 480°C (etwa 900°F), bevorzugt größer als etwa 500°C (etwa 930°F), um die Herstellung von Totbrand-Material sicherzustellen. Die dritte vorbestimmte Temperatur sollte im Bereich von etwa 480 bis 710°C (etwa 900 bis 1300°F) üblicherweise liegen, und in einer Ausführungsform beträgt die dritte vorbestimmte Temperatur etwa 540°C (etwa 1000°F).
Der Schritt zum Fluidisieren des Gipspulvers in dem zweiten und dritten Kessel umfasst das Breitstellen eines Fluidisierungsmittels in diesen Kesseln zum Fluidisieren des darin enthaltenen Gipsmaterials.
Bevorzugt umfassen die Mischschaufeln bzw. Mischblätter ein Paar von horizontal verlaufenden Schaufeln und ein Paar von entgegengesetzt ausgerichteten, spiralförmig verdrehten Schaufeln, die sich vertikal zwischen den ersten und zweiten horizontalen Schaufeln erstrecken. Die spiral- bzw. schraubenförmigen Schaufeln umfassen jeweils eine vordere bzw. vorauseilende Kante, eine nacheilende bzw. hintere Kante und eine Brechkante, und die Luftrohre bzw. -leitungen sind entlang den Brechkanten so positioniert, dass die Einspritzöffnungen in Richtung auf die Brennerwicklungen bzw. -spulen gerichtet sind. Die Schaufeln sind bevorzugt in einer Mittenachse angeordnet und eine Luftquelle kann mit der Mittenachse verbunden sein, die ihrerseits mit den Luftrohren entlang den vorauseilenden Kanten der spiralförmig gewundenen Schaufeln verlaufen.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Fluidisierungsmittel außerdem mehrere radial angeordnete Lufteinspritzdüsen, die um eine Peripherie der Kesselhüllen der zweiten und dritten Kessel angeordnet sind. Jede Lufteinspritzdüse umfasst mehrere Lufteinspritzöffnungen und die Düsen sind jeweils mit einer Druckluftleitung zum Einspritzen von Druckluft durch die Öffnungen und in den Inhalt des Kessels verbunden. Die Druckluft fluidisiert den gemahlenen Gips bei erhöhten Temperaturen ausreichend, so dass dieser durch das System in angemessener Weise zu fließen bzw. zu strömen vermag.
Gemäß einer alternativen Konstruktion kann das Fluidisierungsmittel ein perforiertes Sieb und eine gewobene Matte bzw. ein Gewebe umfassen, die bzw. das im Boden der zweiten und dritten Kessel angeordnet ist, und eine Druckluftkammer, die unter dem Sieb und der Matte angeordnet ist, um Luft durch das Sieb und die Matte sowie in das Innere des Kessels hinein einzuspritzen. Die Luft wird in die Luftkammer und durch das Sieb und die Matte durch das Gipsmaterial hindurch bei erhöhten Temperaturen derart geblasen, dass das gemahlene Gipsmaterial durch die zweiten und dritten Stufen der Vorrichtung strömt bzw. fließt.
Das Fluidisierungsmittel ist bevorzugt aus einer Kombination von spiralförmig gewundenen Mischschaufeln und Luftrohren entlang den vorauseilenden Kanten dieser Schaufeln sowie aus mehreren radial angeordneten Lufteinspritzdüsen gebildet. Die Lufteinspritzdüsen können jedoch ersetzt sein durch die Verwendung einer Luftkammer und eines perforierten Flachmaterials bzw. eines Gewebes im Boden der Kessel. Das Fluidisierungsmittel kann außerdem zahlreiche andere Formen von Mitteln zum Fluidisieren und Belüften des Gipspulvers in den Kesseln während der zweiten und dritten Stufen aufweisen, wenn das Gipspulver nicht ausreichend von selbst fluidisiert.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile erschließen sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine teilweise fragmentarische Seitenansicht einer dreistufigen Kesselkonstruktion zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren.
2 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Innern des ersten Kessels des in 1 gezeigten Kalzinierungssystems.
3 zeigt eine Explosionsansicht einer Ausführungsform des Fluidisierungsmittels für die zweiten und dritten Kessel des in 1 gezeigten Kalzinierungssystems.
4 zeigt einen schematischen Querschnitt in Draufsicht einer alternativen Ausführungsform des Fluidisierungsmittels für die zweiten und dritten Kessel des in 1 gezeigten Kalzinierungssystems.
5 zeigt eine schematische Seitenansicht des Fluidisierungsmittels.
6 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht von einer der Düsen des in 4 und 5 gezeigten Fluidisierungsmittels.
7 zeigt eine Vorderansicht der in 6 gezeigten Düse.
8 zeigt eine teilweise geschnittene Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform des Fluidisierungsmittels für die zweiten und dritten Kessel des in 1 gezeigten Kalzinierungssystems.
9 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht der alternativen Ausführungsform des in 8 gezeigten Fluidisierungsmittels.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
In den Zeichnungen bezeichnet die Bezugsziffer 10 im allgemeinen ein mehrstufiges Kalzinierungssystem zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren. In der Ausführungsform gemäß den Zeichnungen umfasst das mehrstufige Kalzinierungssystem 10 einen ersten Kessel 11, einen zweiten Kessel 12 und einen dritten Kessel 13. Jeder der Kessel dient zum Kalzinieren von Gips und zahlreiche Einzelheiten der Konstruktion und der Betriebsweise dieser Kessel sind vollständig offenbart in der gleichzeitig anhängigen Anmeldung Nr. 08/382 612, eingereicht am 2. Februar 1995, mit dem Titel "Method and Apparatus for Continuous Refractoryless Calcining of Gypsum", auf die hiermit Bezug genommen wird. Es wird jedoch bemerkt, dass andere Arten von Kesseln verwendet werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße System müssen zumindest zwei Kalzinierungsstufen und zwei oder mehr Kessel umfassen. In der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsform umfasst das System 10 drei Kessel 11 bis 13 für drei Kalzinierungsstufen und gemäß einer Ausführungsform besitzt jeder der Kessel eine Höhe von etwa 5½ Fuß und einen Durchmesser von etwa 5½ Fuß. Es wird jedoch bemerkt, dass vier und fünf Kalzinierungsstufen oder andere Ausführungsformen mit zwei oder mehr Stufen verwendet werden können, um die Erfindung umzusetzen, die auf kein bestimmtes Kalzinierungssystem und auf keine Anzahl von Stufen beschränkt ist.
Wie in 1 gezeigt, umfasst jeder der Kessel 11 bis 13 eine Kesselhülle 14, einen internen Wicklungsbrenner-Rohraufbau 15 und einen externen Eintauch-Rohrbrenner 16. Die Brenner- Rohrwicklungen 15 sind durch Stützen 17 in den Kesselhüllen 14 getragen und spiralförmig zum gleichmäßigen Erwärmen bzw. Erhitzen des darin enthaltenen Gipsmaterials angeordnet. Bei den Eintauchbrennern 16 handelt es sich um gasgefeuerte Brenner, die eine Flamme in die Brennerrohre 15 hinein vorstehen lassen, und Wärme entsteht in diesen Rohren derart, dass das erwärmte Medium, typischerweise Verbrennungsgase und Luft, durch die Rohre strömt, um den Inhalt der Kesselhüllen 14 gleichmäßig zu heizen bzw. zu erwärmen. Derartige gasgefeuerte Eintauch-Rohrbrenner sind kommerziell von zahlreichen Quellen erhältlich, einschließlich Pillard Combustion (Procedair) von Montreal, Quebec, Kanada; Eclipse Combustion of Rockford, Illinois; Maxon Corporation of Muncie, Indiana; und Hauck Manufacturing Co. of Lebanon, Pennsylvania. Derartige gasgefeuerte Eintauch-Rohrbrenner besitzen aktuell eine Kapazitätsbeschränkung von etwa 5.000.000 BTU, und die spezielle Kapazität der gewählten Brenner 16 hängt von der gewünschten Ausgangstemperatur des speziellen Kessels und der internen Kapazität des Kessels, abgesehen von anderen Faktoren ab. Gemäß einer Ausführungsform besaß jeder der Eintauch-Rohrbrenner eine Kapazität von 5,3 mm/BTU/h. Derartige Eintauch-Rohrbrenner 16 können mit unterschiedlichen Brennstoffen betrieben werden, einschließlich verflüssigtem Petroleum, oder mit natürlichem Gas. Die Verwendung von Brennstoffen, wie etwa Kohle oder Öl sollte jedoch vermieden werden, weil die Abgase aus den Flammen dieser Brennstoffe eine unerwünschte innere Beschichtung bzw. einen Rest auf der Innenseite der Brennerrohre 15 zurücklassen können. Während davon ausgegangen wird, dass die Verwendung derartiger gasgefeuerter Eintauch-Rohrbrenner 16 bevorzugt ist, können andere Heizquellen zum Umwälzen von erwärmtem Medium, wie etwa Dampf, Öl und dergleichen, zum Umwälzen von geheiztem Medium durch die Brenner-Rohrwicklungen 15 und zum Heizen des jeweiligen Kesselinhalts verwendet werden. Während diese alterna tiven Wärmequellen verwendet werden können, müssen sie in der Lage sein, eine Endtemperatur für das Gipspulver höher als 480°C (900°F), bevorzugt eine Temperatur höher als 500°C (930°F), zu erzielen, um das Gipspulver in unlösliches Calciumsulfatanhydrit bzw. Totbrand umzusetzen. Außerdem wird bemerkt, dass das erfindungsgemäße Verfahren für zahlreiche Arten von schamottfreien Kalzinierungskesseln verwendet werden kann, und das Verfahren nicht beschränkt ist auf den Betrieb mit einer bestimmten Art eines schamottfreien Kalzinierungskessels.
Wie in 1 und 2 gezeigt, ist ein herkömmlicher Zuführförderer 18 über einer Eingangssteigleitung 19 im ersten Kessel 11 vorgesehen, um gemahlenes Gipspulver 20 dem ersten Kessel 11 zuzuführen. Eine Mischeinrichtung ist außerdem in dem ersten Kessel 11 vorgesehen, um den darin enthaltenen gemahlenen Gips derart zu mischen, dass beim Heizen bzw. Erwärmen des gemahlenen Gips tote Punkte bzw. Totstellen vermieden werden. In der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform hat die Mischeinrichtung die Form einer zentralen Welle 21, die auf Lagern 21a und 21b angebracht und mit einer Antriebseinrichtung 22 verbunden ist, um die Welle 20 in Drehung zu versetzen. Die Welle 20 umfasst mehrere horizontal verlaufende Mischschaufeln 23, 24 und 25 zum Mischen des in dem ersten Kessel 11 enthaltenen gemahlenen Gips. Jeder der ersten, zweiten und dritten Kessel 11 bis 13 gemäß 1 umfasst eine derartige Mischeinrichtung zum Mischen des Kesselinhalts. Es wird jedoch bemerkt, dass die Mischeinrichtung unterschiedliche Formen annehmen kann und weggelassen oder eine signifikant andere Konstruktion in den zweiten und dritten Kesseln 12 und 13 bei einigen Konstruktionen aufweisen kann, wie nachfolgend näher erläutert. Im Betrieb führt der Zuführförderer 18 gemahlenen Gips durch die Steigleitung 19 in den ersten Kessel 11 zu, und der Brenner 16 und die Brennerrohre 15 in dem ersten Kessel 11 erwärmen den darin enthaltenen gemahlenen Gips auf eine erste vorbestimmte Temperatur. Der Gips wird in dem ersten Kessel 11 auf eine Temperatur von etwa 120 bis 190°C (etwa 250 bis 380°F), bevorzugt auf etwa 150°C (etwa 310°F) erwärmt. Das Erwärmen des Gipspulvers dient dazu, dass dieses durch den Wasserdampf selbst fluidisiert wird, der aus der Reaktion CaSO₄·2H₂O → CaSO₄·½H₂O + 1½H₂O freigesetzt wird, so dass das Pulver aus dem ersten Kessel 11 heraus und durch das System in angemessener Weise ausströmt bzw. ausfließt. Wenn der erste Kessel 11 in dieser Weise erwärmt bzw. erhitzt wird, führt der freigesetzte Wasserdampf und der Zusatz von mehr Gipspulver dazu, dass das erwärmte Gipsmaterial durch ein Überströmrohr bzw. Überfließrohr 26 aus dem ersten Kessel 11 in den zweiten Kessel 12 überfließt. Das Material, welches aus dem ersten Kessel 11 in den zweiten Kessel 12 überfließt, hat üblicherweise die Form von Calciumsulfathalbhydrat. Der Einfachheit halber wird jedoch auf die unterschiedliche Formen von Calciumsulfat, einschließlich Dihydrat, Halbhydrat und Anhydrit, allgemein Bezug genommen als Gipsmaterial bzw. -pulver.
Wenn der gemahlene Gips den zweiten Kessel 12 füllt, erwärmen der Brenner 16 und das Brennerrohr 15 im zweiten Kessel 12 den darin enthaltenen gemahlenen Gips auf eine zweite vorbestimmte Temperatur von etwa 260 bis 430°C (etwa 500 bis 800°F), bevorzugt auf etwa 320°C (etwa 600°F). Das Gipsmaterial mit der zweiten vorbestimmten Temperatur liegt als Mehrphasen-Erzeugnis vor, das sehr wenig chemisch gebundenes Wasser enthält und unzureichende Fließ- bzw. Strömungseigenschaften besitzt aufgrund der Abwesenheit von freigesetztem Wasserdampf, wie etwa im ersten Kessel 11. Wie nachfolgend näher erläutert, ist der zweite Kessel 12 jedoch mit einer Fluidisierungseinrichtung zum Fluidisieren des Gipses in dem zweiten Kessel 12 mit einem Fluidisierungsmedium, bevorzugt Luft, derart versehen, dass der Gips durch die Vorrichtung fließen bzw. strömen kann. Wenn der Gips in dem zweiten Kessel 12 erwärmt wird, fließt er durch das Überfließrohr 27 aus dem ersten Kessel 12 in den dritten Kessel 13 über.
Der durch das Überfließrohr 27 fließende bzw. strömende gemahlene Gips füllt den dritten Kessel 13 und der Brenner 16 und die Brennerrohr 15 im dritten Kessel 13 erwärmen den darin enthaltenen gemahlenen Gips auf eine dritte vorbestimmte Temperatur von etwa 480 bis 710°C (etwa 900 bis 1300°F), bevorzugt auf etwa 540°C (etwa 1000°F). Die dritte vorbestimmte Temperatur sollte höher als 480°C (900°F), bevorzugt höher als 500°C (930°F) sein, um sicherzustellen, dass der aus dem dritten Kessel 13 rückgewonnene Gips im wesentlichen aus unlöslichem Calciumsulfatanhydrit oder Totbrand-Material besteht. Die dritte vorbestimmte Temperatur sollte jedoch üblicherweise 710°C (1300°F) nicht wesentlich übersteigen, bei welcher das Anhydrit in Kalk disassoziiert werden würde. Das Totbrand-Material wird daraufhin aus dem dritten Kessel 13 rückgewonnen, indem es durch ein drittes Überfließ- bzw. Überströmrohr 28 und in einen geeigneten Behälter hinein fließen gelassen wird. Falls erwünscht, kann der gemahlene Gips, rückgewonnen aus dem dritten Kessel 13, im wesentlichen aus löslichem Calciumsulfatanhydrit bestehen, und eine dritte bevorzugte Temperatur sollte niedriger als 480°C (900°F) sein, wenn die Herstellung von löslichem Anhydrit erwünscht ist. Aufgrund der erhöhten Temperaturen in dem dritten Kessel besitzt der gemahlene Gips unzureichende Fließ- bzw. Strömungseigenschaften, und der dritte Kessel 13 ist ebenfalls mit einer Fluidisierungseinrichtung zur Förderung des Fließens des gemahlenen Gipses durch die Vorrichtung versehen. Die Fluidisierungseinrichtung (vorliegende auch als Fluidisierungsmittel bezeichnet), die in den zweiten und dritten Kesseln 12 und 13 vorgesehen ist, kann unterschiedlich sein oder identisch, wie nachfolgend näher erläutert.
Wie in 1 gezeigt, weist jeder der ersten, zweiten und dritten Kessel 11 bis 13 ein Austragrohr 29 auf, das ausgehend vom Boden des Kessels zu den Überfließrohren 26, 27 und 28 verläuft. Die Austragrohre 29 sind lediglich dafür vorgesehen, die Kessel 11 bis 13 zu leeren, wenn der Prozess beendet ist und die Überfließrohre 26 bis 28 bilden die primären Mittel zum Überführen des Gipspulvers von einem Kessel in den anderen. Während die Überfließrohre 26 und 27 als direkt aus dem ersten Kessel 11 in den zweiten Kessel 12 und aus dem zweiten Kessel 12 in den dritten Kessel 13 führend gezeigt sind, wird bemerkt, dass andere Kommunikationsmittel zwischen den Kesseln verwendet werden können. Beispielsweise können die Überfließrohre 26 und 27 auf ein Förderersystem austragen, welches daraufhin den Gips zu einem Steigrohr des nachfolgenden Kessels transportiert.
Die Fluidisierungseinrichtung in den zweiten und dritten Kesseln 12 und 13 kann unterschiedliche Konstruktionsformen einnehmen, um sicherzustellen, dass das gemahlene Gipsmaterial, wenn es auf die zweiten und dritten vorbestimmten Temperaturen erwärmt wird, durch die Kalzinierungsvorrichtung bzw. das Kalzinierungssystem 10 fließt bzw. strömt. Die Fluidisierungseinrichtung kann eine Anzahl unterschiedlicher Mittel zum Fluidisieren des Gipspulvers und zum Verändern von Kombinationen hiervon enthalten. Drei unterschiedliche Verfahren bzw. Systeme zum Fluidisieren des Gipspulvers sind nachfolgend in Verbindung mit 3, 4 bis 7 und 8 bis 9 erläutert. Die bevorzugten Kombinationen der unterschiedlichen Fluidisierungseinrichtungen sind nachfolgend erläutert.
In der in 3 gezeigten Konstruktion umfasst die Fluidisierungseinrichtung ein perforiertes Flachmaterial 30, eine gewobene Matte bzw. ein Gewebe 31 und eine Luftkammer 32, die am Boden des zweiten und dritten Kessels 12 und 13 vorgesehen ist. Das perforierte Flachmaterial 30 legt mehrere Durchbrüche 30a fest und kann aus Edelstahl oder anderen wärmebeständigen Materialien bestehen. Die gewobene Matte 31 ist aus einem lose gewobenem Gewebe aus Edelstahlmaterial oder anderem wärmebeständigen Material gebildet. Das perforierte Flachmaterial 30 dient primär zum Schützen der gewobenen Matte 31 davor durch Kontakt mit Bestandteilen zerrissen oder aufgerissen zu werden, die in dem Kessel oder am anderen Ort zu liegen kommen. Im Betrieb wird eine Luftleitung 33 verwendet, um Luft unter die gewobene Matte 31 zu blasen und das perforierte Flachmaterial 31 einzuspritzen bzw. einzublasen, und das Flachmaterial 30 und die Matte 31 gewährleisten, dass die Luft in Aufwärtsrichtung durch das gemahlene Gipsmaterial gleichmäßig verteilt wird, das in den zweiten und dritten Kesseln 12 und 13 enthalten ist, um dieses Material in angemessener Weise zu fluidisieren bzw. zu verflüssigen. Bevorzugt wird die durch das gemahlene Gipsmaterial eingespritzte Luft unter Verwendung von Brennerabwärme-Tauschgasen in einem herkömmlichen Wärmetauschersystem vorgeheizt, und die Fluidisierungsluft wird bevorzugt auf einer Temperatur von etwa 90 bis 260°C (etwa 200 bis 500°F) erhitzt.
In einer derartigen Konstruktion können die zweiten und dritten Kessel 12 und 13 eine Mischeinrichtung umfassen, wie vorstehend in Verbindung mit 1 und 2 erläutert. Die Mischeinrichtung kann jedoch in Kombination mit einer Belüftungseinrichtung vorgesehen sein, wie nachfolgend in Verbindung mit der in 8 und 9 gezeigten Ausführungsform näher erläutert.
In der in 4 bis 7 gezeigten Konstruktion umfasst die Fluidisierungseinrichtung mehrere Lufteinspritzdüsen 34, die um eine Peripherie der Kesselhüllen 14 der zweiten und dritten Kessel 12 und 13 radial beabstandet sind. Jede Lufteinspritzdüse 34 ist mit einer Druckluftleitung 35 verbunden und jede der Düsen 34 legt mehrere Öffnungen 36 fest, einschließlich radialen Öffnungen 36a und axialen Öffnungen 36b. In der gezeigten Ausführungsform ist ein erster Satz 37 aus mehreren Düsen 34 umfangsmäßig um diese Kesselhülle 14 auf einem (bestimmten) Niveau vorgesehen, während ein zweiter Satz 38 aus mehreren Düsen 34 umfangsmäßig um die Kesselhülle 14 auf einem anderen Niveau vorgesehen ist. Beide Sätze 37 und 38 sind in der Nähe des Bodens der Kesselhülle 14 vorgesehen, und die in der Nähe des Bodens der Hülle 14 eingespritzte Luft trägt dazu bei, das erwärmte Gipsmaterial in Aufwärtsrichtung derart zu drängen, dass es in die jeweiligen Überfließrohre 27 bzw. 28 überfließt bzw. überströmt. In einer derartigen Konstruktion können die zweiten und dritten Kessel 12 und 13 eine Mischeinrichtung umfassen, wie vorstehend in Verbindung mit der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform erläutert. Die Mischeinrichtung umfasst jedoch eine Belüftungseinrichtung, wie nachfolgend in Verbindung mit den in 8 und 9 gezeigten Ausführungsformen näher erläutert.
In der in 8 und 9 gezeigten Konstruktion umfasst die Fluidisierungseinrichtung eine Misch- und Belüftungseinrichtungskombination, demnach Lufteinspritzeinrichtungen entlang den vorauseilenden Kanten der Mischeinrichtung zum Fluidisieren des gemahlenen Gipses in den zweiten und dritten Kesseln 12 und 13 vorgesehen sind. In einer derartigen Konstruktion entfällt die vorstehend in Verbindung mit 1 und 2 erläuterte Mischeinrichtung. In der in 8 und 9 gezeigten speziellen Ausführungsform umfasst die Misch- und Belüftungseinrichtungskombination eine Mittenachse bzw. zentrale Achse 39, erste und zweite horizontale Schaufeln 40 und 41 sowie erste und zweite spiralförmige Mischschaufeln 42 und 43. Die spiralförmigen Mischschaufeln 42 und 43 erstrecken sich vertikal zwischen den horizontalen Mischschaufeln 40 und 41 und ein Paar von horizontalen Tragstangen 44 und 45 erstreckt sich zwischen der Mittenachse 39 und den Zwischenabschnitten der spiralförmigen Mischschaufeln 42 und 43. Jede spiralförmige Mischschaufel 42 und 43 weist eine Brechkante 42a und 43a, eine vorauseilende Kante 42b und 43b und eine nacheilende Kante 42c und 43c auf. Die Schaufeln 42 und 43 sind derart gestaltet, dass sie das Gipspulver in Richtung auf das Zentrum des Kessels über die vorauseilenden Kanten 42b und 43b in Richtung auf und daraufhin über die nacheilenden Kanten 42c und 43c hinweg ansaugen. Eine derartige Konstruktion vermeidet Leerraum bzw. Hohlraum in dem Gips, der üblicherweise hinter den Schaufeln 42 und 43 auftritt, und erzeugt eine Wirbelwirkung in dem Gips in dem Kessel. Eine derartige Konstruktion saugt außerdem das Gipspulver von der Brennerrohrwicklung 15 weg und legt diese frei, die radial außerhalb der Schaufeln 42 und 43 zu liegen kommt. Bevorzugt sind die Einspritzöffnungen 48 in Richtung auf die Brennerrohrwicklung 15 gerichtet, um das Gipspulver von dem Brennerrohr 15 wegzublasen, wenn es durch die Wirbelwirkung freigelegt wird, die das Pulver in Richtung auf das Zentrum des Kessels saugt.
Jede der spiralförmigen Schaufeln 42 und 43 ist mit einem Luftrohr 46 und 47 entlang ihrer Brechkante 42a bzw. 43a versehen. Jedes der Luftrohre 46 und 47 umfasst mehrere radial gerichtete Öffnungen 48 zum Einspritzen von Luft in und Fluidisieren des Kesselinhalts. Die Druckluft wird den Luftrohren 46 und 47 durch eine Leitung 49 zugeführt, die mit einem internen Durchlass 39a in der Welle 39 verbunden ist, und der interne Durchlass 39a ist mit den Luftrohren 46 und 47 über die Durchlässe 44a und 45a in den Tragelementen 44 und 45 verbunden. Während eine spezielle Ausführungsform von Mischschaufeln mit einer Lufteinspritzeinrichtung entlang ihren Brechkanten der Illustration wegen gezeigt ist, wird bemerkt, dass die Konfiguration der Mischschaufeln und die Positionierung der Luftrohre und der radial gerichteten Öffnungen beträchtlich variieren kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Fluidisierungseinrichtung bevorzugt die in 4 bis 7 gezeigte Fluidisierungseinrichtung und die in 8 und 9 gezeigte Fluidisierungseinrichtung. Insbesondere umfassen die zweiten und dritten Kessel 12 und 13 bzw. sämtliche nachfolgenden Kessel hinter dem ersten Kessel 11 sowohl mehrere Lufteinspritzdüsen 34 um eine Peripherie der Kesselhülle 14 als auch Mischschaufeln 42 und 43 mit Lufteinspritzrohren 46 und 47 entlang ihren Brechkanten 42a und 43a zum Einspritzen von Luft in den Gips. Eine derartige Fluidisierungseinrichtungskombination gewährleistet, dass das Gipspulver mit dem Fluidisierungsmedium, bevorzugt Luft, während der Verarbeitung durch die zweiten und dritten Kessel oder sämtlicher Kessel nach dem ersten Kessel angemessen fluidisiert wird. Es wird jedoch bemerkt, dass die Fluidisierungseinrichtung unterschiedliche Formen annehmen kann.
Das Verfahren gemäß dieser Erfindung zum Kalzinieren von Gips zur Herstellung eines Anhydrit-Erzeugnisses wird nunmehr in Verbindung mit der in den Zeichnungen gezeigten speziellen Vorrichtung erläutert. Der gemahlene Gips 12 wird zunächst in den ersten Kessel 11 unter Verwendung des Förderers 18 und der Eingangssteigleitung 19 zugeführt, und der gemahlene Gips wird daraufhin in dem ersten Kessel 11 auf eine erste vorbestimmte Temperatur von etwa 120 bis 190°C (etwa 250 bis 380°F) bevorzugt auf 150°C (310°F) erwärmt bzw. erhitzt. Der erwärmte Gips wird daraufhin durch das Überfließrohr 26 von dem ersten Kessel 11 in den zweiten Kessel 12 zum Überfließen bzw. Überlaufen gebracht. Der gemahlene Gips in dem zweiten Kessel 12 wird daraufhin auf eine zweite vorbestimmte Temperatur erwärmt, die höher ist als die erste vorbestimmte Temperatur, während der Gips in dem zweiten Kessel 12 gleichzeitig fluidisiert wird. Die zweite vorbestimmte Temperatur beträgt etwa 260 bis 430°C (etwa 500 bis 800°F), bevorzugt etwa 320°C (etwa 600°F), und der gemahlene Gips auf dieser Temperatur bildet ein Mehrphasen-Erzeugnis. Der gemahlene Gips wird daraufhin aus dem zweiten Kessel 12 durch das Überfließrohr 27 in den dritten Kessel überlaufen gelassen. Der gemahlene Gips in dem dritten Kessel wird daraufhin auf eine dritte vorbestimmte Temperatur erwärmt, die höher ist als die zweite vorbestimmte Temperatur und gleichzeitig in dem dritten Kessel fluidisiert. Die dritte vorbestimmte Temperatur ist bevorzugt größer als etwa 480°C (900°F), bevorzugt größer als 500°C (930°F), um zu gewährleisten, dass ein unlösliches Anhydrit oder ein Totbrand-Produkt aus dem dritten Kessel rückgewonnen wird. Die dritte vorbestimmte Temperatur sollte in den Bereich von 480 bis 710°C (etwa 900 bis 1300°F) zum Herstellen von Totbrand fallen, und sie beträgt bevorzugt etwa 540°C (etwa 1000°F). Der gemahlene Gips, der aus dem dritten Kessel rückgewonnen wird, besteht im wesentlichen aus Calciumsulfatanhydrit in Form eines unlöslichen Anhydrit-Erzeugnisses oder Totbrand-Material, oder, falls gewünscht, kann es sich beim ihm um löslichen Anhydrit handeln, wenn die dritte bzw. die Endtemperatur unter 900°F liegt. Das rückgewonnene Material wird daraufhin durch einen herkömmlichen Förderer oder dergleichen zu einer herkömmlichen Einrichtung zum Kühlen und Abpacken (nicht gezeigt) überführt. Die Fluidisierung des Gipses in den zweiten und dritten Kesseln 12 und 13 kann in unterschiedlicher Weise bewirkt werden, und die Fluidisierungseinrichtung in den zweiten und dritten Kesseln kann identisch oder unterschiedlich sein.
In der bevorzugten Ausführungsform umfassen die Mischschaufeln Lufteinspritzrohre entlang ihren vorauseilenden Kanten zum Fluidisieren des Kesselinhalts. Außerdem umfasst die Fluidisierungseinrichtung in der bevorzugten Ausführungsform mehrere Lufteinspritzdüsen 34 um eine Peripherie der Kesselhülle 14, um den pulverförmigen Gips in den zweiten und dritten Kesseln 12 und 13 zu fluidisieren bzw. belüften. In einer Ausführungsform mit drei Kesseln, wie gezeigt, war das System so ausgelegt, dass es einen Durchsatz von 4 Tonnen/h hatte und tatsächlich wurde es mit 2 Tonnen/h laufen gelassen.
Das erfindungsgemäße Verfahren stellt ein effizientes und effektives Verfahren zum Rückgewinnen von Gips dar, der im wesentlichen aus Calciumsulfatanhydrit besteht, aus einem Kalzinierungsprozess, ohne teuren Schamott. Durch Bereitstellen einer Fluidisierungseinrichtung in den zweiten und dritten Kesseln oder in sämtlichen nachfolgenden Kesseln hinter dem ersten Kessel überwindet das Verfahren die Probleme, die mit der Fluidisierung bei zahlreichen Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik verbunden sind.

Claims

Verfahren zum Kalzinieren von Gips zur Herstellung eines Anhydrit-Erzeugnisses, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Zuführen von gemahlenem Gips in einen ersten Kessel; Erwärmen des gemahlenen Gipses in dem ersten Kessel auf eine erste vorbestimmte Temperatur; Überlaufenlassen des gemahlenen Gipses aus dem ersten Kessel in zumindest einen nachfolgenden Kessel; Erwärmen des Gipses in dem zumindest einen nachfolgenden Kessel auf eine Endtemperatur, die höher als die erste vorbestimmte Temperatur ist, während gleichzeitig der Gips in dem zumindest einen nachfolgenden Kessel verflüssigt wird; und Rückgewinnung des Gipses aus dem zumindest einen nachfolgenden Kessel, der im wesentlichen aus Calciumsulfatanhydrit besteht, wobei der Schritt zum Verflüssigen des Gipses in dem zumindest einen nachfolgenden Kessel das Bereitstellen von zumindest einer drehbaren Schaufel mit mehreren Einspritzöffnungen entlang einer vorauseilenden Kante in dem zumindest einen nachfolgenden Kessel sowie das Bewegen der zumindest einen Schaufel in dem zumindest einen nachfolgenden Kessel umfasst, während gleichzeitig ein Verflüssigungsmedium durch die mehreren Einspritzöffnungen ausgetragen wird, um den Gips in dem zumindest einen nachfolgenden Kessel zu verflüssigen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Schaufel eine erste spiralförmig gewundene Schaufel und eine zweite spiralförmig gewundene Schaufel umfasst, die sich jeweils vertikal zwischen ei ner oberen und einer unteren horizontalen Schaufel erstrecken, und dass die ersten und zweiten spiralförmig gewundenen Schaufeln jeweils ein Luftrohr entlang einer Brechkante umfassen, das mehrere Einspritzöffnungen aufweist, die zum Einspritzen eines Verflüssigungsmediums in das Gipsmaterial in dem zumindest einen nachfolgenden Kessel radial gerichtet sind.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten spiralförmig gewundenen Schaufeln eine vorauseilende Kante vor der Brechkante und eine nacheilende Kante hinter der Brechkante aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten spiralförmig gewundenen Schaufeln und die oberen und unteren horizontalen Schaufeln auf einer zentralen Achse angebracht sind, und dass ein Paar von ersten und zweiten horizontalen Tragstangen sich zwischen der zentralen Achse und zwischen Abschnitten der ersten und zweiten spiralförmig gewundenen Schaufeln erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Achse und die Tragstangen jeweils Luftdurchlässe enthalten, und dass eine Luftquelle vorgesehen ist, die mit dem Luftdurchlass in der zentralen Achse zum Verteilen von Luft durch die Luftdurchlässe und durch die Einspritzöffnungen entlang den Brechkanten der ersten und zweiten spiralförmig gewundenen Schaufeln verbunden ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zum Verflüssigen des Gipses in dem zumindest einen nachfolgenden Kessel das Bereitstellen einer gewobenen Matte in einem Boden des zumindest einen nachfolgenden Kessels und das Ein spritzen eines Verflüssigungsmediums durch die Matte in dem Gips vorsieht, der in dem zumindest einen nachfolgenden Kessel enthalten ist.
Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein perforiertes Sieb, das mehrere Durchbrüche festlegt, die über der gewobenen Matte vorgesehen sind.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gewobene Matte aus Edelstahl gebildet ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zum Verflüssigen des Gipses in dem zumindest einen nachfolgenden Kessel das Bereitstellen von mehreren Lufteinspritzdüsen um einen Umfang bzw. Rand des zumindest einen nachfolgenden Kessels und das Einspritzen eines Verflüssigungsmediums durch die mehreren Düsen zum Verflüssigen des Gipses in den zweiten und dritten Kesseln vorsieht.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteinspritzdüsen jeweils radial gerichtete Öffnungen und zumindest eine axial gerichtete Öffnung enthalten.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine nachfolgende Kessel einen zweiten Kessel und einen dritten Kessel umfasst, und dass die Schritte zum Erwärmen und Verflüssigen des Gipses das Erwärmen des Gipses in dem zweiten Kessel auf eine zweite vorbestimmte Temperatur höher als die erste vorbestimmte Temperatur und das Erwärmen des Gipses in dem dritten Kessel auf eine dritte vorbestimmte Temperatur höher als die zweite vorbestimmte Temperatur umfassen, wobei die dritte vorbestimmte Temperatur gleich der Endtemperatur ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Endtemperatur höher als etwa 480°C (etwa 900°F) ist.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der rückgewonnene Gips im wesentlichen aus unlöslichem Calciumsulfatanhydrit besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Endtemperatur geringer als etwa 480°C (etwa 900°F) ist, und dass der rückgewonnene Gips im wesentlichen aus unlöslichem Calciumsulfatanhydrit besteht.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste vorbestimmte Temperatur geringer als etwa 200°C (etwa 400°F) ist, und dass der gemahlene Gips, der aus dem ersten Kessel zum Überlaufen gebracht wird, im wesentlichen aus Calciumsulfathemihydrat besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, gekennzeichnet durch Überlaufen lassen des gemahlenen Gipses aus dem ersten Kessel und dem zweiten Kessel und Erwärmen des Gipses in dem zweiten Kessel auf eine zweite vorbestimmte Temperatur höher als die erste vorbestimmte Temperatur, während der Gips in dem zweiten Kessel gleichzeitig verflüssigt wird, durch Überlaufen lassen des Gipses aus dem zweiten Kessel in den dritten Kessel und Erwärmen des Gipses in dem dritten Kessel auf eine dritte vorbestimmte Temperatur höher als die zweite vorbestimmte Temperatur, während der Gips in den dritten Kessel gleichzeitig verflüssigt wird, und Rückgewinnen des Gipses aus dem dritten Kessel, der im wesentlichen aus Calciumsulfatanhydrit besteht.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte vorbestimmte Temperatur höher als etwa 480°C (etwa 900°F) ist, und dass der rückgewonnene Gips im wesentlichen aus unlöslichem Calciumsulfatanhydrit besteht.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte vorbestimmte Temperatur niedriger als etwa 480°C (etwa 900°F) ist, und dass der rückgewonnene Gips im wesentlichen aus löslichem Calciumsulfatanhydrit besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die erste vorbestimmte Temperatur etwa 120°C bis 190°C (etwa 250°F bis 380°F) beträgt, dass die zweite vorbestimmte Temperatur etwa 260°C bis 430°C (etwa 500°F bis 800°F) beträgt, und dass die dritte vorbestimmte Temperatur etwa 480°C bis 710°C (etwa 900°F bis 1300°F) beträgt.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die erste vorbestimmte Temperatur etwa 150°C (etwa 310°F) beträgt, dass die zweite vorbestimmte Temperatur etwa 320°C (etwa 600°F) beträgt, und dass die dritte vorbestimmte Temperatur etwa 540°C (etwa 1000°F) beträgt.
System zum Kalzinieren von Gips und zum Herstellen eines Anhydrit-Erzeugnisses, wobei das System aufweist: Zumindest zwei Kessel ohne feuerfestem Stoff mit einer Kesselhülle, die eine Innenkammer zum Aufnehmen von gemahlenem Gips festlegt, wobei die zumindest zwei Kessel einen ersten Kessel und zumindest einen nachfolgenden Kessel aufweisen, eine Heizeinrichtung, die in den zumindest zwei Kesseln angeordnet ist, um ein erwärmtes Medium durch die Innenkammer der zumindest zwei Kessel umzuwälzen, ohne dass das erwärmte Medium mit Gips in Kontakt gelangen kann, der in den zumindest zwei Kesseln enthalten ist; eine Zuführeinrichtung zum Zuführen von gemahlenem Gips in den ersten Kessel; eine Verbindungseinrichtung zum Überführen von erwärmtem gemahlenen Gips aus dem ersten Kessel in den zumindest einen nachfolgenden Kessel; und eine Verflüssigungseinrichtung, die in dem zumindest einen nachfolgenden Kessel zum Verflüssigen des gemahlenen Gipses vorgesehen ist, der in diesem Kessel enthalten ist, wobei die Verflüssigungseinrichtung zumindest eine drehbare Schaufel mit mehreren Einspritzöffnungen entlang einer Brechkante aufweist, die in dem zumindest einen nachfolgenden Kessel vorgesehen ist, und eine Luftzufuhreinrichtung zum Einspritzen eines Verflüssigungsmediums durch die mehreren Einspritzöffnungen zum Verflüssigen des Gipses, der in dem zumindest einen nachfolgenden Kessel enthalten ist.
System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Schaufel eine erste spiralförmig gewundene Schaufel und eine zweite spiralförmig gewundene Schaufel aufweist, die sich vertikal zwischen einer oberen und einer unteren horizontalen Schaufel erstrecken, und wobei die ersten und zweiten spiralförmig gewundenen Schaufeln jeweils ein Luftrohr entlang ihren Brechkanten aufweisen, die mehrere Einspritzöffnungen aufweist, die in dem zumindest einen nachfolgenden Kessel radial gerichtet sind, um ein Verflüssigungsmedium in den darin enthaltenen Gips einzuspritzen.
System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung eine Brennerröhrenwicklung enthält, und dass die ersten und zweiten spiralförmig gewundenen Schaufeln vorauseilende Kanten vor den Brechkanten und nacheilende Kanten hinter den Brechkanten aufweisen, wobei die Einspritzöffnungen der Luftrohre an den Brechkanten in Richtung auf die Brennerwicklung gerichtet sind.
System nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten spiralförmig gewundenen Schaufeln und die oberen und unteren horizontalen Schaufeln auf einer zentralen Achse angebracht sind, und dass ein Paar von ersten und zweiten horizontalen Tragstangen vorgesehen sind, die sich zwischen der zentralen Achse und Zwischenabschnitten der ersten und zweiten spiralförmig gewundenen Schaufeln erstrecken.
System nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Achse und die Tragstangen Lufteinspritzdurchlässe aufweisen, und dass eine Luftquelle vorgesehen ist, die mit dem Luftdurchlass in der zentralen Achse verbunden ist, um Luft durch die Luftdurchlässe und durch die Einspritzöffnungen entlang den Brechkanten der ersten und zweiten spiralförmig gewundenen Schaufeln zu verteilen.
System nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Verflüssigungseinrichtung außerdem eine gewobene Bahn oder Matte umfasst, die in einem Boden des zumindest einen nachfolgenden Kessels vorgesehen ist, und eine Luftquelle zum Einspritzen eines verflüssigten Mediums durch die gewobene Bahn oder Matte in den Gips, der in dem bzw. den nachfolgenden Kessel(n) enthalten ist.
System nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch ein perforiertes Sieb, das mehrere Durchbrüche festlegt, die über der gewobenen Bahn bzw. Matte vorgesehen sind.
System nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die gewobene Bahn oder Matte aus Edelstahl gebildet ist.
System nach einem der Ansprüche 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Verflüssigungseinrichtung außerdem mehrere Einspritzdüsen umfasst, die über einen Umfang bzw. Rand der Kesselhülle(n) des zumindest einen nachfolgenden Kessels angeordnet sind, und dass eine Luftquelleneinrichtung vorgesehen ist, die mit den mehreren Düsen verbunden ist, um Luft durch die Düsen und in den Kesselinhalt einzuspritzen, um den darin enthaltenen Gips zu verflüssen.
System nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüsen mehrere radial gerichtete Öffnungen und zumindest eine axiale Öffnung umfassen.
System nach einem der Ansprüche 21 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Kessel einen ersten, einen zweiten und einen dritten Kessel umfassen.